1 5 '/. oc(cf?J^C- FOR THE PEOPLE FOR EDVCATION FOR SCIENCE LIBRARY OF THE AMERICAN MUSEUM OF NATURAL HISTORY .V ARCHIV FÜR ^ ZELLFORSCHUNG HERAUSGEGEBEN VON DR. RICHARD GOLDSCHMIDT PROFESSOR AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN FÜNFTER BAND MIT 142 TEXTFIGUREN UND 31 TAFELN LEIPZIG VERLAG VON WILHELM ENGELMANN Yfl4fMU Mit x'e , i/uütuivi Vf.OTEIll Inhalt des fünften Bandes Erstes Heft Ausgegeben am 31. Mai 1910 Seite Kristine Bonnevie, Über die Rolle der Centralspindel während der in- direkten Zellteilung. (Mit 4 Fig. im Text u. Taf. I— III) 1 Hermann Matscheck, Über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. (Mit 30 Fig. im Text u. Taf. IV — VIII) 36 Thos. H. Montgomery, jr., On the Dimegalous Sperm and Chromosomal Variation of Euschistus, with Reference to Chromosomal Continuity. (With 1 figure in the text and plates IX and X) 120 Al. Mrazek, Degenerationserscheinungen an Muskelzellen der Annulaten. (Mit 1 Fig. im Text) 146 Katharine Foot and E. C. Strobell, Pseudo-Reduction in the Oögenesis of Allolobophora foetida. (With 1 figure in the text and plates XI and XII) 149 Referate: E. Meirowsky, Über den Ursprung des melanotischen Pigments der Haut und des Auges. (Hueck) 166 Mich. F. Güyer, The Spermatogenesis of the domestic Guinea (Numida meleagris dom.) (P. Büchner) 167 Mich. F. Güyer, The Spermatogenesis of the Domestic Chicken (Oalbis gallus dom. (P. Büchner) 167 VICTOR Gregoire, La reduction dans le Zoogonus mirus Lss. et le »Pri- märtypus«. (P. Büchner) 168 F. A. Janssens et J. Willems, Spermatogenese dans les batraciens. (P. Büchner) 169 Willy Deton, L’6tape synaptique dans l’ovogenese du Thysanozoon Brochii. (P. Büchner) 169 Paul Debaisiedx, Les debuts de l’ovogenese dans le Dytiscus marginalis. (P. Büchner) 170 C. Golgi, Sur une fine particularite de structure de l’epith^lium de la mu- queuse gastrique et intestinale de quelques vertebres. (P. Büchner) . 170 P. Mora WITZ, Über Oxydationsprozesse im Blut. (Strahl) 171 Zweites Heft Ausgegeben am 2. August 1910 Achille Russo, Sui mutamenti che subiscono i mitocondri ed i materiali deutoplasmici dell’ oocite di Coniglia in diversi periodi di inanizione. (Con 3 figure nel testo e tavola XIIIj 173 IV Seite Leopoldo Granata, Le cinesi spermatogenetiche di Pamphagus luarmora- tus (Buxm.) (Con una figura nel testo e le tavole XIV — XVI) . . . 182 Paul Büchner. Von den Beziehungen zwischen Centriol und Bukettstadium. (Mit 23 Figuren im Text) 215 J. F. McClendon, Further studies on the Gametogenesis of Pandarus si- nuatus, Say. (With 1 figure in the text and plate XVII) 229 C. CiACCio, Contributo alla distribuzione ed alla fisio-pathologia cellulare dei lipoidi. (Con tavole XVIII — XX) 235 Drittes Heft Ausgegeben am 18. Oktober 1910 M. Nowikoff, Zur Frage über die Bedeutung der Amitose. (Mit 2 Figuren im Text) 365 Andreas Berezowski, Studien über die Zellgröße. Erste Mitteilung. Über das Verhältnis zwischen der Zellgröße und der Gesamtgröße des wachsenden Organismus 375 J. F. McClendon, Ou the Effect of Centrifugal Force on the Frog's Egg. (With 9 figures in the text) 385 H. E. Jordan, The Eelation of Nueleoli to Chromosomes in the Egg of Cribrella Sanguineolenta Lütken. (With 9 figures in the text) . . . 394 Alexis Korotneff, Histologische Beobachtungen über die Mitochondrien, sowie die Struktur und Entwicklung der Muskelfasern einiger Wirbel- losen. (Mit 23 Figuren im Text) 406 Charles Lincoln Edwards, The Idiochromosomes in Ascaris megaloce- phala and Ascaris lumbricoides. (With plates XXI and XXII) . . . 422 Hermann von Voss, Beiträge zur Kenntnis der Eireifung bei den Acantho- cephalen. (Mit 11 Textfiguren und Tafel XXIII). . . . 430 Paul Büchner, Zur Bedeutung der Heterochromosomen. (Mit einer Er- widerung an S. Gutherz.) (Mit Tafel XXIV) 449 Referate: Collin, B., La conjugaison (l'A}ioploph7-ya branchiarwn (Stein). (U.Neresheimer) 465 Moroff, Th. und G. Stiasxy, Über Bau und Entwicklung von Acanthometron pelbictdum J. M. (E. Neresheimer) 466 ZuELZER, M., Bau und Entwicklung von Wagnei-ella borealis Mereschk. (E. Na-esheimer) 467 Borgert, A., Über Erscheinungen fettiger Degeneration bei tripyleen Ea- diolarien. (E. Neresheimer) 469 Mencl, E., Die Bakterienkerne und die >cloisons transversales« Guilller- monds. (E. Ne^-esheimer) 470 Awerinzew, S., Studien über parasitische Protozoen. III. (E. Neresheimer) 470 Brasil, L., Documents sur quelques Sporozoaires d’Annelides. (E. Neresheimer) 470 DE Beaurepaire-Aragao, H., Über eine neue Amöbenart, Amoeba diplomi- totica. (E. Neresheimer) 471 DE Beaurepaire-Aragao, H., u. A. Neiva, A contribution to the study of the intraglobular parasites of lizards. (E. Nereshei^ner) 472 Elmiassan, M., Sur V Amoeba blattae. (E. Neresheimer) 472 Mercier, L., Le cycle evolntif A' Amoeba blattae Bütschli. (E. Nereshemier) 473 V Seite Burck, C., Studien über einige Choanoflagellaten. (E. Nercskeimer) .... 474 Neresheimer, E., Über das Eindringen von Lankesterella spec. in die Frosch- blntkörperchen. (E. Neresheimer) 474 Dogiel, V., Beiträge zur Kenntnis der Gregarinen. 111. (E. Neresheimer) 474 Reichenow, E., Untersuchungen an Haematococcus pluvialis nebst Bemer- kungen über andere Flagellaten. (E. Neresheimer) 475 Prowazek, S., Konjugation von JAonotiis. (E. Neresheimer) 476 Prowazek, S., Bemerkungen zu einer Theorie der Cytomorphe. (E. Neres- heimer) 476 Chatton, E., Sur un trypanosomide nouveau, Lepiomonas ayilis, d’un reduve indigene [Harpactor iraeundus Scop.). (E. Neresheimer) 477 Chatton, E., Sur un trypanosomide nouveau d’une Nycteribie, et sur les relations des formes Trypanosoma, Herpetomonas, Leptomonas et Gri- thidia. (E. Neresheimer) 477 Leger, L. u. 0. Duboscq, Perexia lankesteriae n. g., n. sp., Microsporodie parasite de Lankesteria ascidiae (Ray-Lank.). (E. Neresheimer) . . . 478 Leger, L. u. 0. Duboscq, Protistes parasites de l’intestin d’une larve de »Ptychoptera* et leur action sur l’hote. (E. Neresheimer) 478 JoLLOS, V., Multiple Teilung und Reduktion bei Adelea ovata (A. Schneider). (E. Neresheimer) 479 Rosenbu.sch, F., Trypanosomen-Studien. {E. Neresheimer) 480 Berliner, E., Flagellatenstudien. (E. Neresheimer) 481 Baldrey, F. S. H., Versuche und Beobachtungen über die Entwicklung von Trypanosoma leivisi in der Rattenlaus Baematopinus spinulosus. (E. Neresheimer) 482 ScHAXEL, J., Die Ovogenese von Pelagia noctiluca Per. et Less. mit be- sonderer Berücksichtigung der Chromidien und Nucleolen. {P. Büchner) 482 Granata, Leop., Le divisioni degli spermatociti di ^Xylocopa violacea< L. (P. Büchner] 483 Artom, Ces., Cromosomi ed eterocromosoma nelle cinesi spermatogenetiche di t Stauronotiis maroccamcs<^ Thunb. (P. Büchner) 483 Boveri, Th., Über Beziehungen des Chromatins zur Geschlechtsbestimmung. (P. Büchner] 484 Gerard, Pol., Recherches sur la Spermatogeuese chez Stenohothrus biguttulus (Linn.). (P. Büchner] 484 Korotneff, A., Mitochondrien, Chondriomiten und Faserepithel der Tri- eladen. (P. Büchner) 486 Schleif, W., Die Reifung des Eies von Rhodites rosae L. und einige all- gemeine Bemerkungen über die Chromosomen bei parthenogenetischer Fortpflanzung. [P. Büchner) 486 Brunelli, Gust., La spermatogenesi del ^Qryllus desertiis* Pall. (Divisioni spermatogoniali e maturazione). (P. Büchner) 487 Kleinert, Max, Die Spermatogeuese von Helix (Trachea) nemoralis und hortensis. (P. Büchner) 488 SiLVESTRi, F., Contribuzioni alla conoscenza degli Imenotteri parassiti. 1. (P. Büchner) 489 SiLVESTRi, F., Contribuzioni alla conoscenza biologica degli Imenotteri parassiti. II/IV. (P. Büchner) 489 VI Seite Elpatiewsky, W., Die Urgeschlechtszellenbildung von Sagitta. (P. Büchner) 490 Gutherz, S., Weiteres zur Geschichte des Heterochromosoms von Oryllus domestieus L. (P. Büchner) 491 Bilek, Fr., Über die fibrillären Strukturen in den Muskel- und Darmzellen der Ascariden. [P. Buchnci-) 492 Meves, Fr., Über Strukturen in den Zellen des embryonalen Stützgewebes sowie über die Entstehung der Bindegewebsfibrillen, insbesondere der- jenigen der Sehne. (P. Büchner) 492 Lams. Hon., Les globules polaires de Toeuf d’Arion empiricorum (Fer.) (P. BucJmer) 493 Lams, Hon., Recherches concernant le dimorphisme des elements seminaux chez le Murex. (P. Büchner) 494 Cary, Lewis R., The life history oiDiplodiseus Stafiford. [P. Büchner) 494 Gutiierz, S., Wird die Annahme einer Beziehung zwischen Heterochromo- somen und Geschlechtsbestimmung durch das Studium der Oryllus- Oogenese widerlegt? (P. Bnchner) 495 Löhner, Leopold, Über die Glockenformen von Säugererythrocyten und ihre Ursachen. {Strahl] 495 Weidenreich, Franz, Über die Form der Säugererythrocyten. {Strahl) . . 496 Viertes Heft Ausgegeben am 15. November 1910 F. Baltzer, Über die Beziehung zwischen dem Chromatin und der Ent- wicklung und Vererbungsrichtung bei Echinodermenbastarden. (Mit 19 Figuren im Text und Tafel XXV — XXIX) 497 G. Tischler, Untersuchungen über die Entwicklung des Bananen-Pollens. I. (Mit 4 Figuren im Text und Tafel XXX — XXXI) 622 Referate: Regaud, Cl., Etudes sur la structure des tubes seminiferes et sur la sper- matogenese chez les Mammiferes. (P. Büchner) 671 WiEMAN, H. L., The Pole Disc of Chrysomelid Eggs. j P. Bnchner) .... 673 Günthert, Til, Die Eibildung der Dytisciden. (P. Büchner) 674 J. Marechal et A. de Saedeleer, Le premier developpment de rovocjde I chez les Rajides. (P. Büchner' 675 Lepeschkin, H. D., Über einen neuen Vertreter des Wurmtypus mit vier Chromosomen (Vartex viridis J .P. Büchner' 676 Goldschmidt, R., Das Problem der Geschlechtsbestimmung. (P. Büchner) 676 Herwerden, M. A. van. Über die Kernstruktur in der Speicheldrüse der Chiranarnus-'ljAwei. (P. Büchner) 677 Stevens, N. M., The Chromosomes in the Germ-cells of Oidex. (P. Büchner' 677 Stevens, N. M., An unequal pair of heterochromosomes in Farficula. ,P. Buclmer) 678 Leplat, Georges, La Spermiogenese chez le chat [Felix caius damesticus.) (P. Büchner) 678 Stauffaciier, H., Beiträge zur Kenntnis der Kernstrukturen. fP. Büchner' 679 Knoll, W., Bestehen direkte, mit unsern heutigen Hilfsmitteln darstell- bare Verbindungen zwischen Kern und Cytoplasma? |P. Büchner) . 680 über die Rolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. Von Kristine Bonnevie. (Kristiania.) Mit 4 Textfiguren und Tafel I — III Bei einer Durchsicht der Literatur über Zellteilungsmechanik wird man von den großen Schwierigkeiten dieses Problems einen lebhaften Eindruck bekommen. Kaum zwei Verfasser sehen die Frage von demselben Gesichtspunkt aus an. — Selbst wenn die Theorien, die in den karyokinetischen Strahlungen permanente, auf den Cytocentren inserierte Zellstrukturen sehen (Heidexhain, Ko- STAXECKi u. a.), im Lichte der neueren Forschung aus dem Spiel gelassen werden können, haben wir doch noch eine ganze Keihe Auffassungen vor uns, die zum Teil auf sehr wesentlichen Punkten voneinander verschieden sind. Alle neueren Versuche*), die Mechanik der Zellteilung zu er- klären, haben das eine gemeinsam, daß sie in den Cytocentren die Erreger der kaiyokinetischen Tätigkeit erkennen. Damit ist aber auch die Einigkeit zu Ende. — Sind die Cytocentren einer karyo- kinetischen Figur beide (oder alle) in gleicher Weise wirksam [Bütschli, Khumbler, Boveri, Wilson, Teichmann, Baltzer, Gal- LARDO (spätere Arbeiten) u. a.], oder sind sie als »duale« Pole mit entgegengesetzten Vorzeichen [Gallardo (frühere Arbeiten), Reinke, Hartog] zu betrachten? — Ist, mit andern Worten, die achromatische Zellteilungsfigur als Ausdruck der zwischen solchen Polen existieren- den Kraftlinien aufzufassen, oder läßt sie sich durch anderweitige Veränderungen im Cytoplasma erklären? *) Eine übersichtliche Darstellung der modernen Theorien ist von Baltzeb (1908) gegeben worden. Archiv f. Zellforschung. V. 1 9 Kristine Bonnevie Werden die Bewegungen der Cytocentren durch ihre eigene Ak- tivität bewirkt, während die achromatischen Spindeln gegen ihre Ent- l’ernung Widerstand üben (M. Boveri, Baltzer) — oder wird diese Entfernung gerade durch das Wachstum der Spindel bewirkt (Meves Boxxevie)? — In naher Verbindung mit dieser Frage steht auch eine andre über die Natur der einzelnen Strahlen. Sind sie während der Mitose als substanzielle, sich verkürzende oder an Länge zunehmende Fädchen (Vax Bexedex, Tu. Boveri, Meves) oder nur als der Ausdruck verschiedener innerhalb des Cytoplasmas vor sich gehen- der Bewegungen (Wilsox, Teichmaxx' anzusehen, oder lassen sich die verschiedenen Strahlengruppen vielleicht nicht von demselben Gesichtspunkt aus betrachten, weil sie unter sich nicht gleichwertig sind (Boxxevie)? Diese und andre Fragen werden sich bei einer Durchmusterung der in der Zellteilungsliteratur zurechtgelegten Tatsachen mit den aus denselben gezogenen Schlüssen unwillkürlich stellen müssen, ohne daß sie in dem vorliegenden Material eine endgültige Antwort bis jetzt gefunden haben. — Keine der aufgestellten Theorien hat auf alle die vorliegenden Tatsachen ihre Anwendbarkeit bewiesen, was bei der so allgemeinen Übereinstimmung der Karyokinese in den ver- schiedensten Objekten von einer Zellteilungsmechanik wohl unbedingt verlangt werden muß. Durch eingehende Betrachtung der Zellteiluugsvorgänge, sowohl auf lebendem als auf fixiertem Material, bin ich zu der Überzeugung geführt worden, daß in den meisten Erklärungsversuchen die Rolle der Centralspindel bei der Zellteilung zu wenig berücksichtigt wor- den ist. — Die ganze karvokinetische Spindel ist wohl in ihrem Verhalten oft genug verfolgt worden, relativ selten aber ihre einzel- nen Komponenten, die Centralspindel und die Zugfasern für sich allein ; und doch darf nicht vergessen werden, daß diese beiden allem An- schein nach unter sich verschieden sind. Die Centralspindel ist durch die Wirksamkeit beider Centren entstanden, während die Zug- fasern durch eine Zusammenwirkung der Centren mit den Chromo- somen gebildet worden sind; man darf daher auch nicht a priori voraussetzen, daß beide Bildungen sich während der Karyokinese gleich verhalten. Was wir in der normalen Karyokinese zu Gesicht bekommen, kann nur als die Resultante der in Centralspindel und Zugfasern gleichzeitig wirkenden Kräfte angesehen werden; nur aus- nahmsweise kommen uns Bilder vor Augen, die eine getrennte Unter- suchung beider Komponenten der karyokinetischen Spindel erlauben. über die Kolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 3 Jedesmal aber, wenn solche Beobachtungen der Centralspindel als Grundlage für Erwägungen über Zellteilungsmechanik gedient haben, dann sind auch Resultate erreicht worden, die in die übrigen Theorien sich nicht hineinpassen lassen. — So wurde z. B. von Meves (1897) nach Untersuchungen über die männlichen Keimzellen des Salamanders, deren Centralspindeln eine außergewöhnliche Ent- wicklung zeigen, der Schluß gezogen, daß die gegenseitige Entfer- nung der Centren durch das Längenwachstum der Centralspindel verursacht wird. — So bin auch ich durch Beobachtungen an den abnorm stark entwickelten Centralspindeln der Polocyten von Enteroxenos zu einem ähnlichen Resultat geführt worden, obwohl meine Prämissen von denjenigen von Meves wesentlich verschieden waren. Ich habe dann auch (1906, S. 317 — 338) nach eingehenden Studien der Reifungsteilungen des Enteroxenos-EiQ% den Umriß einer Zellteilungsmechanik gezeichnet, die — soweit ich gefunden habe — nicht nur Punkt für Punkt mit den schönen Strahluugserscheinungen dieses Objektes aufs beste übereinstimmt, die aber auch unter den in der Lateratur vorliegenden Tatsachen bis jetzt keinen wirklichen Widerspruch gefunden hat. Wenn ich jetzt wieder zu derselben Frage zurUckkomme, geschieht dies einerseits, um eine Reihe neuer Tatsachen, die für ihre Lösung von Interesse sind, zu veröffentlichen, andrerseits aber auch um einige weitere Punkte, in denen zwischen meiner Auffassung und den Be- funden andrer Forscher ein Gegensatz zu bestehen scheint, zur Dis- kussion aufnehmen zu können. Damit ich nicht zu oft genötigt werde, auf meine frühere Arbeit hinzuweisen, werde ich im folgenden die Hauptzüge meiner schon veröffentlichten Resultate kurz zusammenfassen. In Übereinstimmung mit Van Beneden, Boveri u. a. habe ich die Zugfasern als mehr oder weniger feste Verbindungen unbekann- ter Art zwischen Chromosomen und Centren auffassen müssen — in Übereinstimmung mit andern Forschern (Bütschli. Wilson, Teichmann u. a.) habe ich dagegen in der Centralspindel und den Polstrahlungen die Ausdrücke einer strömenden Bewegung im Cytoplasma zu sehen geglaubt. — Insoweit wurde in meinen Auseinandersetzungen nichts Neues erhalten; in betreff der Ausformung dieses karyokinetischen Strömungsbildes aber war meine Auffassung in einem wesentlichen Punkt von den früheren Theorien verschieden, darin nämlich, daß in der Centralspindel eine derjenigen der Polstrahlung entgegengesetzte Strömungsrichtung vorausgesetzt wurde. 1* 4 Kristine Bonnevie Während in den Polstrahlungen, in Anlehnung an die Resultate TeichiMAxxs (1903), für die früheren Teilungsphasen eine centripetale Strömuugsrichtung als charakteristisch betrachtet wurde, ließ sich in der Centralspindel eine von beiden Centren her in die Spindel hinein- gerichtete Bewegung sicher vermuten. Die Centralspindel wäre so- mit neben den hellen Umgebungen beider Centren als eine Verdich- tungszone zu betrachten, deren Druck im Laufe der Pro- und Meta- phase in stetiger Steigerung begriffen sei. — Der Höhepunkt dieser Spannung der Centralspindel würde unter Mitwirkung der Zugfasern erreicht werden. Auf Grund der fortwährenden Anlagerung von Hyalo- plasma an beiden Enden der Centralspindel, würde die letztere an Länge zunehmen, d. h. die Centren würden dadurch auseinander- getrieben werden. Solange die Verlängerung der Centralspindel ohne Widerstand geschehen konnte, wäre für eine Steigerung ihrer Span- nung auch kein Grund vorhanden. Die Zugfasern, die zwischen Chromosomen und Centren eine feste Verbindung bilden, müßten aber gegen eine Entfernung der letzteren einen immer stärkeren Widerstand üben, bis zuletzt, bei völliger Streckung der Zugfasern, eine weitere Verlängerung der Centralspindel ausgeschlossen, eine steigende Spannung mit kugeliger Wölbung derselben dagegen be- wirkt werden müßte. In der frühen Anaphase würde bei dem Aufhören der verdichten- den Wirksamkeit der Centren die Strömung in die Centralspindel hinein zum Stillstand kommen. Auf diesen Stillstand würde aber notwendiger- weise eine mehr oder weniger rasch verlaufende Rückströmung des stark verdichteten Hyaloplasmas folgen müssen, wodurch das Gleich- gewicht im Cytoplasma wdederhergestellt werden könnte. Erst nach dieser Umkehr der Strömungsrichlung könnten die für eine Zelldurch- schnürung günstigen Bedingungen zustande kommen, indem in der Aquatorebene eine Zone niederen Druckes hergestellt werden würde; während der früheren Teilungsphasen dagegen würde die Central- spindel mit ihrer starken Spannung geradezu als ein Hindernis für die Zellteilung aufzufassen sein. Dies sind die Hauptzüge der auf Grundlage meiner E^iteroxenos- Untersuchungen gezogenen Schlüsse, für deren detaillierte Ausformung und Begründung ich auf meine frühere Arbeit (1906) hinweisen möchte. Wie schon oben erwähnt, steht die hier verfochtene Auffassung auch mit den an andern Objekten gewonnenen Resultaten sehr wohl im Einklang. Besonders möchte ich hier auf die sehr interessanten über die Rolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 5 Untersuchungen von Fischel (1899 u. 1906) hinweisen, in denen er mittels vitaler Färbung die Bewegungen gewisser in den Echinus- Eiern befindlicher Körnchen sichtbar gemacht hat. Es geht aus diesen Untersuchungen deutlich genug hervor, daß im Gebiet der Pol- strahlungen eine Bewegung gewisser Cytoplasmabestandteile während der früheren Teilungsphasen in centripetaler, während der späteren dagegen in centrifugaler Richtung stattfindet; ebenso deutlich sieht man aber auch, daß die karyokinetische Spindel nicht mit den Pol- strahlungen, sondern nur mit den die Centren umgebenden hellen Zonen ihrer Natur nach übereinstimmt. — Wenn die Helligkeit dieser Zonen als Ausdruck einer Hyaloplasmaverdichtung angesehen wird, scheint daher kein Grund zu existieren, um nicht auch in der Spin- del, die mit den letzteren ein kontinuierliches Ganzes zu bilden scheint, eine ebensolche Verdichtung vorauszusetzen. Meine Annahme einer entgegengesetzten Strömungsrichtung in Polstrahlung und Centralspindel bedarf jedoch, bevor sie eine all- gemeine Geltung beanspruchen kann, besonders auf einem Punkt eine eingehende Prüfung. — Wenn die Centralspindel, wie ich glaube, als eine in bestimmte Bahnen eingelenkte Stauung des durch die beiden Polstrahlungen hergebrachten Materials zuerst entstanden ist, und wenn daher die gegenseitige Entfernung der Cytocentren in einer Verlängerung dieser Spindel ihren Grund haben soll, dann muß es eine unumgängliche Voraussetzung sein, daß die Centren beim Beginn ihrer Wirksamkeit einander nahe genug gelegen sind, um dem um- liegenden Cytoplasma gegenüber als ein Ganzes wirken zu können. Ein einzig daliegendes Cytocentrum, das aus irgend einem Grunde auf das umgebende Hyaloplasma anziehend wirkt, wird ja nämlich von allen Seiten her, also innerhalb des Bereiches einer ganzen Kugelfläche, eine centripetale Strömung hervorrufen, während das um das Cytocentrum verdichtete Hyaloplasma sich in eine gleich- mäßig entwickelte helle Zone um dasselbe herum ansammeln wird. — So auch, wenn in einer Zelle mehrere Centren vorhanden sind, die unter sich so weit entfernt sind, daß sie unabhängig voneinander ihre Wirkung auf die Umgebungen ausüben können; um jedes der- selben wird sich eine allseitige centripetale Strömung, eine typische Polstrahlung, entwickeln können, während in solchen Fällen für die Entstehung einer auf einen Kugelsektor begrenzten centrifugalen Strömung kein Grund vorliegt. Wenn aber zwei Centren beim Beginn ihrer Wirksamkeit ein- ander so nahe liegen, daß sie auf die Umgebungen als ein Ganzes 6 Kristine Bonnevie wirken müssen, d. h. daß die von beiden ausstrahlenden Radien an- nähernd zusammenfallen, dann wird auch jedes derselben in seiner Wirksamkeit teilweise gehemmt werden. Die zuerst entstehende centripetale Strömung wird hier auf beide Centren als ein Ganzes ge- richtet sein, und nur die eine Hälfte des kugeligen Strömungsbereiches gehört daher sozusagen jedem Cytocentrum an. Auf der gegen das Nachbarcentrum hingekehrteii Seite können beide Centren keinen Hyaloplasmazufluß bewirken: es wird daher zwischen den Centreu eine Stelle existieren müssen, wo Hyaloplasma aufgestaut werden kann, und wo es bei einem fortwährenden Zufluß von außen her auch aufgestaut werden muß; mit dieser steigenden Ablagerung von Hyaloplasma zwischen beiden Centren wird der Abstand zwischen diesen vergrößert. So lange die strömuugserregenden Kräfte die- selben bleiben und kein äußerer Widerstand die Bewegung zu hemmen vermag, so lange wird auch die Strömung ihre einmal angenommene Richtung — auf die beiden Centreu zu und in den zwischen diesen liegenden Raum (die Ceutralspiudel) hinein — beibehalten müssen. Eine karyokinetisch wirksame Centralspindel muß, nach dem obigen, auf allen Stadien ihrer Entwicklung zwischen beiden Centreu eine kontinuierliche Brücke gebildet haben, und zwar muß sie schon von einer Zeit an existieren, als die beiden Centren einander nahe genug gelegen waren, um ihre Strömungsgebiete gegenseitig zu be- schränken. Der Ursprung beider Centren, ob sie durch Teilung eines Muttercentrums entstanden, oder ob sie in andrer Weise zu- sammengefUhrt worden sind, dies bleibt für unsre Frage ganz gleichgültig, wenn sie nur im Augenblick der Einleitung ihrer Wirksamkeit nicht über einen gewissen Abstand voneinander ent- fernt waren. Unsre Auffassung der Centralspindel als eine in bestimmte Bahnen eingeleukte Aufstauung des durch die beiden Polstrahlungen hergebrachten Materiales wird daher auch mit dem Nachweis stehen oder fallen müssen, daß nur »primäre« (beim Auseiuanderweichen nahe- liegender Centren entstandene) Spindeln karyokinetisch wirksam sein können, während die »sekundären« (durch Vereinigung zweier vorher getrennter Sphären entstandenen Spindeln nicht genügen, um eine Karyokiuese glücklich zu Ende zu bringen. — Wenn diese Voraus- setzung bei einer eingehenden Prüfung der Zellteilungsvorgänge sich nicht stichhaltig erweisen sollte, dann ist für die erste Entstehung sowie für das spätere Verhalten der Centralspindel eine befriedigende Erklärung bis jetzt noch nicht gegeben worden. über die Eolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 7 Eine Lösung der hiermit verknüpften Fragen läßt sich durch Untersuchung vornehmlich zweier Stadien der timbryonalentwickluug erhoffen, erstens nämlich durch Beobachtungen über die Entstehung normaler und abnormer Strahlungsfiguren im ungeteilten Ei, und zweitens durch ein genaues Verfolgen der Entwicklung achromatischer Strukturen während der ersten Furchungsteilungen, wenn die Elasto- meren noch genügend groß sind, um ein solches Verfolgen zu er- lauben. Es liegen, wie bekannt, über diese beiden Stadien eine ganze Reihe von Beobachtungen vor, die beim ersten Anblick teils mit der oben erörterten Auffassung der Centralspindel sehr wohl überein- zustimmen, teils aber auch zu derselben in direktem Wider- spruch zu stehen scheinen. — Eine nähere Besichtigung dieses Materiales ergibt aber, daß die vorliegenden Beobachtungen nur aus- nahmsweise für unsre Frage als entscheidend betrachtet werden dürfen. Teils ist in vielen Beschreibungen eine Trennung zwischen >primären« und >sekundären« Spindeln nicht scharf genug durchge- führt, teils sind, besonders in Beschreibungen der Furchungsteilungen, die allerersten Stadien der Spindelbildung aus verschiedenen Gründen nicht besprochen worden. Meine unten dargestellten Befunde werden zur Genüge dartun, daß eine Untersuchung voll entwickelter Spindeln für Schlüsse über die Xatur derselben keine sichere Grundlage abgeben. Völlig gleich aussehende Spindeln können unter Umständen sowohl verschiedenen Ursprungs sein als auch eine ganz verschiedene Bedeutung haben. — Nur eine Beobachtungsreihe, die auf lebendem oder fixiertem Material die ganze Geschichte einer und derselben Spindel zutage legt, wird für die Frage nach der Natur dieser Spindel als Grund- lage dienen können. Ein günstiges Material für solche Untersuchungen habe ich in den Eiern von Nereis limbata vorgefunden. Nicht nur kommen hier sehr große und deutliche Strahlungen zum Vorschein, die ohne Schwierigkeit vom Anfang bis zum Ende ihrer Wirksamkeit verfolgt werden können, sondern die in den A’erm-Eiern auftretenden Spin- deln zeigen auch gewisse Eigentümlichkeiten, die für eine Lösung der Frage nach der Natur der Centralspindel von Interesse sind. Bevor ich auf eine weitere Diskussion dieser Frage eingehe, werde ich daher zuerst die im JVVefs-Ei von Anfang der zweiten Reifungs- bis zum Anfang der zweiten Furchungsteilung zum Vor- schein kommenden Strahlungen kurz beschreiben. 8 Kristine Bonnevie Strahlungserscheinungen in Nereis limbata. Meine Untersuchungen wurden auf dem früher für Chromosomen- studien (1908) benutzten Material der ^Vew-Eier, das im Sommer 1907 auf der biologischen Station zu »Wood’s Hole« Mass. von mir eingesammelt wurde, vorgenommeu. Die Eier waren in verschiedener Weise fixiert, hauptsächlich jedoch in Pikrinessigsäure und mit pLEMMixGScher Flüssigkeit. Diese beiden Fixatiousmethoden haben in allem für unsre Frage Wesentlichen die gleichen Resultate er- geben. Nur schienen die Strahlungscentren in dem Pikrinessigsäure- material viel kleiner und viel stärker färbbar zu sein als in den FLEMMiNG-Präparaten ganz entsprechender Stadien (vgl. Fig. 18 u. 20). Bei der aus diesem Verhalten folgenden Unsicherheit einer mor- phologischen Beurteilung der Cytoceutren werde ich in meiner Be- schreibung die beiden Worte »Centrosom« und »Centriol« vermeiden. Die achromatischen Strukturen der beiden Reifungsteilungen zeigen in Nereis an und für sich nichts Merkwürdiges; sie stimmen in allem Wesentlichen mit den entsprechenden Strukturen andrer Ob- jekte überein. — Die Eigentümlichkeit der iVere^s-Eier besteht aber in einer konstant auftretenden Verbindung zwischen dem Spermo- centrum mit seiner Strahlung auf der einen Seite und der achro- matischen Figur der zweiten Reifungsteilung auf der andern. Am auffälligsten sieht man diese Verbindung während der mittleren Stadien dieser Teilung (Taf. I, Fig. 4), indem hier eine sehr cha- rakteristische Doppelspiudel zum Vorschein kommt. Die Spindel der zweiten Reifuugsteilung ist, wie gewöhnlich auf diesem Stadium, radiär auf der Eioberfläche eingestellt; das Spermo- centrum wird weiter innen, aber in demselben Radius vorgefunden. Der Abstand zwischen dem inneren Ende der Teilungsfigur und dem Spermocentrum ist dabei ungefähr so groß wie die Länge der Spin- delachse. — Ganz konstant sieht man nun in diesem Zwischenraum eine schön entwickelte Spindel ausgespannt, die sich anscheinend nur durch ihren Mangel an Chromatin von der Reifungsspindel unterschei- det. Der in Auflösung begriö'ene Spermakern liegt an der Seite des Spermocentrums, ohne noch zu den Strahlungen in Beziehung getreten zu sein. Beim Anblick eines solchen Bildes, von denen ich eine belie- bige Anzahl demonstrieren könnte, werden sich sogleich eine Reihe Fragen stellen müssen, deren Beantwortung den ursprünglichen Zweck meiner Untersnchung bildete. — Sind diese beiden gleich aussehen- über die Rolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 9 den und nebeneinander existierenden Spindeln auch unter sich gleich- wertig? In welchem Verhältnis wird die neue Spindel, die zwischen dem Spermocentrum und einem Eicentrum ausgespannt ist, zu der zunächst folgenden Furchungsteilung stehen? Ist sie mit der Cen- tralspindel dieser Teilung identisch, oder geht sie nur teilweise in dieselbe über, oder endlich, ist sie als eine Bildung sui generis aufzufassen, die mit der Karyokinese nichts zu tun hat? Eine Be- antwortung dieser Fragen wird auch für die Frage nach dem gegen- seitigen Verhältnis der beiden Centreu der besprochenen Spindel von Interesse sein. — Werden nach vollendeter Reifung des Eies diese beiden noch bestehen bleiben, um zusammen oder getrennt die Furchungscentren zu liefern? — Oder wird, wie es die Befruch- tungstheorie Boveris (1892) verlangt, das Eicentrum am Ende der Reifungsteilung verschwinden, während das Spermocentrum allein die beiden Furchungscentren zu liefern kommt? Um diese Fragen beantworten zu können, habe ich den Ur- sprung und das weitere Schicksal der hier besprochenen Strukturen möglichst genau verfolgt; die Resultate dieser Untersuchung werde ich im folgenden auseinandersetzen. Wir fangen mit einem Stadium aus der Propbase der zweiten Reifungsteilung an, vou welchem Fig. 1 ein Bild zeigt. Man sieht die junge Reifungsspindel der Oberfläche des Eies dicht anliegend, und zwar ist sie von einer feinkörnigen Cytoplasmamasse umgeben, die gegen die tropfenförmigen Fetteinlagerungen des übrigen Zell- körpers scharf abgesetzt ist. — Am Rande dieser feinkörnigen Zone, aber auch ganz oberflächlich im Ei sieht man den bimförmig ge- stalteten Spermakern, an dessen spitzem Ende eine monocentrische Strahlung sichtbar ist. Fig. 2 zeigt ein etwas späteres Stadium. Die Reifungsspindel hat ihre charakteristische, radiäre Lage eingenommen, während der jetzt in Auflösung begritfene Spermakern ins Innere des Eies hinein- gerückt ist; — das Spermocentrum, das während des Hineinrückens voranging, ist in dem von der Reifungsspindel eingenommenen Radius steheugeblieben. Seine Strahlung hat an Größe beträchtlich zuge- nommen, doch ohne daß sie mit der Polstrahlung der Reifungsspindel in Berührung gekommen ist. Zwischen beiden ist immer noch eine Strecke undifferenzierten Cytoplasmas vorhanden. — Bei einer wei- teren Ausbreitung beider Strahlungen müssen sie aber bald inein- ander übergreifen, was auch mit größter Klarheit aus den Bildern späterer Stadien hervorgeht (Fig; 3—7). 10 Kristine Bonnevie Durch die Vereiuiguug dieser beiden vorher getrennten Strah- lungen wird die schon oben besprochene Spindel zwischen Ei- und Sperniocentrum gebildet. Trotz ihres verschiedenen Ursprungs stimmt sie mit einer primären Centralspindel anscheinend völlig überein, vor allem in ihrer schön abgerundeten Form und in der scharfen Be- grenzung gegen die Umgebungen. Zuweilen sieht man sogar an jeder Seite der Spindel das für die karyokinetische Figur so charak- teristische strahleuarme Dreieck iBüxscHLis »Kaum«), dessen zwei Seiten von den von beiden Centren radiär verlaufenden Polstrahlen, die dritte von der schwach konvexen Spindeloberfläche geliefert werden. Ich habe mich sehr bemüht, den Verlauf der einzelnen Fasern dieser Spindel zu konstatieren; es war mir aber nicht möglich, sicher zu entscheiden, ob einzelne Fasern vom einen Centrum bis zum an- dern kontinuierlich verfolgt werden könnten, oder oh ein solches Bild nur durch eine parallele Lage zweier den beiden Centren ungehörigen Fasern vorgetäuscht würde. Dieselbe Schwierigkeit macht sich aber auch oft mit Bezug auf primäre Spindeln geltend. Die äußere Ähnlich- keit beider Spindeln ist in der Tat während der mittleren Teilungs- pbasen so groß, daß man sich unwillkürlich fragen muß, ob sie nicht trotz ihres verschiedenen Ursprungs jetzt doch eine ähnliche Bedeu- tung erreicht haben. Die weitere Entwicklung beweist aber, daß dies nicht der Fall ist. Eine primäre Centralspindel nimmt unter Entfernung ihrer Cen- tren konstant an Länge zu; statt dessen sehen wir diese sekundäre Spindel immer kürzer werden und ihre Centreu sich rasch nähern (Fig. 3, 4, 7, 10). — Zuletzt finden wir, auf dem Stadium der Fig. 12 — 14, anstatt der ursprünglichen zwei Centren, deren nur eins. Die beiden Vorkerue, deren Entwicklung in einer früheren Ar- beit (Büxnevie 1908) beschrieben worden ist, sind zuerst (Fig. 121 an verschiedenen Seiten des Centrums, jedoch in etwa gleichgroßem Abstand von demselben, gelegen. Später rückt aber der Spermakern weiter an die Oberfläche des Eies heran, bis er au der Seite des Ei- kerus zu liegen kommt (Fig. 13). Daß auf diesem Stadium auch wirklich nur ein Ceutrum vor- handen ist, geht aus einer Untersuchung der aufeinanderfolgenden Schnitte eines und desselben Eies sowie durch einen Vergleich meh- rerer in verschiedenen Richtungen geschnittener Eier mit Sicherheit hervor. Fig. 13 und 14, von denen die erstere einen Medianschnitt der betreflendeu Region des Eies, die letztere einen dem Eiäquator pa- rallelen Flächenschnitt wiedergeben, werden genügen, um dies zu über die Eolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 11 demonstrieren. In beiden Fällen sieht man ein deutliches Centrum, aber auch nur eines, das auf der inneren Seite beider Vorkerne ge- legen und von einer wohlentwickelten Strahlung umgeben ist. Wie unten gezeigt werden soll, gehen die beiden Furchungs- centren durch Teilung dieses einen Centrums hervor. Diese Tatsache ist über jeden Zweifel erhaben. — Schwieriger ist es aber, genau zu entscheiden, in welcher Weise dies Centrum selbst entstanden ist. Ist es durch Verschmelzung der beiden früher vorhandenen, sich nähernden Centren der inneren Spindel entstanden? Oder ist das eine dieser Centren als Furchungscentrum bewahrt worden, während das andre verschwunden ist? — Im ersteren Fall würde das Furchungs- centrum durch Zusammenwirkung von Ei- und Spermazelle geliefert werden, im zweiten Fall von der einen oder andern dieser Zellen allein. Meine Präparate geben auf diese Frage keine ganz definitive Antwort, doch sprechen sie sehr stark zugunsten der schon weit ver- breiteten Auffassung, daß das Furchungscentrum von dem Spermo- centrum herstammt. Gegen die Annahme einer Beteiligung des Eicentrums an der Bildung eines Furchungscentrums spricht zunächst die während der späteren Phasen der zweiten Reifungsteilung stetig vorschreitende Abschwächung seiner Polstrahlung, zur selben Zeit wie die Strahlung des Spermocentrums mächtig heranwächst. Auch die Lage des Ei- centrums ist von derjenigen des Furchungscentrums verschieden; es wird nämlich immer in unmittelbarer Nähe der sich entwickelnden Kernvakuolen vorgefunden, das Furchungscentrum dagegen in be- trächtlichem Abstand von diesen (vgl. Fig. 9 — 10 mit Fig. 13). — Als beweisend können jedoch diese beiden Tatsachen keineswegs be- trachtet werden; ein letzter Rest des Eicentrums könnte wohl dem Spermocentrum entgegengerückt sein, um mit ihm zusammen das Furchungscentrum zu bilden. Eine solche Möglichkeit läßt sich in der Tat in Nereis kaum vollständig ausschließen. — Doch läßt sich mit Sicherheit behaupten, daß das Spermocentrum allein schon genügt, um die für Nereis charakteristische Furchungsspindel zum Vorschein zu bringen , daß es also auch ohne Beimengung der Substanz des Eicentrums die Eigenschaften schon besitzt, die für das spätere Furchungscentrum charakteristisch sind. — Dies wird aus den folgenden Erörterungen hervorgehen. Die erste Furchungsteilung von Nereis unterscheidet sich inso- 12 Kristine Bonnevie weit von andern Mitosen (auch von den späteren Furchungsteilungen derselben Art), als die beiden Teilungscentren eine auffallend ver- schiedene Größe haben (Fig. 17). In Übereinstimmung damit ist auch die ganze Spindel schief entwickelt, und die Aquatorialplatte ist dem kleinen Centrum angenähert. — Diese ungleiche Größe der Centreu ist nicht etwa durch verschiedene Entwicklungsbedingungen hervorgerufen worden; sie macht sich schon vom ersten Augenblick an geltend, indem die Teilung des von einer wohleutwickelten Strahlung umgebenen Muttercentrums eine inäquale ist (Fig. 15). Es scheint als oh von dem großen, ihre Sti’ahlung und auch ihre Stelle heibehaltenden Mntterceutrum ein winziges Tochtercentrum abgeschnürt wird, um an der Spitze einer sich verlängernden Centralspindel zur Seite geschoben zu werden. Die Spindel verlängert sich, bis das kleine Ceutrum in dem zwischen beiden Vorkernen übriggebliebenen Kaum die entgegen- gesetzte Seite der Vorkerne erreicht hat (Fig. 16). Die in Auflösung be- griffene Kernmembran wird die ganze Zeit, wie auch die Körnchen im Cytoplasma, von den Centreu in gewissem Abstand gehalten; es ist dabei von Interesse zu bemerken, daß dieser Abstand auf der Seite des großen Ceutrums weiter ist als auf der andern (Fig. 16). — Dasselbe ist auch mit den Chromosomen der Fall, wenn sie nach völliger Auflösung der Kernmembran mit den Centren in Verbindung treten, um in die Aquatorialplatte eingeordnet zu werden ; die Aqua- torialplatte kommt nicht wie sonst in die Mitte zwischen beiden Centren zu liegen, sondern sie ist dem kleinen Centrum genähert. Immer sieht man dabei das große Centrura eine mehr centrale Stellung in der Zelle eiunehmeu, das kleine aber gegen die Peripherie hin verschoben (Fig. 23 — 24). Die Durchschnürung des Cytoplasma geschieht wie gewöhnlich durch die Aquatorebene; die Zellteilung wird daher auch stark inäqual ausfallen müssen (Fig. 25). Die inäquale erste Furchuugsteilung der Amerns-Eier ist also allem Anschein nach durch eine inaequale Teilung des Fnrchungs- centrums verursacht worden. — Dies scheint in der normalen Karyo- kinese ein so selten vorkommender Fall zu sein, daß man sich wohl fragen muß, ob eine solche Teilungsweise für die Art charakteristisch sei — oder nur für diese Teilung, und im letzteren Fall, wodurch diese Eigenheit des Furchungscentrums erworben ist? — Ein Ge- danke, der sich a priori nicht ganz ausschließen läßt, ist der, daß die inäquale mpeilung des Furchungscentrums auf seine Entstehung durch Verschmelzung zweier ungleich großer Teile, des stark redu- über die Rolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 13 zierten Eicentrums und des Spermocentrums, zurückgeführt werden könnte. Eine Untersuchung früherer oder späterer Mitosen des Nereis- Eies ergibt, daß eine inäquale Teilungsweise der Centren nicht als für die Art charakteristisch betrachtet werden darf. Zwar läßt sich in der Metaphase der ersten Eeifungsteilung ein beträchtlicher Unter- schied der beiden Centren nachweisen (Bonxevie 1908, Textfig. D), dieser Unterschied ist aber erst sekundär erworben, indem die Centren hier yon Anfang an gleichgroß waren. Auch in den folgenden Fur- chungsteilungen wird eine äquale Teilung der Centren konstant wieder vorgefunden ‘). Die inäquale Teilungsweise muß also als eine Eigen- tümlichkeit des ersten Furchungscentrums betrachtet werden, die zu der Eigenart der folgenden Mitose in bestimmter Beziehung steht. Es kann daher als kein Zufall aufgefaßt werden, wenn bei ver- frühter Teilung des Spermocentrums genau die gleiche Eigentümlich- keit auch hier zum Vorschein kommt (Fig. 8, 11). Auch hier geschieht die Teilung in Form einer Abschnürung eines kleinen Tochtercen- trums — auch hier sehen wir das große Centrum, das die Wirk- samkeit des Muttercentrums direkt fortzusetzen scheint, seine Stelle bewahren, während das kleine an der Spitze einer sich verlängern- den Centralspindel von dieser Stelle weggeschoben wird. — Solche Frühteilungen des Spermocentrums, auf einem Stadium, wo das Ei- centrum noch deutlich erkennbar ist, kommen in meinem Material zerstreut zum Vorschein. Bei dem überhaupt so seltenen Vorkommen einer inäqualen Tei- lung von Cytocentren können solche Bilder als Beweis der Auffassung dienen, daß das Spermocentrum als Furchungscentrum kontinuierlich bestehen bleibt. Ob dies mit oder ohne Substanzzufuhr vom Eicen- trum her geschieht, ist neben der Tatsache daß das Spermocentrum allein genügt, um der folgenden Mitose das für die erste Furchungs- teilung charakteristische Gepräge zu verleihen, von geringer Bedeu- tung. — Von großem Interesse für die Entwicklungsmechanik ist hier die Tatsache, daß die ungleiche Größe der beiden ersten Elasto- meren des Nereis-YAQ%, deren Größenverhältnisse wieder die Eigenart der weiteren Furchung begründen, in diesem Falle schon in einer Eigentümlichkeit des Spermocentrums vorbereitet, um nicht zu sagen determiniert ist. 1) Ob eine inäquale Teilung der Cytocentren später wieder, z. B. bei der sehr ungleichen Teilung der X-Zelle (Wilson 1892), zum Vorschein kommt, habe ich nicht untersucht. 14 Kristine Bonnevie Wir waren in unsrer Beschreibung bis zum Ende der ersten F urcbungsteilung gelangt. Für unsre Kenntnis der Natur der Centralspiudel wird es aber von Bedeutung sein, das Verhalten der Centren auch während der Einleitung zu den späteren Furchungsteilungen zu untersuchen. Sind die in diesen Mitosen wirksamen Spindeln auch als »primäre«, schon von der ersten Entfernung der Centren an vorhandene Centralspin- deln angelegt worden, oder sind sie zwischen schon getrennten Cen- tren erst sekundär entstanden? In der Literatur sind Fälle genug beschrieben worden, die zu- gunsten der letzteren Auffassung zu sprechen scheinen, indem die beiden Centren der Prophase an verschiedenen Seiten des Furchungs- kerns, also weit voneinander getrennt, zuerst zum Vorschein kommen; erst nach der Auflösung der Kernmemhran scheinen beide Centren miteinander in Verbindung zu treten. Auch in den Furchungsteilungen von Nereis glaubt man zuerst eine ebensolche Entstehung der achromatischen Figur erschließen zu müssen. — Wenn in der Prophase die beiden Sphären zuerst zutage treten, sind sie schon weit voneinander getrennt und der Kernmembran dicht anliegend. Eine Spindelbildung scheint bei dieser Lage erst nach der Auflösung der Kernmembran möglich zu sein. — Geht man aber in dieser Untersuchung weiter zurück, von der betreffenden Prophase in das vorhergehende Ruhestadium und weiter bis in die Telophase der vorhergehenden Teilung hinein, so wird man auch hier finden, daß die erste Entwicklung der achromatischen Figur in den Furchungsteilungen genau in derselben Weise verläuft wie zwischen beiden Reifungsteilungen. Nur ist zwischen die Anfangs- und Endstadien dieser Entwicklung eine Ruhepause eingeschoben, während welcher die vorher stark entwickelten Strahlungen beinahe oder ganz verschwinden, um später an derselben Stelle wieder zum Vorschein zu kommen. Fig. 19—22 stellen eine Reihe Bilder aus der Telophase der ersten Reifungsteilung dar, die mit Bezug auf die achromatischen Strukturen zur selben Zeit auch die Prophase der zunächst folgenden Teilung repräsentieren. — In Fig. 19 sieht man innerhalb der alten Polstrahlung die Teilung des Cvtocentrums eben vor sich gegangen, während die Chromosomen ihre zu der Kernbildung führenden Ver- änderungen durchlaufen. Die weitere Entwicklung wird in Fig. 20 — 21 demonstriert. Wir sehen hier die neuen Strahleusysteme innerhalb des alten sich entwickeln, und zwar in der so wohlbekannten Weise über die Rolle der Centralspiudel während der indirekten Zellteilung. 15 mit einer Pohlstrahlung auf jedes Tochtercentrum gerichtet und mit einer sich verlängernden Centralspindel als eine kontinuierliche Brücke zwischen beiden Centren. — Die jungen Strahlungen haben auf dem in Fig. 21 ahgebildeten Stadium, d. h. zu einer Zeit, wenn die Durch- schnürung der Eizelle etwa zur Hälfte vorgeschritten ist, ihren Höhe- punkt erreicht. Die beiden Centren liegen hier von einer breit-ovalen, j hellen Zone umgeben, innerhalb welcher die auf die Centren gerich- j teten Strahlen kaum sichtbar sind. Die Mikrosomen des Cytoplasma sind also auf einem relativ weiten Abstand von den Centren entfernt worden. Auf einem folgenden Stadium (Fig. 22) scheint die Wirksamkeit der Centren wieder an Intensität verloren zu haben. Sie sind wohl selbst noch (nach Fixation mit Pikrin-Essigsäure) als scharf markierte Punkte sichtbar; ein Einfluß auf ihre Umgebungen ist aber kaum mehr nachweisbar. Die früher in Abstand gehaltenen Körnchen sind wieder dicht an die Centren herangerückt; die beiden Polstrahlungen sowie die jetzt lang ausgezogene Centralspindel scheinen ihre Span- nung vollständig verloren zu haben. — Mit diesem Rückgänge der Strahlungserscheinungen ist eine Ruhepause der beiden Centren ein- geleitet. Auf wenig späteren Stadien läßt sich keine Strahlung mehr nachweisen; auch die Centren, die der oft stark und unregelmäßig gewölbten Kernmembran dicht anliegen, sind dann nicht mehr leicht in die Augen fallend. — Während dieser Ruhepause scheinen die Centren jedoch ihren Platz annähernd zu behalten; sie kommen näm- lich vor der Auflösung der Kernmembran an entsprechenden Stellen wieder zum Vorschein, wie diejenigen, wo wir sie jetzt verlassen haben. — Daß die Centren auch am Ende ihrer Ruhepause mittels einer Centralspindel miteinander in Verbindung stehen, geht daraus [ hervor, daß die Kernmembran an der zwischen beiden Centren liegen- den Strecke sehr oft abgeflacht oder sogar eingebogen erscheint, als ob sie durch ein ihr außen anliegendes Band verhindert würde, sich hier kugelig zu wölben. In den Furchungsteilungen von Xerds sehen wir also eine Centralspindel schon von einem Augenblick an vorhanden, wo beide Centren einander ganz nahe gelegen waren; die gegenseitige Ent- fernung der Centren geschieht auch hier unter Mitwirkung der sich verlängernden Centralspindel. Als die hauptsächlichsten Resultate meiner im obigen beschrie- benen Befunde möchte ich hier folgendes zusammenstellen : 16 Kristine Bonnevie 1. Spindelbildungen, die unter sich genau gleich aussehen, können sowohl verschiedenen Ursprungs sein als auch verschiedenen Be- wegungserscheinungen im Cytoplasma Ausdruck geben. — Die im Nereis-Ei zur Zeit der zweiten Reifungsteilung zwischen dem inneren Eicentrum und dem Spermocentrum existierende Spindel, die durch Annäherung zweier getrennter Strahlungssysteme gebildet worden ist, wird im Gegensatz zu einer »primären«, sich verlängernden Central- spindel unter Annäherung der Centren immer mehr verkürzt. 2. Die Entfernung der Tochtercentren voneinander geschieht während der Furchung — wie auch zwischen beiden Reifungs- teilungen — durch Vermittlung einer vom ersten Beginn der Centren- wirksamkeit an sichtbaren und stetig sich verlängernden Centralspindel. Die Entwicklung der achromatischen Strukturen wird aber in den Furchungsteilungen durch eine Ruhepause unterbrochen, und die An- fangstadien derselben müssen so früh wie in der Telophase der vor- hergehenden Teilung gesucht werden. 3. Das Spermocentrum bleibt als Furchungscentrum bestehen. Ob auch das Eicentrum an der Bildung des letzteren beteiligt ist, läßt sich mit Sicherheit nicht entscheiden; sicher ist es aber, daß das Furchungscentrum seine inäquale Teilungsweise vom Spermo- centrum in Erbe genommen hat. 4. Die ungleiche Größe der beiden ersten Elastomeren von Nereis, die als eine direkte Folge der inäqiialen Teilung des Furchungs- centrums aufgefaßt werden muß, scheint somit schon in einer Eigen- tümlichkeit des Spermocentrums vorbereitet zu sein. Durch die beiden ersten Punkte meiner hier zusammengestellten Resultate müssen eine Reihe Fälle fehlender Übereinstimmung zwischen der in dieser Arbeit verfochtenen Auffassung der Centralspindel und den Beobachtungen andrer Forscher an Bedeutung verlieren. Erstens wird gezeigt, daß »Spindel« und »Spindel« unter Umständen trotz ihres völlig gleichen Aussehens zwei verschiedene Sachen bedeuten können, — daß also für eine Beantwortung der Frage nach der Be- deutung der Centralspindel nur solche Angaben in Betracht gezogen werden dürfen, die mit von ihrem ersten Ursprung an bekannten Größen operieren. — Zweitens geht es aber auch hervor, daß eine Untersuchung der Prophase einer indirekten Teilung nicht immer genügt, um den ersten Ursprung ihrer achromatischen Strukturen sicher zu erkennen. über die Rolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 17 Die Bedeutung der in den beiden letzten Punkten besprochenen inäqualen Mitose für die Zellteilungsmeehanik wird weiter unten be- sprochen werden. Diskussion. Unsre Auffassung der Zellteilungsmechanik ist auf die Voraus- setzung basiert, daß die Centren einer karyokinetischen Figur unter sich nicht wesentlich verschieden sind, sondern daß beide (oder sämt- liche) Centren einer Zelle in gleicherweise das umgebende Cytoplasma beeinflussen. — Wenn ich, trotz der auch in dem letzten Dezennium gelieferten Verteidigung der Theorien »dualer Kräfte« der Centren, diese Voraussetzung immer noch als geltend betrachte, so geschieht dies aus Gründen, die jetzt erörtert werden sollen. Reinke (1900) sieht in einer von ihm im Salamander-Peritoneum beobachteten inäqualen Mitose »einen Beleg, der außer- ordentlich für die trajektorielle Natur der Zellstrahlungen spricht«. Die Form der Spindel, die Form und Lage der Äquatorialplatte dieser inäqualen Mitose stimmen, nach Reinke, so wohl mit den für Kraftliniendiagramme ungleich starker Pole mit entgegengesetzten Vorzeichen geltenden Gesetzen überein, daß »eine trajektorielle Natur der Strahlungen (deshalb) anerkannt werden (muß)«. Auf Grundlage meiner eigenen Erfahrungen über die inäqualen Mitosen von Wems muß ich mich zu Reinkes Beweisführung ab- lehnend stellen. Das Charakteristische eines Kraftliniendiagrammes mit ungleich starken Polen ist, nach Reinke, in den folgenden drei Punkten zu sehen; (Textfig. A.) (S. 413 — 414) »1. Die Strahlung ist am stärkeren Centrum [a) viel bedeutender als am schwächeren Centrum. 2. Die Spindel erscheint am stärkeren Centrum mehr verjüngt, am schwächeren Centrum mehr verbreitert, sie ist also inäqual-bipolar symmetrisch gebaut. 3. Die Gleichgewichtsfläche (symmetrische oder neutrale Fläche n n), in welcher sich die Linien der Spindelhälften vereinigen, ist dem schwächeren Centrum zu konkav gekrümmt. Sie bildet eine Kugelschale, deren Konkavität dem schwächeren Centrum zuge- wandt ist.« Archiv f. ZellforBchung. V. 2 18 Kristine Bonnevie Diese Bedingungen werden, nach Reiske, von der ungleichpoligen Mitose der Salamander-Larve (Textiig. B) alle erfüllt. »Die Pol- strahlungen sind ganz ungleich entwickelt« — »die zur größeren Strahlung gehörige Spindelhälfte ist länger ausgezogen und läuft spitzer zu«- als die andre, und der »Ring der Chromosomen ist in- äqual gestellt, indem er von den Centralkörperchen mit der größeren Strahlung abgerückt erscheint. Dabei sind die Schleifen der Chro- mosomen so viel stärker gegen das Centralkörperchen h gebogen, daß eine durch den ganzen Chromosomenkomplex hindurchgelegte Textfig. A. Textfig. B. Fig. A. Kraftliniendiagramm ungleich starker Pole (5 : 3) mit entgegengesetzten Vorzeichen. (Nach Eeiske ) Fig. 6. Inäqnale Mitose ans dem Bindegewebe des Salamanders. (Nach Beikke.) Symmetriefläche nicht wie sonst eine Ebene, sondern eine gegen h konkav gekrümmte Kugelfläche darstellt.« Diese von Reinke für seine Schlüsse zugrunde gelegte Mitose scheint mir aber für eine Entscheidung der Frage nach der Natur der mitotischen Kräfte sehr wenig geeignet. Die Chromosomen sind im Verhältnis zur achromatischen Figur so groß, daß der Verlauf der Spindelfasern auf einer beträchtlichen Strecke nicht verfolgbar ist. Auch liegen die Chromosomen in der Äquatorialplatte einander so dicht genähert, daß ihre Befestigungsstellen auf der Spindel nicht gesehen werden können. Wenn daher Reinke in seiner Abbildung (Textfig. B dieser Abhandlung) die Symmetriefläche (?^ n) als eine gebogene Linie eingezeichnet hat, so scheint mir dies nicht von der Teilungsfigur selbst geboten zu sein. Die Linie könnte ebensogut nach der andern Seite gebogen oder auch ganz gerade verlaufen. Uber die Rolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 19 Endlich scheint, nach Reinke, die betretfende Mitose auch keine normale zu sein. Die Chromosomenteilung soll nämlich eine inäquale sein, und zwar so, daß die Chromosomen ohne Längsspaltung und in einer der verschiedenen Stärke beider Pole entsprechenden An- zahl verteilt werden i)- Die nicht als Abnormitäten, sondern ganz konstant auftretenden inäqualen Mitosen von Nereis bilden für eine Beurteilung dieser Fragen ein weit günstigeres Material. — Die Chromosomen sind hier im Verhältnis zu der achromatischen Figur so klein, daß sie den gesamten Verlauf der Spindelfasern deutlich sichtbar lassen; ihre Befestigung auf die letzteren ist so scharf markiert, daß auch in dieser Beziehung das Bild an Klarheit nichts zu wünschen übrig läßt (Textfig. C). Diese auch mit bezug auf die Chromosomenteilung völlig normal verlaufenden Mitosen lehren, daß die zwei ersten Bedingungen für eine Übereinstimmung mit den Kraftliniendiagrammen auch hier er- füllt werden, indem die Polstrahlungen ungleich groß und die beiden Spindelhälften dazu noch ungleich geformt sind; die dem großen Centrum ungehörige Hälfte der Spindel ist länger und auch spitzer ausgezogen als diejenige des kleinen Centrums. Die dritte Bedingung aber, daß die Gleichgewichtsfläche eine mit ihrer Konkavität dem schwächeren Centrum zugewandte Kugel- schale bilden soll, wird in den inäqualen Mitosen von Nereis nicht erfüllt. — Die Aquatorialplatten der inäqualen ersten Furchungs- teilung unterscheiden sich in diesem Punkte nicht von denjenigen der später folgenden äqualen Mitosen; sie bilden annähernd plane Flächen, innerhalb welcher die Chromosomen gleichmäßig verteilt sind. Ein Vergleich der ungleichpoligen Mitosen mit den entsprechen- den Kraftliniendiagrammen ergibt weiter, daß auch der Verlauf der Linien in beiden Fällen verschieden ist. Die »Spindeln« der Kraft- liniendiagramme haben ihre größte Breite in einer Ebene, die zwi- q Wenn Reinke diese Abnormität seiner Mitose als einen weiteren Beleg ihres trajektoriellen Charakters betrachtet, kann er die logischen Konsequenzen seiner eigenen Auseinandersetzungen nicht gezogen haben. Die Gleichgewichts- fläche eines Kraftliniendiagrammes umfaßt diejenigen Punkte, in denen die Wirkung beider Pole gleich stark ist; bei einer ungleichen Stärke der Pole muß sie daher auch selbstverständlich dem schwächeren Pol genähert sein. Die in einer solchen Fläche befestigten Chromosomen haben keinen Grund, eine in- äquale Teilung zu erleiden; wenn sie trotzdem in der von Reinke beschriebenen Weise geteilt werden, würde dies nicht zugunsten seiner Annahme einer trajek- toriellen Natur der Strahlungen, sondern vielmehr gegen dieselbe sprechen. 2* 20 Kristine Bonnevie sehen der Gleichgewichtsfläche und dem stärkeren Pol gelegen ist, so daß die Linien hier in einem nach außen konvexen Bogen ver- laufen (Textfig. A). — In der ungleichpoligen Mitose dagegen wie I auch in der gleichpoligen ist die größte Breite der Spindel genau in 1 der Ebene der Äquatorialplatte zu suchen; die Spindelfasern scheinen | dabei zwischen Centren und Äquatorialplatte ganz gestreckt zu ver- laufen. ' Das Bild der ungleichpoligen Mitose stimmt, nach dem obigen, mit den Kraftliniendiagrammen in wesentlichen Punkten nicht über- Textfig. C. Die erste Furchnngsteilung voa Xereis limbata. (Bosnevie 190S) ein. — Dazu kommt noch, daß die anscheinende Übereinstimmung in andern Punkten sich auch ohne die Annahme entgegengesetzt wirkender Kraftcentren erklären läßt. Die Centralspindel ist, nach der in dieser Arbeit verfochtenen Auffassung, als eine durch zentrifugale Bewegung des um beide Centren angesammelten Hyaloplasmas entstandene Verdichtungszone anzusehen. — Es wird dann auch einleuchtend sein, daß ein stärkeres Centrum, das mittels einer mächtig entwickelten Polstrahlung eine größere Menge Hyaloplasma an sich heranzieht, auch an der Bildung der Centralspindel einen größeren Anteil nehmen muß als das kleinere Centrum, damit die zentrifugale Strömung in die Centi'alspindel hinein zu der zentripetalen der Polstrahlung auf beiden Seiten in dem rieh- über die Rolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 21 tigen Verhältnis stehen soll. Die dem großen Centrum ungehörige Hälfte der Centralspindel wird daher auch rascher heranwachsen müssen als die andre, d. h. die Grenzfläche zwischen den Wirkungs- gebieten beider Centren wird dem kleineren Centrum genähert sein. Die charakteristische Form der ungleichpoligen Spindel läßt sich weiter auch als eine notwendige Folge dieses Verhältnisses erklären. — Die beiden Spiudelhälften stoßen in dieser Grenzfläche zusammen ; sie bilden also zwei entgegengesetzt gerichtete Kegel mit gemeinsamer Grundfläche. Es bedarf dann auch die Tatsache keiner weiteren Erklärung, daß der dem großen Centrum ungehörige Kegel, der eine größere Höhe hat, auch »länger ausgezogen« sein muß, »während die zur schwächeren Strahlung gehörige Spindelhälfte breiter und kürzer gestaltet ist« (Reixke). Mit bezug auf die Chromosomen können wir nur konstatieren, daß sie sich in der ungleichpoligen Mitose genau ebenso verhalten wie in der gleichpoligen. Ihre Anordnung auf der Grenzfläche zwi- schen den Wirkungsgebieten beider Centren, ihre Teilung, die Trennung ihrer Längshälften — alles geschieht in der von der gleichpoligen Mitose so wohlbekannten Weise. Über die Weise, in welcher die ungleiche Stärke der Centren sich in dem Verhalten der Zugfasern geltend macht, läßt sich bei unsrer Unbekanntschaft der Natur und Bildungsweise dieser Fasern nichts aussagen. Die obigen Erörterungen sind auf der Voraussetzung basiert, daß die beiden Centren der ungleichpoligen Mitose vom Augenblick ihrer Entstehung an auch wirklich ungleich stark sind, daß die Mitose also eine »heterodynamische« im Sinne Zieglers (1898) ist. — Die große Ähnlichkeit der Anfangsstadien dieser Mitose mit den von Baltzek (1908) beschriebenen, aber in andrer Weise gedeuteten Frühteilungen der E'c/^w^^^s-Centren macht eine Rechtfertigung dieser Voraussetzung wünschenswert. Baltzer ist geneigt, seine Bilder ungleich großer Spindelpole nicht auf eine inäquale Teilung des Muttercentrums zurückzuführen, sondern vielmehr darauf, daß das eine die Mutterstrahlung über- nehmende Tochtercentrum auf Grund dieser günstigeren Verhältnisse in seiner Entwicklung einen Vorsprung gewonnen hat. — Die weitere Entwicklung der BALTZERschen Figuren ist nicht verfolgt worden. Damit aber aus solchen Anfangsstadien normale Mitosen resultieren sollten, müßte dieser Unterschied in dem Entwicklungsgrad beider 22 Kristine Bonnevie Centren schon während der Prophase wieder ausgeglichen werden. Für eine gesetzmäßige Verteilung der Tochterchromosomen wird es nämlich eine wesentliche Bedingung sein, daß beide Cytocentren gleichzeitig- auf die Höhe ihrer Wirksamkeit zu stehen kommen; sonst würden die Spaunungsverhältnisse der Teilungsfigur so stark verändert werden, daß ein normaler Ablauf der Mitose als ausge- schlossen betrachtet werden müßte. Auch in Kereis findet die Teilung des Furchungscentrums zu einer Zeit statt, wenn ihre Strahlung noch in voller Kraft besteht; auch hier wird diese Strahlung von einem Tochtercentrum direkt übernommen, während das andre seine Polstrahlung erst neu bilden muß. — Eine Ausgleichung des Unterschiedes beider Centren findet aber nicht statt. Vom ersten Beginn bis zum Ende der Mitose sieht man die Ungleichheit der Centren bewahrt; die ungleiche Größe der Polstrahlungen, die schief entwickelte Spindel und noch mehr die schief gestellte, aber völlig normal entwickelte Aquatorialplatte deuten dabei sämtlich darauf hin, daß die Centren unter sich wohl ungleich stark sind, daß aber der ganze karyokinetische Apparat darauf ein- gerichtet ist, trotz dieser Ungleichheit der Centren, die eine in- äquale Cytoplasmateilung mit sich führt, doch eine äquale Teilung der Chromosomen ausführen zu können. Die Ungleichheit der Größe beider Centren kann also in Nereis nicht auf einem zeitlichen Unterschied ihrer Entwicklung beruhen; das kleine Centrum erreicht zur selben Zeit den Höhepunkt seiner Aktivität wie das große. Die Teilung des Furchungscentrums muß hier als eine wirklich inäquale betrachtet werden, die zu einer hetero- dynamischen Mitose führt*). Eine Betrachtung dieser heterodynamischen Mitose in Nereis führt, wie schon oben gezeigt, zu einem von Reixkes sehr verschiedenen Resultat, daß nämlich zwischen den mitotischen Strahlungsbildern und den Kraftliniendiagrammen zwar eine oberflächliche Ähnlichkeit besteht, daß diese Ähnlichkeit aber auf wesentlichen Punkten ver- sagt und ihr daher auch für die Zellteilungsmechanik keine Bedeu- tung beigelegt werden kann. Den an und für sich sehr interessanten Experimenten und Er- *) Eine solche ungleiche Größe zweier an einer Mitose beteiligten Cen- tren ist von GoLDSCHJiiDT (1905) mit dem Worte >Heterocentrie* bezeichnet worden. Uber die Rolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 23 Örterungen Gallardos *) (1896 — 1909) und Hartogs (1905 — ’08) gegen- über möchte ich nur noch an einen schon früher veröffentlichten Be- fund (Bonnevie 1906) erinnern, der deutlicher als alle Argumente die Unhaltbarkeit dieser Versuche, die Cytocentren als entgegen- gesetzt wirkende Kraftpole aufzufassen, beweist. In den Polocyten erster Ordnung von Enteroxenos habe ich bei einem Individuum zahlreiche Bilder abortiver Teilungsversuche ge- funden, die für die Zellteilungsmechanik von Interesse waren (Textfig. Di—s). — Die Teilung wird anscheinend ganz normal ein- geleitet (1); man sieht die Cytocentren »als hügelartige Vorsprünge an der Oberfläche der Polocyte hervorragen und zwischen denselben eine schwach gebogene, sehr zarte Centralspindel«. — »Außer den Centralspindelfasern sieht man hier auch zahlreiche Fasern, die zwi- schen den Centrosomen und Chromosomen entstanden sind.« — Nach dieser Einleitung der Mitose folgt aber in den meisten Fällen eine abnorme weitere Entwicklung der Teilungsbilder. »Das Charakteristische dieser abnormen Teilungsfiguren besteht darin, daß die Centralspindel abnorm mächtig entwickelt ist und die Chromosomen ihre normale Verbindung mit den Centrosomen ent- behren. Die Centralspindel wächst in der kleinen Polocyte zu einer Länge au, die diejenige der zweiten Reifungsteilung im Ei erheblich 1) In den späteren Arbeiten Gallardos, und besonders in einer nach der Einsendung meines Manuskriptes erschienenen Abhandlung (Gallardo 1909), werden die beiden Centren einer Karyokinese nicht mehr als entgegengesetzt wirkende Kraftpole betrachtet, sondern sie sollen beide als positiv elektrische Körperchen die negativ elektrischen Chromosomen anziehen. — Seine in dieser Weise modifizierte Auffassung der Zellteilung als »un phenomene bipolaire de caractere electrocolloidal« möchte ich auf Grundlage eigener Erfahrungen für recht wahrscheinlich halten, doch nur unter der ausdrücklichen Voraussetzung, daß die Annahme einer positiv-elektrischen Ladung der beiden Sphären auch für die sie verbindende Centralspindel Geltung haben möchte. Eine Anziehung zwischen Centralspindel auf der einen Seite und Kern oder Chromosomen auf der andern ist schon öfters nachgewiesen worden (Bonnevie 1906, S. 335), und das ganze Verhalten der Chromosomen vor und nach ihrer Befestigung an die Spindel kann in gewissen Objekten (z. B. Allium, Nereis: Bünnevie 1907 — 08) an elektrische Phänomene auffallend erinnern. Wenn aber auch zwischen Chromosomen und achromatischen Strukturen elektrisch wirksame Kräfte angenommen werden könnten, so wäre damit über die Natur und Entstehung der Spindel und über die zwischen beiden Centren wirksamen Kräfte noch nichts ausgesagt. Das Wachstum der Centralspindel mit der daraus folgenden Entfernung beider Centren auseinander, würde ja nur eine Vergrößerung des einen, positiv elektrischen, Pols bedeuten, während diese Vergrößerung selbst von ganz andern Kräften abhängig sein könnte. 24 ELristine Bonnevie übertrifft. Dabei wird die ganze Spindel in der Polocyte entweder wurmförmig aufgerollt (3, 4) oder ihre einzelnen Fasern weichen auseinander (5). — Die Centrosomen werden während dieser Umbil- dungen der Polocyte immer an beiden Enden der Centralspindel ge- funden; aber dabei können sie unter sich jede beliebige Stellung einnehmen, weit voneinander entfernt (2, 5) oder einander dicht ge- nähert sein (3, 4). Die Chromosomen sind gruppenweise oder vereinzelt der Central- spindel angelagert oder können auch ohne jede Verbindung mit der Textfig. D. 12 3 Abortive TeUnngsversuche in den Polocyten von Enieroxenos östergreni (Boksevie 1906). Spindel in einem zufällig strahlenfrei gelassenen Kaum angehäuft liegen.« (Boxnevie 1906, S. 296). Wenn eine achromatische Spindel als Ausdruck der zwischen entgegengesetzten Polen existierenden Kraftlinien anzusehen wäre, dann würde der Verlauf ihrer Fasern von der gegenseitigen Stellung der Centren bestimmt werden müssen. Selbst wenn es in Betracht ge- nommen wird, daß hier nicht von mathematischen Linien, sondern von materiellen Faserzügen die Rede ist, müßten die letzteren doch im großen und ganzen die für die Kraftlinien jedes speziellen Falles charakteristische Länge und Krümmung haben. — In der Tat sieht man aber in den Polocyten von Entcroxenos ^ wo die Zugfasern aus dem Spiele geblieben sind, die Centralspindel unter allerlei Krüm- mungen sich immer weiter verlängern, während die von den Centren über die Eolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 25 dabei eingenommene Stellung vollständig gleichgültig scheint; sie werden als die beiden Endpunkte der lang ausgezogenen, wurst- förmigen Centralspindel anscheinend ganz passiv hin und her ge- schoben, in einer Weise, die wohl jede weitere Diskussion einer »dualen« Kraftwirkung der Centren überflüssig machen könnte. Dieselben Bilder lassen sich aber mit der in dieser Arbeit ver- fochtenen Anschauung des Verhältnisses zwischen Centralspindel und Zugfasern wohl in Einklang bringen. — Die Zugfasern einer normalen Mitose leisten, indem sie Centren und Chromosomen mehr oder weniger fest verbinden, gegen die Verlängerung der Central- spindel einen Widerstand, der nach dem Auf hören der Centren- wirksamkeit auch an der Umkehr der Strömungsrichtung in Central- spindel und Polstrahlung mitbeteiligt ist. — Eben die Zugfasern sind aber in den Enteroxenos-V oXocyten nicht normal entwickelt, was aus der regellosen Lage der Chromosomen zur Genüge hervorgeht. Die Centralspindel kann sich also ohne Widerstand verlängern, so lange noch durch die Polstrahlung Material herbeigeführt wird; nur weil die Zelle so kleine Dimensionen hat, ist sie genötigt, während dieser Verlängerung verschiedenartige Krümmungen zu beschreiben. Von dem Widerstand der Zugfasern ist aber auch die Spannung der Centi'alspindel abhängig, und die Centren werden hier ohne beträcht- liche Störung der Gleichgewichtsverhältnisse der Zelle im Cytoplasma verschoben; nach dem Auf hören ihrer Wirksamkeit wird daher auch ohne Umkehr der Strömungsrichtung das Gleichgewicht im Cytoplasma bald wiederhergestellt sein. Von diesem Gesichtspunkte aus läßt sich auch an die so vielfach diskutierten Beobachtungen von Th. Büveri (1897), H. E. Ziegler (1897) und E. B. Wilson (1901) über Zellteilung ohne Beteiligung des Kerns etwas näher herantreten. — Obwohl die Kesultate der drei erwähnten Forscher in gewissen Punkten voneinander ver- schieden sind, stimmen sie doch alle darin überein, daß sie die große Bedeutung, wenn auch nicht die Notwendigkeit des Vorhanden- seins von Chromatin zwischen den Teilungscentren demonstrieren. Aus meiner eben diskutierten Beobachtung an den Polocyten von Enteroxenos scheint es aber hervorzugehen, daß es nicht — oder nicht nur — das Vorhandensein von Chromatin ist, das einen nor- malen Verlauf der Cytoplasmateilung bedingt, sondern daß auch die für die betreffende Zellart charakteristische Verbindung zwischen 26 Kristine Bonnevie Chromosomen und Centren von Bedeutung ist. — Die Centralspindel wird ja nämlich ohne den regulierenden Einfluß der Zugfasem eine Zellteilung nicht befördern, sondern geradezu verhindern. In dieser Verbindung möchte ich auf eine früher nur wenig be- achtete Tatsache aufmerksam machen, die von Ziegler (1897) er- wähnt worden ist, diejenige nämlich, daß in den von ihm beobach- teten kernlosen Zellen (S. 290), »so weit die Teilungen genau verfolgt wurden, es nicht die senkrecht zu den Spindeln gehenden Ein- schnürungen, sondern die den Spindeln parallel gehenden Einschnürun- gen waren, welche eine völlige Durchtrennung des Zellkörpers her- beiführten«. Schon bei der ersten Spindelbildung trat, nach Ziegler, in der kernlosen Zelle zwischen beiden Centren eine schwache Einschnürung ein, die aber wieder rUckgebildet wurde. Bei dem nächsten Teilungs- schritt, wenn in der Zelle vier Centren vorhanden waren, wurden wieder um alle Centren herum Einschnürungen eingeleitet, die aber nur dort effektuiert wurden, wo die Centren durch keine Spindeln verbunden waren. Dasselbe wiederholte sich später jedesmal, so lange die Zellteilung genau verfolgt werden konnte. Ziegler knüpft selbst an diese Bevorzugung der spindellosen Ebenen keine Bemerkungen an; ich sehe aber darin einen neuen Beleg für die oben ausgesprochene Auffassung, daß die Centralspindel an und für sich gegen die Zellteilung einen Widerstand leistet, indem sie eine Zone größerer Dichtigkeit als das zwischen zwei getrennten Centren liegende Cytoplasma repräsentiert. Erst unter der Mit- wirkung der Zugfasern kann die Centralspindel ihre Rolle als das für eine normal verlaufende Kernteilung unentbehrliche Mittel um ein gesetzmäßiges Zusammenwirken beider Centren zu ermöglichen, glücklich zu Ende führen. Diese schon von Ziegler erwiesene Möglichkeit einer Zelldurch- schnürung zwischen getrennten Centren ist später von Teichmann (1903) eingehend diskutiert worden. Seine Erwägungen betreffen jedoch wesentlich nur die in den Polstrahlungen wirksamen Kräfte und haben somit für unsre Frage nach der Rolle der Centralspindel nur eine indirekte Bedeutung. Unter den vielen zwischen freien oder durch Kernspindeln verbundenen Sphären eintretenden Cytoplasma- teilungen, die von Teiciimann beschrieben worden sind, finden wir jedoch auch einen Fall, der für uns ein weiter gehendes Interesse haben könnte. Es ist dies die in seiner Fig. 13 abgebildete Durchschnürung des Cytoplasmas zwischen zwei durch Teilung eines Muttercentrums über die Eolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 27 entstandenen Sphären. Wenn die beiden Tochtercentren hier, wie bei der normalen Teilung, durch eine Centralspindel unter sich ver- bunden wären, dann würde in diesem Falle gegen unsre Auffassung ein Widerspruch zu ersehen sein, indem die Cytoplasmateilung eine zugfaserlose Centralspindel quer durchschnitten haben müßte. — Sowohl die Abbildungen wie auch die Beschreibung Teichmanns deuten aber darauf hin, daß hier aus irgend einem Grunde eine Centralspindel nicht entwickelt worden ist. Die betreifenden Sphären scheinen vom ersten Augenblick an voneinander ganz unabhängig zu sein, und sie können daher auch auf das umgebende Cytoplasma eine ähnliche Wirkung üben wie unter sich freie Sphären. Ähnliche Abnormitäten sind auch von M. Boveri (1903) in ihrer sehr interessanten Mitteilung über »Mitosen bei einseitiger Chromo- somenbindung« beschrieben und eingehend erörtert worden. Da zwischen meinen Beobachtungen und denjenigen von M. Boveri beim ersten Anblick ein Gegensatz zu bestehen scheint, werde ich im folgenden versuchen, unsre Resultate von einem und demselben Ge- sichtspunkte aus zu betrachten, wobei es sich zeigen wird, daß sie in Wirklichkeit sich nicht widersprechen, sondern im Gegenteil sehr wohl komplettieren. Ein Blick auf die Abbildungen der erwähnten Arbeit genügt, um in sämtlichen von M. Boveri beschriebenen Fällen das Fehlen einer Centralspindel zu konstatieren. Dies ist auch von der Verfasserin, und zwar in den folgenden Worten, betont worden: (S. 431) »Der Hauptunterschied, auf dem die ganze Abnormität beruht be- steht darin, daß die beiden Sphären in dem abnormen Fall von ihrer Entstehung an viel weiter voneinander entfernt sind, und daß damit jede Beziehung zwischen ihnen, sei es durch verbindende Fasern, sei es durch den Kern oder seine Chromosomen, fehlt.« Diese Worte enthalten aber auch den anscheinenden Gegensatz, von dem ich schon oben gesprochen habe. — Von mir wurde die gegenseitige Entfernung der Cytocentren als Folge einer Verlängerung der Centralspindel aufgefaßt; hier finden wir auf der andern Seite als Resultat der sorgfältigen Beobachtungen von M. Boveri, daß in ihrem Objekt eben das Fehlen einer Centralspindel mit einer unge- wöhnlich großen Entfernung der Centren voneinander zusammen vor- kommt. Die Verfasserin scheint dann auch im Rechte zu sein, wenn sie aus ihren Beobachtungen den Schluß zieht (S. 435), »daß die Spindel eine Koppelung der Sphären bewirkt, welche dieselben am 28 Kristine Bonnevie Auseinanderweichen verhindert«, — sowie auch, wenn sie daher das Verhalten zwischen Sphären und Kern in folgender Weise zu erklären sucht. Sie sieht darin (S. 424 »zwei einander widerstreitende Ten- denzen : Die Centren suchen sich bis auf einen gewissen Abstand von- einander zu entfernen, , den wir ihre Gleichgewichtslage nennen wollen. Der Kern muß diesem Bestreben folgen, er kommt ihm durch seine Vergrößerung und vor allem durch Streckung bis zu einem gewissen Grade nach. Von da an aber* hält er nun seinerseits die Sphären fest und verhindert sie, ihre Gleichgewichtslage wirklich zu erreichen.« Bei einer Beurteilung des in unsern Auffassungen zutage treten- den Gegensatzes muß in Betracht genommen werden, daß M. Boveri die ganze Zeit von »Kernspindeln« (Centralspindel -f- Zugfasern spricht, während meine Schlüsse sich auf die Centralspindel allein beziehen. Daß die Zugfasern auf die Centren eine koppelnde Wir- kung üben, ist auch von mir betont worden. — Der Gegensatz ist aber damit nicht beseitigt; die von M. Boveri nachgewiesene rasche und weite Entfernung der Centren ohne Mitwirkung irgend welcher Spindelbestandteile bleibt immer noch als eine Tatsache bestehen, neben welcher meine Auffassung der Centralspindel sehr fraglich er- scheinen könnte. Auch ist von Baltzer (1908) eine mehrpolige Mitose demonstriert worden, die ihm den Schluß erlaubt, (S. 311' »daß auch eine achrome Spindel den Abstand zweier Sphären beeinflussen kann, dadurch, daß sie zwischen denselben eine Art Koppelung herstellt, welche das Auseinanderweichen hemmt«. Wenn ich trotz alledem meine Auffassung der Rolle der Central- spindel aufrechthalten muß, so hängt dies damit zusammen, daß dieser Widerspruch, meiner Meinung nach, nur ein scheinbarer ist, indem die Lagebeziehungen unter sich freier Sphären oder Sphärenkomplexe nicht ohne weiteres mit der gegenseitigen Stellung der zu einem Spindelkomplex gehörigen Sphären vergleichbar sind. Wie es von Baltzer (1908) gezeigt worden ist, läßt sich in der gegenseitigen Stellung der in einer Zelle befindlichen Sphären immer eine durchgehende Gesetzmäßigkeit nachweisen. Eine Anzahl gleich großer Sphären werden, wenn sie durch Spindeln verbunden sind, in annähernd gleich großen Abständen von dem Centrum der karyo- kinetischen Ebene eingestellt. Wenn aber (S. 311) »die Sphären un- gleich groß sind, nimmt die größere Sphäre eine centrale Stellung über die Eolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 29 ein, während die kleinere gegen die Peripherie verschoben ist«. — (S. 312) »Diejenigen Sphären, die keine Verbindung zwischen sich haben, stehen in größerem Abstand voneinander als die verbundenen.« Aus einer Keihe sechspoliger Mitosen wird dann endlich auch der Schluß gezogen, (S. 313) »daß die Konstellation der Sphären auch dann einer Gesetzmäßigkeit unterliegt, wenn zwischen denselben keine Spindelbildungen bestehen«. Diese Gesetzmäßigkeit der Sphäreneinstellung ist aber überall eine solche, wie sie in die Gleichgewichtsbedingungen des ganzen Zellkörpers als Glied hineingehört. — Das Studium der Bewegungs- erscheinungen einer sich teilenden Zelle lehrt bald, daß Sphären und Spindeln eine andre Konsistenz haben als das umgebende Cyto- plasma — daß sie sozusagen als temporäre Ausscheidungsprodukte aufgefaßt werden können, die wieder je nach ihrer verschiedenen Größe einen gewissen Bezirk des Cytoplasmas zu beherrschen suchen. Eine gesetzmäßige Verteilung solcher Kraftcentren wird für das Gleich- gewicht des ganzen Zellinhalts eine wesentliche Bedingung bilden müssen, und eine »Gleichgewichtslage« mehrerer unter sich nicht verbundener Sphären läßt sich daher ohne irgend welche in oder zwischen den Centren wirksamen Kräfte nur durch ihre passive Ver- lagerung im Cytoplasma erreichen. Dasselbe gilt auch, wenn an der Stelle einzelner Sphären von ganzen Sphärenkomplexen (gleichgültig ob dieselben zwei- oder mehr- polig sind) die Kede ist, wenn nur die betreffenden Komplexe unter sieh nicht durch Spindeln verbunden sind. — Sie werden den Gleichgewichtslagen des Zellkörpers gemäß ihre gegenseitige Lage einnehmen müssen, indem die größeren Komplexe der Mitte näher zu liegen kommen, die kleineren dagegen oder die freien Sphären der Peripherie genähert sind. Anders steht aber die Sache, sobald wir das gegenseitige Ver- halten der zu einem und demselben Komplex gehörigen Sphären be- trachten. — Diese Sphären wirken nicht mehr wie ebensoviele ge- trennte Einlagerungen im Cytoplasma; Spindeln und Sphären können als ein Ganzes innerhalb der Zelle verlagert (F. K. Lillie 1908) oder in verschiedener Weise gedreht werden i). — Das Gleichgewicht der 1) Ich habe selbst einmal Gelegenheit gehabt zu sehen, wie in einer Elasto- mere von Rhabdonema, während der plötzlichen Durchschnürung der Nachbar- zelle, die ganze karyokinetische Figur mit Sphären und Spindel in pendelförmige Schwingungen versetzt wurde. 30 Kristine Bonnevie Zelle verlangt von einem solchen Komplex nichts andres, als daß er in einem von seiner Form bestimmten Verhältnis zur karyokinetischen Ebene seine Stellung einnehmen soll, indem, wie von Baltzer ge- zeigt, seine größeren Sphären dem Centrum, die kleineren der Peri- pherie näher zu liegen kommen. Der gegenseitige Abstand der ein- zelnen Sphären wird dagegen für das Gleichgewicht der Zelle von keinem Belang sein; sie werden sich daher als Folge der innerhalb des Komplexes wirksamen Kräfte frei nähern oder entfernen oder ihren Abstand unverändert behalten können. Die für die gegenseitige Lage freier Sphären oder Sphären- komplexe geltenden Gesetze lassen sich nach dem obigen nicht ohne weiteres auch auf durch Spindeln verbundene Sphären anwenden. Aus dem Abstand und der Anordnung freier Sphären lassen sich wohl auf die in der Zelle herrschenden Gleichgewichtsgesetze, nicht aber auf die karyokinetischen Kräfte, die innerhalb eines Sphären- komplexes wirksam sind, Schlüsse ziehen. Kehren wir nach dieser Digression wieder zu den von M. Boveri beschriebenen Mitosen mit einseitiger Chromosomenbindung zurück. — Aus irgend einem Grunde war in diesen Zellen keine Central- spindel zur Entwicklung gekommen, sondern die beiden Sphären wurden schon auf den frühesten zur Beobachtung gelangten Stadien weit voneinander entfernt und ohne verbindende Fasern vorgefunden. — Der erste Ursprung dieses abnormen Verhaltens läßt sich aus den vorliegenden Beobachtungen nicht erkennen. Wie aber auch die Ab- normität zuerst hervorgerufen sein mag, sicher ist: sobald die beiden Sphären als zwei getrennte Einlagerungen des Cytoplasmas daliegen, sind sie auch den im Zellkörper immer wirksamen Gleichgewichts- bestrebungen in wesentlich andrer Weise ausgesetzt, als wenn sie in der normalen Karyokinese nur als die aufgetriebenen Enden einer und derselben spindelförmigen Einlagerung ihre Wirksamkeit üben. Die Sphären werden also wegen des Fehlens einer Centralspindel sogleich ihre »Gleichgewichtslage«, oder wie ich lieber sagen möchte, ihre von dem Gleichgewicht der ganzen Zelle diktierte Lage ein- nehmen müssen, wobei sie aber auch zu weit voneinander entfernt worden sind, um an einer gesetzmäßigen Verteilung der Tochter- ehromosomen Zusammenwirken zu können. Von diesem Gesichtspunkte aus läßt sich der von M. Boveri ausgesprochene Satz, »daß die Spindel eine Koppelung der Sphären über die Rolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 31 bewirkt, welche dieselben am Auseinanderweichen verhindert«, wohl noch aufrecht halten; doch dürfen aus dieser Tatsache auf die wäh- rend der Karyokinese wirksamen Kräfte keine weiteren Schlüsse gezogen werden. Die zusammengekoppelten Sphären können sich aktiv oder passiv gegenseitig nähern oder entfernen, ohne daß diese Bewegungen bei einem Vergleich mit solchen Sphären, die aus dem Wirkuugsgebiet karyokinetischer Kräfte in dasjenige der Gleich- gewichtsbestrehungen des Zellkörpers übergeführt worden sind, in Betracht kommen können. Wie lassen sich nun auf Grundlage der obigen Erörterungen die in der Einleitung gestellten Fragen beantworten? Wir haben gefunden, daß die Bilder der Polstrahlung und be- sonders der Centralspindel unter Umständen Formationen annehmen können, die mit der Hypothese, daß sie Kraftlinien zwischen ent- gegengesetzt wirkenden Polen Ausdruck geben sollten, unverein- bar sind. Weiter sind wir zu dem Resultat gekommen, daß die Centren, obwohl sie durch ihren Einfluß auf das umgebende Hyaloplasma die ersten Erreger der Karyokinese sind, doch nicht aktiv ihre Be- wegungen ausführen. Freie Centren werden mit ihren Sphären den Gleichgewichtsgesetzen des Zellkörpers gemäß im Cytoplasma ver- lagert; die Sphären einer karyokinetischen Figur werden dagegen als Folge der Verlängerung der zwischen ihnen befindlichen Central- spindeln voneinander entfernt. Polstrahlung und Centralspindel sind wahrscheinlich, ihrem Ur- sprung sowohl als ihrem übrigen Verhalten nach, von den Zugfasern wesentlich verschieden. Während die letzteren als mehr oder weniger feste Verbindungen zwischen Centren und Chromosomen aufgefaßt werden müssen, sind die beiden ersteren Strahlungsgruppen nur als die sichtbaren Ausdrücke der durch die Centrenwirksamkeit hervorgerufe- nen Strömungen im Cytoplasma zu betrachten. — Eine Faserbildung wird jedoch auch in Polstrahlung und Centralspindel dadurch vor- getäuscht, daß die Mikrosomen aus den Stellen größter Hyaloplasma- dichtigkeit ausgeschieden werden, um an der Grenzfläche dieser Stellen als eine zusammenhängende Lage liegen zu bleiben. Wo die Wirksamkeit der Centren sich in gewissen Richtungen vorzugsweise bemerkbar macht (Radien der Polstrahlung, Druckkurven der 32 Kristine Bonnevie Centralspindel 1, werden die zur Seite geschobenen Mikrosomen feine Röhrchen bilden müssen, die oft länger bestehen bleiben können als die Strömung selbst. Die Strömungsricbtung ist in Polstrahlung und Centralspindel eine entgegengesetzte, — während der früheren Teilungphasen durch die Polstrahlungen zentripetal und von den beiden Centren in die Centralspindel hinein; nach dem Auf hören der Centren Wirksamkeit wird dann später das Gleichgewicht der Zelle durch eine Kück- strömung des verdichteten Hyaloplasmas wiederhergestellt. Centralspindel und Zugfasern müssen bei einer normal verlaufen- den Karyokinese in gesetzmäßiger Weise Zusammenwirken. — Als Folge der Verlängerung der Centralspindel werden die Centren von- einander entfernt, und die Zugfasern werden unter Einordnung der Chromosomen in die Aquatorialplatte möglichst weit gestreckt. — Der von den Zugfasern dabei geübte Widerstand ist auf der andern Seite notwendig, um der Verlängerung der Centralspindel im rechten Augenblick Halt zu gebieten und so eine Rückströmung einzuleiten. Wenn dies aus irgend einem Grunde nicht geschieht, wird die Cen- tralspindel als eine Zone größerer Dichtigkeit ein Hindernis gegen die Durchschnürung des Zellkörpers bilden müssen. Nur eine »primäre« Centralspindel kann in der hier vorausgesetzten Weise als karyokinetisch wirksam aufgefaßt werden. Kristiania, im August 1909. Literatur. Baltzee, F. 1908. Über mehrpolige Mitosen bei Seeigeleiern. Verh. Phys. med. Ges. Würzburg. N. F. Bd. 39. Beneden, E. van. 1883. Recherches sur la maturation de l’oeuf et la fecondation. Arcli. de Biol. T. 4. Bonnevie, K. 1906. Untersuchungen über Keimzellen. I. Beobachtungen an den Keimzellen von Enteroxenos östergreni. Jen. Zeitschr. Bd. 41. 1908. Chromosomenstudien. II. Heterotypische Mitose als Reifungscha- rakter. Arch. f. Zellforschung. Bd. 2. Boveri, M. 1903. Über Mitosen bei einseitiger Chromosomenbindung. Jen. Zeitschr. Bd. 37. Boveri, Th. 1888. Zellenstudien. II. Die Befruchtung und Teilung des Eies von Asc. meg. Jena. 1892. Befruchtung. Ergehn. Anat. u. Entw. Bd. 1. 1897. Zur Physiologie der Kern- und Zellteilung. Sitz.-Ber. Phys.-med. Ges. Würzburg. 1900. Zellenstudien IV. Über die Natur der Centrosomen. Jena. über die Rolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 33 Bütschli, O. 1876. Studien über die ersten Entwicklungsvorgänge der Ei- zelle, die Zellteilung und die Konjugation der Infusorien. Abhandl. Senckenb. nat. Ges. Bd. 10. Fischel, A. 1899. Über vitale Färbung von Echinodermeneiern. Anat. Heft. H. .87. 1906. Zur Entwicklungsgeschichte der Echinodermen. I. Zur Mechanik der Zellteilung. II. Versuche mit vitaler Färbung. Arch. f. Entw.-Mech. Bd. 22. *) Gallardo, A. 1896. Essai d'interpretation des figures kariokinetiques. Ann. Mus. Nac. de Buenos Aires. T. 5. *) 1902. Interpretation dinämica de la divisiön cellular. Buenos Aires. * 1906. L’interpretation bipolaire de la divisiön karyokinetique. Anal. Mus. Nac. de Buenos Aires. T. 13. 1909. La divisiön de la cellule phenomene bipolaire de caractere electro- colloidal. Arch. f. Entw.-Mech. Bd. 28. Goldschmidt, R. 1905. Eireifung, Befruchtung und Embryonalentwicklung des Zoogoniis mirus. Zool. Jahrb. Abt. f. Anat. u. Ont. Bd. 21. Hartog, M. 1905. The Dual Force of the Dividing Cell. Pt. I. The Achro- matic Spindle Figure Illustrated by Magnetic Chains of Force. Proc. Roy. Soc. London. B. Vol. 76. *) 1907. The Dual Force of the Dividing Cell. Science Progress. N. Iss. Vol. 1. *] 1908. The Dynamics of Mitotic Cell Division. Rivista di Scienza. Vol. 2. 1909. Mitokinetlsm in the mitotic spindle and in the Polyasters. Arch. f. Entw. Mech. Bd. 27. Heidenhain, M. 1894. Neue Untersuchungen über die Centralkörper und ihre Beziehungen zum Kern- und Zellenprotoplasma. Arch. f. mikr. Anat. Bd. 43. Kostanecki, K. V. 1897. Über die Bedeutung der Polstrahlung während der Mitose und ihr Verhältnis zur Teilung des Zelleibes. Arch. f. mikr. Anat. Bd. 49. Lillie, F. R. 1908. A Contribution towards an experimental Analysis of the Karyokinetlc Figure. Science. N. S. Vol. 27. 1909. Karyokinetlc Figures of Centrifuged Eggs. An experimental Test of the Center of Force Hypothesis. Biol. Bull. Vol. 17. Meves, F. 1896. Zellteilung. Ergehn. Anat. u. Entw. Bd. 6. — — 1897. Über die Entwicklung der männlichen Geschlechtszellen von Sala- mandra maculosa. Arch. f. mikr. Anat. Bd. 48. 1898. Zellteilung. Ergehn. Anat. u. Entw. Bd. 8. Reinke, F. 1900. Zum Beweis der trajektoriellen Natur der Plasmastrahlungen. Ein Beitrag zur Mechanik der Mitose. Arch. f. Entw. Mech. Bd. 9. Rhumbler, L. 1896. Versuch einer mechanischen Erklärung der indirekten Zell- und Kernteilung. 1. Die Cytokinese. Arch. f. Entw. Mech. Bd. 3. 1897. Stemmen die Strahlen oder ziehen sie? Arch. Entw. Mech. Bd. 4. 1898. Die Mechanik der Zelldurchschnürung nach Meves und nach meiner Auffassung. Arch. Entw. Mech. Bd. 7. 1900. Physikalische Analyse von den Lebenserscheinungen der Zelle. II. Mechanik der Abrückung von Zelleinlagerungen aus Verdichtungs- Archiv f. Zellforschung. V. 3 34 Kristine Bonnevie centren der Zelle ;im Anschluß an Fischels A'italfärbungen von Echlno- dermeneiern und Bütschlis Gelatinespindeln erläutert). Arch. f. Entw. Mech. Bd. 9. Rhumbler, L. 1903. Mechanische Erklärung der Ähnlichkeit zwischen mag- netischen Kraftliniensystemen und Zellteilungsfiguren. Arch. f. Entw - Mech. Bd. 16. Roux. 1895. Beschreibung und Erläuterung einer knöchernen Kniegelenksanky- lose. Ges. Abh. Bd. I. Teichmann, E. 1903. Über die Beziehungen zwischen Astrosphären und Furchen. Experimentelle Untersuchungen am Seeigelei. Arch. f. Entw. Mech. Bd. 16. Wilson, E. B. 1892. The Cell-lineage of Nereis. Journ. of Morph. Vol. 6. 1901. Experimental studies of cytology. I. A Cytological Study of Arti- ficial Parthenogenesis in Sea-urchin'Eggs. Arch. Entw. Mech. Bd. 12. Ziegler, II. E. 1897. Experimentelle Studien über die Zellteilung. II. Furchung ohne Chromosomen. Arch. Entw. Mech. Bd. 6. 1898. Experimentelle Studien über die Zellteilung. III. Die Furchungs- zellen von Beroe ovata. Arch. Entw. Mech. Bd. 7. Die mit * bezeichneten Arbeiten sind mir nur durch Referate bekannt. Tafelerklärung. Sämtliche Abbildungen mit Ausnahme der Figuren 23—25 sind mit einer Vergrößerung von etwa 1250:1 ausgeführt. Für die benutzten Fixationsflüssig- keiten gelten die folgenden Abkürzungen: Fl. = Flemmings Flüssigkeit; P. E. = Pikrin-Essigsäure; P. F. = Bouins Flüssigkeit (Picro-Formalin). Tafel I. Fig. 1. Prophase der zweiten Reifungsteilung im Aems-Ei. Der Sperma- kern mit seiner Strahlung ist am unteren Rand der Figur sichtbar. P. E. Fig. 2. Die Spermastrahlung ist bis an den Radius der Reifungsspindel in das Ei hineingerückt. P. E. Fig. 3 — 4. Entwicklung einer sekundären Spindel zwischen dem inneren Eicentrum und dem Spermocentrum. P. E. Fig. 5. Ein disperm befruchtetes Ei mit zwei sekundären Spindeln. P. E. Fig. 6—7. Anaphase der zweiten Reifungsteilung mit beginnender Ver- kürzung der sekundären Spindel. Fig. 6. P. E.; Fig. 7. Fl. Fig. 8. Inäquale Frühteilung des Spermocentrums. P. E. Tafel n. Fig. 9 — 10. Entwicklung der beiden Vorkerne mit weiterer Verkürzung der sekundären Spindel. P. E. Fig. 11. Inäquale Frühteilung des Spermocentrums. Fl. Fig. 12 — 13. Medianschnitte zweier Eier mit Furchungscentren und Vor- kernen. Fl. Fig. 14. Äquatorialer Schnitt eines ähnlichen Stadiums. Fl. Fig. 15. Inäquale Teilung des Furchungscentrums. Fl. H <1 Taf.I y ■ ■ 8 t TaC. n 1 Archiv f. Zeliforschiing Bd K Taf. m ■ ^ 17 W :4 '-' ''^■» -j ' ' 1 «i *' (' l> 4 > V ' > *. x'- ZO ' V . r\::^ ^■ /A ä) ‘0 . ii *»v ?/. Cc A .-«f '^r- Mr-f* V ^. V ' ; t: ••■ s- , ■'V- v" . , .fj ■■ty^ S;. ‘ X> 'X^'-= } N \ . '-V' ' V ^ ' I * X ■V^> :■"''■ V.; - ,■>' • A ^J. I itann, Leipzig Lichtdruck v. C-G.F.odpr O.m b ii Leipzig. über die Rolle der Centralspindel während der indirekten Zellteilung. 35 Tafel III. Fig. 16 — 17. Prophasen der heterodynamischen ersten Furchungsteilung. Fl. Fig. 18. Polstrahlung und Tochtercentren des großen Pols der ersten Furchungsteilung. Fl. Fig. 19—22. Entwicklung der Centralspindel der zweiten Furchungsteilung, während der Telophase der ersten vor sich gehend. Fig. 19. P. F. Fig. 20, 21, 22. P. E. Fig. 23—25. Halbschematische Abbildungen dreier Schnitte aus der ersten Furchungsteilung. Fig. 24. Fl. ; Fig. 23, 25. P. E. 3* über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. Von Hermann Matscheck. (Aus den Zoologischen Instituten der Technischen Hochschule Stuttgart und der Universität Tübingen.) Hierzu 30 Texthguren und Tafel IV — VHI. Inhaltsverzeichnis. Seite Einleitung 37 — 38 Spezieller Teil 38 Material 38 — 39 Methode 40 — 41 Bau von Ovar und Ovidukt 41 — 45 Dotterbildung 45 — 47 Zur Kenntnis der Eiablage von Helerocope 47 — 50 Kemgeschichtliche Verhältnisse 50 Terminologie 50 — 52 Biseriale Anordnung 52 — 58 Vermehrungsperiode 58 — 61 Reifungsperiode 61 Synapsis 62 — 64 Frühe und späte Diakinese 64—82 Reifungsteilungen 82 — 94 AllgemeinerTeil 94 Die Sjmapsis 94—97 Die Reduktionsfrage 97 — 99 Das Keimbläschen 99 — 106 Die Reifungsteilungen 106 — 107 Spezifische Chromosomenzalden, Heterochromosomen, Chromosomenformen ( und Xucleolen 107 — 111 über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 37 Einleitung. Durch die Arbeit von Lerat (1905) ist die Frage nach der Entstehung der Vierergruppen und nach dem Verlauf der Reifungsteilungen bei den Copepoden von neuem aufgeroUt worden. Rückert, Häcker, vom Rath hatten in einer Reihe von Unter- suchungen festgestellt, daß die Chromosomen der Reifungsperiode in der Oogenese bei den Copepoden großenteils die Form von »Vierergruppen« haben, und waren zu der Ansicht gelangt, daß die Reifungsteilungen nach dem Typus der Prääquation — Postreduktion verlaufen. Dagegen stellt Lerat (1905) das Vorkommen »echter Tetraden« (Gregoire) bei der Oo- Textfig. 1. genese der Copepoden gänzlich in Abrede und läßt die Reifungsteilimgen nach dem »hetero-honiöotypischen Schema« vor sich gehen (Präreduktion- Postäquation). Nun hat aber Braun (1907) gezeigt, daß ebenso wie bei Cyclops viridis (brevicornis) (Häcker 1895, 1902) auch bei einer großen Reihe von andern Cyclopiden die Chromosomen während der »biserialen Anordnung« — d. i. in derjenigen Phase der ersten Reifimgsteilung, während welcher die Eier aus dem Ovidukt austreten, — längsgespaltene, quergekerbte Stäb- chen sind, die sich in zwei Ebenen j)aarweise gegenüberliegen. (Text- fig. 1). So war also ein Teil der Resultate der erstgenannten Forscher aufs neue bestätigt worden, und es galt also, die Widersprüche zwischen ihnen und Lerat vollends auszugleichcn. 38 Hermann Matscheck. Von den Untersuchungen Brauks ausgehend habe ich daher 7.11- nächst versucht, durch Heranziehung andrer Copepodengruppen, näm- lich der Centropagiden und Harpacticiden, unsre Kenntnisse der »bise- rialen Anordnung« zu erweitern und zu zeigen, in wieweit die bei Centro- pagiden und Harpacticiden auftretenden Bilder mit denen von Cyclops sich vereinigen lassen. Es lag dann nahe, diese vergleichende Untersuchung nicht auf die wbiseriale Anordnung« zu beschränken, sondern sie sowohl auf die Vor- geschichte dieser charakteristischen Phase als auch auf die Reifungs- teilungen auszudehnen, so daß ich nach und nach mit der ganzen Oogenese bekannt wurde. Bei Gelegenheit dieser Untersuchungen ergaben sieh endlich auch neue Beobachtungen über die Eiablage einiger seltener Copepoden, be- sonders der Heterocope-Aiten. Ich werde mich aber hier nicht an diese durch den Gang der Unter- suchung geschaffene Disposition halten, sondern nach einigen einleiten- den Bemerkungen über Material und Methode meine Beobachtungen über den Bau von Ovar und Ovidukt, über Dotterbildung und Eiablage bei den Copepoden mitteilen und dann zum Hauptgegenstand meiner Unter- suchung, zu den kerngeschichtlichen Verhältnissen, übergehen. Es sei mir gestattet, an dieser Stelle meinem verehrten Lehrer, Herrn Professor Dr. V. H.äcker, für die Anregung zu dieser Arbeit und für das Interesse, das er ihr entgegenbrachte, herzlich zu danken. Ebenso bin ich meinem verehrten Lehrer, Herrn Professor Dr. Blochmann, in dessen Institut ich diese x\rbeit vollenden konnte, für seine Unterstützung zu großem Dank verpflichtet. Spezieller Teil. Material. Ich habe so viele Copepodenspezies untersucht, als ich'^überhaupt bekommen konnte. Es sind Vertreter der Genera Cyclops, Canthocampius, Diaptomus und Heterocope darunter, nämlich Cyclops Müller. C. fusem JuRiNE. C. alhidus Jurine. C. fusciis var. distinctus Richard (Bastard? fnsciis-albidus). C. serrulatus Fischer. über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 39 C. p)-asinus Fischer. C. affinis Sars. C. phaleratus Koch. C. strenuus Fischer. C. insignis Claus. C. Leuckarti Claus. C. Dyhowskii Lande. C. iicuspidatus Claus. C. hicuspidatus var. odessana Schmankewitsch. C. vernalis Fischer. C. viridis Jurine. C. gracilis Lilljeborg. Canthoeamptus Westwood. C. staphylinus Jurine. Diaptomus Westwood. D. castor Jurine. D. salinus v. Daday. D. coeruleus Fischer. D. gracilis Sars. D. laciniatiis Lilljeborg. D. denticornis Wierzejski. Heterocope Sars. H. weismanni Imhof. H. saliens Lilljeborg. Sämtliche Copepoden wiu’den nach Schmeil (1892 — 1896) bestimmt, und auch in der Konienklatnr habe ich mich an ihn gehalten. Die Beschaffung des Materials machte nur Schwierigkeiten, wo es sich um die selteneren Formen handelte. Dank der Unterstützung von Herrn Prof. V. Häcker und von Herrn Prof. Klunzinger war es mir möglich, auch weiter entlegene Örtlichkeiten aufzusuchen. So fischte ich Heterocope iveismanni im Bodensee, Heterocope saliens, Diaptomus denti- cornis und Diaptomus laciniatus im Titisee im badischen Schwarzwald und z. T. auch in dem in der Kähe des Titisees gelegenen Feldsee. Die weitaus größte Zahl der angeführten Formen fand ich in Altwassern des Keckars in der Kähe meines Wohnortes (Eßlingen). Gut konserviertes Material von Diaptomus salinus aus dem Ritom-See in Graubünden ver- danke ich der Freundlichkeit von Frl. stud. rer. nat. 0. Krimmel. 40 Hermann Matscheck Methode. Fang der Tiere. ln großem Gewässern (ßodensee, Titisee, Feldsee) wurden die Tiere vom Kahn aus mit dem Planktonnetz gefischt. Für kleine Gewässer (Tümpel, Altwasser) genügte in den meisten Fällen ein kleines Gazenetz mit langem Stiel. Xaeh flüchtiger Durchmusterung wurde dann gewöhn- lich der ganze Fang in Blechkannen nach Hause gebracht, daselbst be- stimmt, ausgelesen und konserviert. Handelte es sich aber darum, die Stadien der Richtimgskörperbildung und die ersten Furchungsstadien zu bekommen, so wurde anders verfahren, denn man findet diese Stadien nur in ganz frisch abgelegten Eiern (s. auch S. 52). Es mußte zuerst ein Tümpel gefunden werden, in welchem die Spezies, deren Eiablage gerade gewünscht wurde, in möglichst großer Individuenzahl vorkam. Sodann wurde die betreffende Örtlichkeit unter steter Kontrolle gehalten, bis die Tiere anfingen, zur Eiablage zu schreiten. Bringt man nun eine möglichst große Menge solcher Tiere nach Hause und verteilt dort die Q Q , welche dunkle, prall mit Eiern gefüllte Ovidukte haben, auf mit Pflanzen (Algen, Elodea usw.) besetzte flache, weiße Scha- len, so kann mau bald die Eiablage beobachten. Xur dürfen die Tiere durch den Transport, Temperatur- und Wasserwechsel nicht gelitten haben. In günstigen Fällen konnte ich an solchem Material bis zu lOü Ablagen im Verlauf weniger Stunden beobachten und konserHeren. Ich habe dieses Verfahren, dessen wichtigste Züge PLvcker schon 1899 S. 81 ff. angegeben hat, mit Absicht ausführlich geschildert, denn mit seiner Hilfe ist es möglich, alle Stadien der Richtungskörperbildung zu erhalten. Auch die AncinandeiTeiliung der Stadien ist eine unbedingt sichere, denn man kann die einzelnen Tiere, deren Eiablage man beob- achtete, in ganz bestimmten Zeitintervallen konservieren. Auf diese Weise ist es auch möglich, genaue Zeitangaben über die Dauer der einzel- nen Phasen der Reifungsteilungen zu machen. i\lan darf aber die Tiere nicht lange gefangcnhalten, da sonst die Ei- ablagen abnorme Verhältnisse zeigen können. Konservierung. Zum Konservieren wurde eine Reihe der gebräuchlichsten Fixierungs- flüssigkeiten benutzt. HERMAXXsche, Fi.EMMiNGsche, VOM RATiische Flüssigkeit ergaben gleiche Resultate. Die meisten Stadien wurden durch diese Agentien gut über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 41 fixiert. Im Keimbläschenstadium verschwanden aber bei dieser Behand- lung die feineren Einzelheiten vollständig. Der Kern erscheint völlig homogen und glasig. Wie Flemming (1895) den Ausführungen von I Rawitz (1895) gegenüber betont, handelt es sich bei dieser Erscheinung I aber nicht um eine durch die Osmiumsäure verursachte »Zertrümmerung« 1 des Kerngerüsts, sondern der Kernsaft (Grundsubstanz) erhält durch die Osmiumsäure einen gleichen oder ähnlichen Brechungsindex wie das Kern- I gerüst. Störend ist bei allen drei Konservierungsflüssigkeiten, daß das I Kernplasma sehr dunkel wird. Behandlung der Objekte mit H2O2 zur I Behebung der Schwärzung hatte wenig Erfolg. Sodann wurden hauptsächlich Sublimatgemische verwendet. Ein Sublimat-AIkohol-Gemisch, wie es Häcker (1892) angegeben hat, erwies sich als allen andern Sublimatgemischen, namentlich den Sublimat-Säure- Gemischen, überlegen. Insbesondere kamen die Keimbläschenstrukturen vorzüglich zum Ä'orschein. Färbung. Kleinere Tiere und Eier wurden, um sie bei der nachfolgenden Be- handlung nicht zu verlieren und um sie im Paraffin besser orientieren zu können, mit Alaunkarmin oder Boraxkarmin vorgefärbt. Die 5 — 15 dicken Paraffinschnitte wurden mit BönMERschem und Delafield- schcm Hämatoxylin gefärbt und zur Verstärkung der Färbung manchmal noch mit Safranin, Methylgrün, Jodgrün, Bismarckbraun nachgefärbt. Sehr gute Färbungen ergaben sich bei Durchfärbung mit Bismarckbraun und Schnittfärbung mit Hämatoxylin nach Böhmer und Delafield. Andre Färbungen, wie z. B. HEioENHAiNsches Eisenhämatoxylin, wurden nur gelegentlich angewendet. Bau von Ovar und Ovidukt. Angaben über den Bau von Ovar und Ovidukt bei solchen Copepoden, mit denen sich auch diese Arbeit befaßt, haben Häcker (1895) und Lerat (1905) gemacht. Das »blinde Ende« des Ovars von Canthocamptus staphylinus ist nach der Darstellung Häckers (1895, Taf. XIV, Fig. 2) zweizipflig. Es erstreckt sich von hinten vom Ende des ersten Cephalothoraxsegments bis nach vorn in die Xähe des oberen Schlundganglions, v'o jederseits ein unver- ästeltcr Oviduktast abgeht. Jeder Zipfel des Ovars enthält ein Keim- polster, kleine chromatinreiche Kerne, von denen sich wohl die Oogonien herleiten lassen. 42 Hermann Matscheck Lerat (1905, Taf. 1, Fig, 1) fand, daß das »blinde Ende« des Ovars von Cyclops strenuus unpaar ist und von einer durch besondere Größe und Cliroinatinreiclitum ausgezeichneten Zelle eingenommen wird, die er »Apikal zelle« nennt. Lerat ist geneigt, von dieser Zelle die Oogonien herzuleiten. Bei der großen Menge des Materials, das mir zur Verfügung stand, hatte ich hinreichend Gelegenheit, vergleichende Beobachtungen über den Bau von Ovar und Ovidukt zu machen. Das Ovarium liegt bei allen untersuchten Copepoden als ein paariger, zweiteiliger, zweizipfliger oder unpaariger, blindgeschlossener Sack median zwischen Darm und dorsaler Körperwand. Seine Länge ist bei den einzelnen Copepodenarten verschie- den und hängt auch vom Füllungsgrad ab. Die Stelle, wo die beiden Ovidiiktäste vom Ovar abgehen, lag bei allen untersuchten Copepoden eine kurze Strecke hinter dem oberen Schlundganglion. Dagegen kann das »blinde Ende« des Ovariums ver- schieden weit nach hinten verlagert sein. Einen ganz extremen Fall stellt Cyclops phaleraius dar. Das Ovar reicht bei ihm bis an das Abdo- men, ist also außerordentlich lang. Die kleineren Cyclopiden, C. gracilis, C. prasinus, C. serndatus u. a. nähern sich in der Länge des Ovariums mehr den Verhältnissen von Canthocamplus (s. oben S. 41). Die großen Cyclo- piden, sowe Diaptonnis und Heterocope nehmen eine vermittelnde Stel- lung ein. Mehr konstant ist die allgemeine Form des Ovars, wenn man von den durch verschiedene Fülhmgszustände bedingten Veränderungen ab- sieht. So ist das Ovar ein unpaarer Sack bei Heterocope, Diaptomus sowie bei einer großen Gruj)])e von Cyclopiden, nämlich bei C. strenuus, C. in- signis, C. Dyhowskii, C. bicuspidatus, C. Leuckarti, C. vernalis, C. viridis C. gracilis, C. diaphanus. Dies sind, wie leicht ersichtlich, die Cyclopiden, welche Vosseler (1866) und Schmeil (1892, S. 35 — 37) unter ihrer ersten Hauptgrupj)e zusammengefaßt haben. Zweiteilig bis paarig ist das Ovar bei den Cyclopiden, welche Vosseler und Schmeil (1892, S. 35 — 37) in ihrer zweiten Hauptgruppe unterbrachten, nämlich bei C. fiiseus, C. alhidus, C. fusms var. distinctus, C. serrulatus, C. prasinus, C. phaleratus, C. affinis. Es ist vielleicht von systematischem Interesse, daß diese von mir vor- genomniene Teilung der Cyclopiden in zwei durch das verschiedene Ver- halten des Ovars (paarige Anlage — unpaarige Anlage) wohlcharakteri- sierte Gruppen sich genau mit der von Vosseler und Schmeil (1892, S. 35 — 37) auf Grund von äußeren morphologischen Merkmalen durch- geführten Zweiteilung deckt und andrerseits auch mit der von Braun Uber Eireifung und Eiablage bei Copepdden. 43 (dieses Archiv, 1909) auf Grund keimzellengeschichtlicher Beobachtungen aufgestellten Verwandtschaftstabelle gut übereinsthnmt. Das »blinde Ende« des Ovariums ist bei den von mir untersuchten Copepoden nicht geradegestreckt, sondern dorsalwärts umgebogen, bei Cyclops und Canthocamptus mehr, bei Diaptomus und Heterocope weniger. Das umgebogene Ende ist mit kleinen, chromatinreichen Kernen ange- füllt, die wohl mit dem »Keimpolster« Häckers (1895) identisch sind. Textfig. 2. Apikalzellen von Cyclops fuscus am Ende des zweigeteilten Ovars. Zuletzt seien noch einige den Bau des Ovars betreffende Befunde erwähnt, denen aber keine allgemeine Bedeutung zukommt und die z. T. schon in das kerngeschichtliche Gebiet überleiten. So fand ich in einem FaU am Ende des Ovars eines erwachsenen Cyclops pJialeratus einen Kern bzw. eine Zelle, die dem Ovarende kappenförmig auflag (Fig. 32). Der Kern, der sich offenbar in einer vorbereitenden Teilungsphase befand, zeichnete sich durch seine Größe vor den folgenden Kernen des Keim- polsters aus. Es handelt sich hier, wie bei der oben erwähnten »Apikal- zelle« von Lerat, \’ielleicht nur um eine Zelle des Keimpolsters, die sich 44 Hermann Iklatscheck zur Teilung anschickt und infolge ihrer Größe über ihre Genossinnen P hervorragt. 11 Etwas anders liegen die Verhältnisse bei jungen Exemplaren von u Cijclops fuscus, Cyclops albidus und Cyclops fuscus var. distinctus, wo ich 0 das Ende eines jeden Ovarschenkels stets von einem großen, chromatin- G reichen Kern eingenommen fand, der in einem gewissen Abstand von den H folgenden kleinen Kernen der Keimzone liegt (Textfig. 2 u. 3). Bei alten j| Textfig. 3. n Querschnitt durch einen jungen Cyclops fuscus. Links und rechts über dem Darm (d) sind die beiden Apilalzellen (a) getroffen. Exemplaren der genannten Species war von diesen Kernen bzw. Zellen, die ja auch den Kamen Apikalzellen verdienen, nichts mehr zu finden. l\Ieiner ^Meinung nach läßt dieses Vorkommen zwei Deutungen zu. Entweder lassen diese beiden Kerne durch Teilung die Kerne der Keim- zone aus sich entstehen, sie wären also Elemente der »Keimbahn«, oder aber gehören sie zu den mesodermalen Gewebselenienten, welche die äußere Hülle des Ovars bilden und mit der »Keimbahn« nichts zu tun haben. Ich möchte mich für die zweite Deutung entscheiden. Zn ihrem Gunsten scheint mir zu si)rechen, daß die »Apikalzellen« immer sehr weit von den Kernen des Keim])olsters entfernt sind, daß ich niemals eine solche Zelle Uber Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 45 in Teilung gefunden habe und daß sie sich in ihrem Aussehen und in ihrer Größe von Kernen, die sicher jugendlichem mesodernialen Gewebe an- gehören, nur durch ihre genau fixierte Lage am Ende des Ovarschenkels unterscheiden. Die beiden Oviduktschenkel gehen bekanntlich bei den Copepoden an der breitesten Stelle des Ovars in der Nähe des oberen Schlundganglions ab und ziehen nach hinten zu den Geschlechtsöffnungen. Werden wie Eier gebildet, so sind die Oviduktschenkel mannigfach ausgesackt (Diap- tomus castor z. B.), werden aber nur wenige Eier produziert, so sind die Oviduktschenkel einfache Schläuche {Canthocamptus staphylinus z. B.). Der hintere Teil der Ovidukte, die Endabschnitte, haben drüsige Wan- dungen und liefern das Sekret zur Bildung der Eisäcke. Daß auch das Receptaculum seminis bei den Cyclopiden als »Kittdrüse« funktioniert, wie Claus (1893) den Angaben Grubers (1878, 1879) gegenüber behauptet, ist meinen Beobachtungen nach nicht wahrscheinlich. Dotterbildung. Die Oogonien sowie die Oocyten der Synapsis und der frühen Wachs- tumsperiode haben meist keine deutlichen ZeUgrenzen, sondern bilden eine ' Art von Syncytium. (vgl. Häcker, 1895, S. 205). Erst beim Übertritt i der Oocyten in die Ovidukte umgibt sich jeder Kern mit einem entsprechen- I den Plasmaterritorium. Das Zellplasma der Oogonien und der Oocyten der Synapsis ist ganz j homogen und färbt sich nur schwach mit Hämatoxylin, Safranin usw. Dies ändert sich bald nach dem Beginn der W achstumsperiode. Jetzt ist i das Plasma durch eine Menge feiner Granula getrübt und färbt sich immer 1 intensiver mit Hämatoxylin, Safranin usw. Da bei meinem Objekte keine I bestimmten Beobachtungen gemacht werden konnten, die auf ein Aus- I treten von Kemsnbstanzen in das Plasma hinweisen, so ist die Herkunft 1 dieser Granula in Dunkel gehüllt. Die Dunkelfärbung des Plasmas, die j möglicherweise nur auf einer Tinktion der kleinsten Granula beruht, hat 9 in der Mitte des Ovars ihren Höhepunkt erreicht. Nunmehr beginnen die j feinen Körnchen zu wachsen, und man sieht, daß es kleine, mit hellem In- Shalt gefüllte Bläschen sind. Je mehr diese Bläschen, die späteren Dotter- bläschen, an Zahl und Größe zunehmen, desto mehr entfärbt sich auch i das Plasma, Das stärkste Wachstum der Dotterbläschen beginnt in den I meisten Fällen erst, wenn die Oocyten in die Ovidukte übertreten, also i wenn sich um die einzelnen Kerne gesonderte Plasmaterritorien abgrenzen. Deshalb sind auch Häcker (1895b) und Lerat (1905) zu dem Schluß ge- 4G Hermann Matscheck kommen, daß die Dotterbildung plötzlich und unvermittelt einsetzt, wenn die Oocyten in die Ovidukte eingetreten sind und in die Xähe der Mittel- darmwund gelangen. Es unterliegt auch für mich keinem Zweifel, daß die unmittelbare Nähe der nahrungspendenden Quelle den Verlauf der Dotterbildung beschleunigt, aber die einleitenden Phasen hegen weiter zurück. Zuerst traten als Vorstufen der Dotterkörner feinste Granula bzw. wmzige Dotterbläschen auf. Aus diesen gehen dann durch 'Wachs- tum die Dotterkörner hervor. Zu ähnlichen Resultaten sind bei andern Textfig. 4. Textfig. 5. Fig. 4. Do t te r4)ildun g in der Plasmazone, die das Keimbläschen amgibt. Üiapiomus salinus. Fig. 5. Do tt erb ildnn g in der Plasmazone, die die Oberfläche des Eis bildet. Zwei aneinander- stoBende Oridnkteier von Viaptomus salinus. Objekten neuerdings Bluxtschli (1904), vax der Stricht (1904 — 1907), D'Hollaxder (1904), Lams (1907), Popoff (1907a) gekommen. Bald nach dem Übertritt in die Ovidukte und längere Zeit vor der Eiablage hat bei den meisten Copepoden das Wachstum der Dotterkörner sein Ende erreicht. Sie sind in so dichten Mengen vorhanden, daß das Eisplasma nur noch in Form dünner Wände und kleiner Zwickel zwischen ihnen zu Tage tritt. Xur im unmittelbaren Umkreis des Kerns und an der ganzen Außenfläche des Eis ist noch eine stärkere Anhäufung von Plasma zu bemerken. Hier schießen auch noch ständig neue Dotterbläschen an, auch wenn die Hauptdotterbildung längst zum Abschluß gekommen ist (Textfig. 4 u. 5). Ein dritter Dotterbildungsherd ist zu bemerken, wenn das Kehn- bläschen sich auflöst, die »biseriale Anordnung« sich bhdet und das »se- tiber Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 47 kimdäre« Keimbläschen in die Höhe steigt. Je auffallender der Größen- i unterschied zwischen dem sich auflösenden »primären« Keimbläschen und dem neu sich bildenden »sekundären« Keimbläschen ist, also je mehr »Kernsaft« bei der Auflösung sich mit dem spärlichen Zellplasma mischt, : desto deutlicher ist dann der in Frage stehende Prozeß. Besonders schön konnte der betreffende Vorgang bei Diaptomus salinus beobachtet werden, I und zwar konnte ich im einzelnen folgendes feststellen; Nachdem die Kernmembran des »primären« Keimbläschens (Fig. 65) sich aufgelöst hat, ist eine große Plasmainsel entstanden, in deren Mitte die Chronio- somen gelagert sind (Fig. 66; vgl. auch Fig. 40). Inmitten dieses Raumes i bildet sich das »sekundäre« Keimbläschen (Fig. 57) und steigt an die Ei- 1 Oberfläche (Fig. 67). Hinter sich läßt es eine breite Plasmastraße, in j der sich stark färbbare Brocken, die Reste des zerfallenen Nucleolus, be- I finden. In den peripheren Teilen dieser Plasmastraße treten kleine Dotter- J körnchen und -bläschen auf, ähnlich wie in den ersten Phasen der Haupt- J dotterbildung und später im nächsten Umkreis des Kerns und in den I peripheren Teilen des Eiplasmas. Ich möchte glauben, daß es sich hier ( um einen nachträglichen, von dem Kernsaft des »primären« Keimbläschens ^ ausgehenden DotterbUdungsprozeß und nicht etwa um eine Auflösung oder Zertrümmerung der großen Dotterschollen handelt. Zur Kenntnis der Eiablage von Heterocope. Nach ScHMEiL (1896) kommen in Deutschland drei Hetewcope-Spe- zies vor: Heterocope weismanni, saliens, appendiculata. Über den Vor- gang der Eiablage und über die Embryonalentwicklung dieser seltenen Formen ist nichts Sicheres bekannt. Sars^) sah aus der Genitalöffnung eines unter dem Deckglas mit dem Mikroskop beobachtete, Eier austreten, die sich zu einem kleinen Ballen vereinigten, der aber durch die gewaltsamen Bewegungen des Tieres wieder zerstört wurde. ScHMEiL möchte daraus schließen, daß die Heterocope-Spezies während des Schwimmens tatsächlich Eiballen bilden, wie andere Centropagiden. Wolf (1905) hat bei Heterocope weismanni, die er abends isolierte, am an- dern Morgen auf dem Boden des Gefäßes einzelne Eier gefunden. Er glaubt deshalb, daß Heterocope weismanni die Eier einzeln ablegt. Grä- TER (1903) und Scheffelt (1908), welche unter anderm auch die Eiablage von Heterocope kurz erwähnen, haben eine Eiablage von Heterocope wohl 1) Aus ScHMEiL (1896) entnommen, da mir die Arbeit von Saks nicht zugäng- lich war. 48 Hermann Matscheck nicht beobachtet. Scheffelt (1908, S. 126) sagt allerdings: »Die Eier werden jedenfalls einzeln abgelegt und vereinigen sich nie zu Eisäcken.« Ich habe nun versucht, über diese Verhältnisse einige Klarheit zu schaffen. Heterocope weismanni wurde am Bodensee, Heterocope saliens am Titi- see im badischen Schwarzwald und eine Lokalvarietät von Heterocope sa- liens'^) an dem etwa 3 Stunden entfernten Fcldsee beobachtet. Über die dabei angewandte Technik vgl. S. 40 2). Die Lebensweise von Heterocope iceismanni ist schon von mehreren Seiten untersucht worden (^VEISMA^"N 1876, Gruber 1878 u. a.). Sie er- scheint, wie auch meine Beobachtungen ergeben haben, im Juli und .•\ugust und verschwindet im Dezember und Januar vollständig. Bei Tag hält sie sich in größerer Tiefe auf, so daß man sie erst in Planktonfängen von 15 — 20 m Tiefe häufiger findet. Kachts steigt sie zur Wasserober- fläche empor. Ich habe deshalb immer nachts 11 — Ü gefischt, und zwar jenseits der »Halde« bei Friedrichshafen, also im tiefen Wasser. Heterocope saliens untersuchte ich am Titisee im badischen Schwarz- wald. Sie tritt hier, wie schon Häcker (1901) beobachtete, vom Juni bis November auf. Ganz im Gegensatz zu Heterocope weismanni findet man sie bei Sonnenschein und ruhigem W asser in den oberflächlichen Schichten des Wassers sehr häufig. Gegen den Nachmittag nimmt die Zahl der Tiere ab, und mit Einbruch der Dunkelheit versclnrindet Hetero- cope saliens von der Wasseroberfläche, um jedenfalls in tiefere Schichten hinabzusteigen. Schon bei Tageseinbruch findet man wieder Heterocopen an der Oberfläche, bis ihre Zahl in den späten Vormittagsstunden ihr Maximum erreicht. Uber die Ursache der vertikalen Wanderungen kann ich keine Angaben machen. Jedenfalls ist die Heterocope saliens des Titi- sees nicht empfindlich gegen zu starke Bestrahlung. Sie pflegte sogar 1) Die ^4ngabe Gräters (1903) und Scheffelts (1908), daß die Heterocope des Feldsees Heterocope appendiculata sei, ist irrtümlich. Die Bestimmung nach Schmeil ; (1896) hat ergeben, daß die Heterocope des Titi- und Feldsees Heterocope saliens ist. Gewisser Eigentümhchkeiten wegen, geringere Größe, andre Färbung, Eiablage (vgl. ] S. 24), möchte ich die Heterocope des Feldsees als eine Lokalvarietät von Heterocope I saliens (//. s. Hercyniae) bezeichnen. 2) Ich habe auch lebende Heterocopen nach Hause bringen und dort Eiablagen beobachten können, trotzdem die 'Piere eine etwa 8 ständige Eisenbalmfalut ertragen mußten, während es Scheffelt (1908, S. 104) nie gelang, größere Mengen lebender 'Here nach dem nahen Freiburg zu bringen. In einfachen Aquarien habe ich die "Here über 14 'Page am Leben erhalten können. Leider ist es mir aber nie gelungen, die Vorgänge bei der Kopulation, die auch noch unbekannt sind, zu beobachten. Uber Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 49 ebenso wie die Nauplien von Cyclops strenuus stets die hellste Ecke des Beobachtungsgefäßes aufzusuchen. Heftige Regengüsse treiben Heterocope saliens in die Tiefe. Die Nach- wirkung eines ausgiebigen Regens erstreckte sich auf mehrere Tage. Eine Lokalvarietät von Heterocope saliens {H. saliens Hercyniae) fand ich im Feldsee (vgl. S. 48, Anmerkung). Sie findet sich dort von Juli bis November in großer Zahl. An Antennen und Schwimmfüßen ist sie ähn- lich wie Heterocope weismanni lebhaft blau gefärbt, während die Titisee- Form wie ein Diaptomus castor tief braunrot gefärbt ist. Insbesondere schimmern die 0\’idukte in tiefbrauner Farbe hindurch. Die Titisee-Form von Heterocope saliens ist ziemlich größer als die Feldsee-Form. In bezug auf die Eiablage dieser Formen konnte ich folgendes unter der Lupe beobachten: Die zur Eiablage bereiten Tiere liegen unbeweglich am Grund des Gefäßes oder hängen an der Oberfläche des Wassers. Ihre 0\ddukte sind mannigfach ausgesackt und prall angefüllt mit Eiern. Dann gerät der dunkle Inhalt der Ovidukte in fließende Bewegung. Wie die Perlen einer Perlenschnur rollen die Eier in ununterbrochenem Strom dahin, um dann nach außen zu gelangen. Wenn keine Störung eintritt, nimmt der Vor- gang der Eiablage nicht mehr als eine Minute in Anspruch. Beim Aus- treten werden die Eier befruchtet. Ich habe bei Heterocope wie auch bei den andern Copepoden immer nur ein Spermatosoma in das Ei eindringen sehen, obwohl überzählige Spermatosomen da und dort noch außerhalb der Eier zu finden sind. Bei Heterocope sowie bei Diaptomus und Cantho- camptus sind die Spermatosomen rundlich, während sie bei Cyclops Stäb- chen- bis pfriemenförmig sind. Die Eier fallen bei Heterocope weismanni sofort nach dem Austreten einzeln oder in Gruppen zu zwei und drei vereint zu Boden, und zwar werden bei jeder Eiablage vier bis sechs Eier abgelegt. Sie sind sehr klebrig und hängen sich an andre Gegenstände an. Anfangs haben die Eier eine unregel- mäßig-ovoide Gestalt, runden sich aber nach und nach ab. Ihre Größe ist im Durchschnitt 0,2 mm. Die Q Q sind nach der Eiablage ganz durch- ; sichtig und scheinen ziemlich erschöpft zu sein. Heterocope saliens hat einen andern Modus der Eiablage, und zwar \ unterscheidet sich die Titisee-Form von der Feldsee-Form. Bei beiden werden sämtliche Eier eines Satzes beim Austreten aus den Ovidukten von einer gallertartigen Masse umhüllt, die von den drüsigen Endabschnitten der Eileiter geliefert wird. Diese Gallerte rundet sich im Wasser ab und quillt beträchtlich auf. Die Gallertkugeln der Titisee-Form haben einen Durchmesser von 2 — 3 mm, die der Feldsee-Form einen solchen von etwa Archiv f. Zeilforschnng V. 4 50 Hermann Matscheck 1 mm. Die Gallerte ist anfänglich sehr klebrig und umgibt sich mit einem Hof von allerlei Schmutzteilchen. Infolge dieser Klebrigkeit kommt es auch vor, daß die GaUertkugel nicht sofort zu Boden fällt, sondern einige Minuten an den Borsten der Furka hängenbleibt. Kie habe ich gesehen, daß ein solcher EibaUen an der Geschlechtsöffnung selbst hängengeblieben wäre. Bei der Titisee-Form von Heterocope saliens ist die Eizahl schwankend, bei der Feldsee-Form nahezu konstant. Erstere legt 10 — 26 Eier von 0,17 mm Durchmesser auf einmal ab, letztere nur zehn bis zwölf Eier von 0,18 mm Durclimesser. Auch hier sind die Eier anfangs ovoid, runden sich aber bald ab. Der Kern (das »sekundäre« Keimbläschen) hebt sich als heller Fleck deutüch von der dunkleren Dottermasse ab, und man kann unter dem l\Iikroskop die Bildung der Richtungskörper und die Furchung sehr schön verfolgen. Wie bei Canfhocamptus nimmt auch bei Heterocope die Richtungskörperbildung längere Zeit in Anspruch (etwa 4 Stunden) als bei Diaptomus und Cyclops (etwa 1 Stunde). Die Entwicklung des Eis scheint mit der Bildung eines Dauerstadiums, wie es Häcker (1901) für Diaptomus denticornis beschrieben hat, abzuschließen. Das feine Plasmahäutchen, w^elches gleich nach der Eiablage das Ei umschließt, hat sich inzwischen erhärtet und zu einer dicken geschichteten Hülle umgewandelt, welche nach innen kontinuierlich in die Dotter- und Plasmamassen des Eis übergeht und den Konsernerungsflüssigkeiten sowie auch dem Mikrotommesser großen Widerstand entgegensetzt. Selbst bei Anwendung von heißem Sublimat- Alkohol läßt das charakteris- tische Zeichen der vollzogenen Konservierung, der charakteristische Farbenumschlag des Eis von Dunkelblau oder Dunkelbraun in Rot, einige Zeit auf sich warten, lauter Zeichen für die Dichte der Eimembran. Das Ei ist also wohl imstande, längere Zeit im Wasser zu flottieren oder am Grund des Sees zu liegen, ohne daß es Schaden leidet. Ob die gemeinsame Gallerthülle den Eiern von Heterocope saliens längere Zeit Schutz gewährt, halte ich für zweifelhaft. Ich konnte nämlich bemerken, daß schon nach 1 — 2 Tagen die GallerthüUe sich lockert oder gar zerfließt, so daß die Eier herausfallen und wie die Eier von Heterocope weismanni nun auf den Schutz angeAviesen sind, welchen ihnen ihre dichte Eimembran gewährt. Kerngeschichtliche Verhältnisse. Terminologie. Seit den grundlegenden xVrbeiten von vak Bexedex, Boveri und 0. Hertwig pflegt man die Oogenese einzuteilen in eine Teilungs- oder Ver- mehrungsperiode, eine Wachstumsperiode und eine Reifungsperiode. Uber Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 51 Neuerdings scheint aber das Bestreben dahin zu gehen, Wachstums- und Reifungsperiode unter sich näher zusammenzufassen. So haben Farmer und Moore (1895) für beide Perioden zusammen den Ausdruck »maiosis« vorgeschlagen. A. und E. Schreiner (1907) fassen Wachstums- und Rei- fungsphase unter dem alten Namen — Reifungsperiode — zusammen. Auch ich habe mich im Lauf meiner Untersuchungen davon über- zeugt, daß es angezeigt ist, Wachstums- und Reifungsphase näher zu- sammenzufassen. Um die ohnehin sehr vervückelte Nomenklatur nicht um eine neue Bezeichnung zu vermehren, möchte ich wie A. und E. Schreiner für den ganzen Zeitraum von der auf die letzte oogoniale Teilung folgenden Ruheperiode bis zum Abschluß der Reifungsteilungen die Bezeichnung — Reifungsperiode — verwenden. Wie aus meinen späteren x\.usführungen hervorgehen wird, sind es aber ganz andi'e Er- wägungen als die des Autorenpaares Schreiner, welche mich dazu be- wogen haben. Demnach wäre die Einteilung der Oogenese folgende: A. Die Vermehrungsperiode (Teiliingszone, Keimzone). Sie umfaßt alle oogonialen Teilungen und schließt mit einem ausgesprochenen Kernruhestadium ab. B. Die Reifungsperiode. Sie umfaßt das Schicksal der Oocyten von dem auf die letzte oogoniale Teilung folgenden Ruhestadium bis zum Abschluß der zweiten Reifungsteilung und zerfällt in drei Haupt- phasen : I. Die Synapsisi), d. h. die Zeit unmittelbar vor, während und nach der bekannten einseitigen Kontraktion des Chromatinknäuels. II. Die Wachstumsphase. Zuweilen kann zwischen frühe und späte Diakinese, wo die Chromo- somen lose im Kern verteilt sind, eine Art Ruhestadium einge- schoben sein. Ein vermittelndes Stadium zwischen später Diakinese und den Rei- fungsteilungen ist 3. Die »biseriale« Anordnung(ILicKERl904). Sie hat den Charak- ter einer »Bereitschaftsstellung« (Häcker 1904), insofern sie solange andauert, bis die Eier austreten und gleichzeitig befruchtet werden. 1) Bezüglich der Anwendung des Ausdrucks Synapsis vgl. Häckek, 1907, S. 72. 4* 52 Hermann Matscheck III. Die Reif angst ei hingen. Sie erfolgen stets, entgegen den An- gaben Leilvts (vgl. Braun 1907, Matscheck 1909), im abgelegten Ei. Eine Reihe technischer Ausdrücke wd im Text noch seine Erklärung finden. Ich möchte noch darauf hinweisen, daß ich unter »Chromosom« jede zusammenhängende Chromatinmenge verstehe, die in die Teilung ein- geht. Unter »Chromatin« sei lediglich die »färbbare Substanz« gemeint, j d. h. der Teil des Kerns, der sich bei Anwendung von Kernfarbstoffen, | insbes. Hämatoxylin, intensiv färbt. j Einen ganz sicheren Ausgangspunkt für die vergleichende Betrach- tung der Reifungsvorgänge bildet bei den Copepoden die biseriale Anord- nung, weshalb ich über diese Phase einige Worte vorausschicken muß. Biseriale Anordnung. a) Morphologische Verhältnisse der Chromosomen. Bei der Betrachtung der kerngeschichtlichen Verhältnisse möchte ich von dem Stadium der »biserialen Anordnung« ausgehen. Wie schon S. 37 erwähnt wurde, ist dies jene Phase der ersten Reifungsteilung (Meta- phase I), während welcher die Eier aus den 0\ddukten austreten und gleich- zeitig befruchtet werden. Der äußere Anblick, den die biseriale Anordnung bei den Copepoden bietet, ist ein sehr verschiedener, wie schon aus den Untersuchungen früherer Autoren hervorgeht. Es sei an die Bilder erinnert, welche Häcker von Cyclo fs viridis gegeben hat (1895 c, 1902), an die Beobachtungen Rückerts (1894 a) bei einigen Bodenseecopepoden, an die Untersuchungen von VOM Rath (1892, 1895) bei marinen Centropagiden, an die von Häcker (1892, 1895 b) geschilderten scheinbar ganz abweichenden Befunde bei Canthocamptus und an die neueren Beobachtungen von Berat (1905) und Braun (1907). Wie Häcker (1895c, 1902) bei Cyclops viridis gezeigt hat, sind bei den Cyclopiden die Chromosomen der biserialen Anordnung längs- gespaltene, quergekerbte Stäbchen, die in zwei Ebenen so angeordnet sind, daß sich je zwei Stäbchen gegenüberstehen, und zwar so, daß der Längs- spalt nur in Pol-, nicht aber in Seitenansicht zu sehen ist (Textfig. 1, 6). Häcker hat (1907, S. 111) die Stäbchen selbst Syndeten (vgl. Häcker 1904, S. 200 »Syndesis«), die Stäbchenpaare Syndetenpaare genannt. Letztere habe ich (1909, S. 43) Ditetraden oder auch Doppelstäbchen genannt, und ich will diese Bezeichnung auch hier beibehalten. Im Gegen- satz zu Cyclops liefern unsre einheimischen Centropagiden andre Büder. Bei Diaptomus haben wir in der biserialen Anordnung kleine vierteilige Ringe in großer Zahl (Fig. 57, 58, 87 — 90). (Vgl. auch Verh. d. Zool. Ges. über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 53 1908, S. 112, Fig. 4-^7.) Während Heterocope saliens vom Titisee ähnliche Ringe, nur entsprechend größer zeigt, (Fig. 109), haben Heterocope saliens Textfig. 6. a b a Biseriale Anordnung von Cyclops fuscus von oben. Sieben Ditetraden. b Biseriale Anordnung von Cyclops fuscus von der Seite. vom Feldsee und Heterocope weismanni vom Bodensee Viererkugeln (Text- fig. 20), (vgl. Verh. d. Zool. Ges. 1908, S. 112, Fig. 2), die an Bilder erinnern, welche vom Rath (1895) bei marinen Copepoden gefunden hat. Textfig. 7. Textfig. 8. Fig. 7. Biseriale AnordnuDg von Cyclops fuscus y^x. distinctus yon der Seite. Einzelstäbchen des Doppelstäbchens (Ditetrade) ringförmig zasammengebogen. Fig. 8. Biseriale Anordnung von C. strenuus von der Seite. Ringähnliclie Bitetraden. Wie lassen sich diese äußerlich so verschiedenen Bilder von Cyclops, Diaptomus und Heterocope miteinander vereinigen? 54 Hermann Matscheck Für die Beantwortung dieser Frage sind einige’ Funde bei Cyclops wichtig. Man findet nämlich neben typischen längsgespaltenen, querge- kerbten Doppelstäbchen (s. Fig. 9, 41, Textfig. 6) auch solche, bei welchen a Biseriale Anordnung von Cyclops bicuspiJatus von oben. Kenn Ditetraden in heterochroue Entwicklung, b Biseriale Anordnung von C. bicuspidaius von der Seite. Blattenbildnng. die beiden längsgespaltenen Einzelstäbchen eines Doppelstäbchens so gegeneinander gekrümmt sind, daß sie beinahe zu einer x\rt von King zu- sammenschließen. Auch hier ist der Längsspalt nur in Polansicht, nicht aber in der Seitenansicht zu sehen. Hierher gehört besonders Cyclops Textfig. 10. o Biseriale Anordnung von Cyclops fuscus var. distinctus von oben. Fünf Ditetraden und ein Heterocbromosom {h). b Biseriale Anordnung C. fuscus m. distinctus halbseitlicb. Am Hetero- cbromosom ein Längsspalt sichtbar. Nicht alle Ditetraden gezeichnet. fibscus var. distinctus (Textfig. 7), dann auch Cyclops strenuus (Textfig. 8), Cyclops phaleratus und Cyclops affinis. Andrerseits findet man bei Diap- tomus salinus in der Diakinese neben Ringen typische Doppelstäbchen über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 55 (Fig. 63), und auch in der biserialen Anordnung sind die Chromosomen charakteristische Doppelstäbchen (Fig. 68), die ganz denen von Cyclops a Textfig. 11. fl Biserisle Anordnnng von Cyclops fuscus y3,r. disiincUts von oben. Sechs Ditetraden und ein Heterochromosom {h}. b Biseriale Anordnnng von C. fuscus var. distincius von der Seite mit Heterochromosom (h). Fig. 12. Biseriale Anordnnng von Cyclops insignis von oben. Elf Ditetraden, zum Teil in hetero- chroner Entwicklung. Nur die eine Tetradenplatte ist sichtbar. Fig. 13a. Biseriale Anordnung von Cyclops vernalis von oben. Nur die obere Tetradenplatto gezeichnet. Fünf Ditetraden und ein Heterochromosom (ü). Eine Ditetrade ist in ein Schwänzchen ansgezogen. gleichen. Besonders wenn man die Ringe von Diaptomus von oben zu sehen bekommt (Fig. 58 b; vgl. hierzu auch Fig. 89 b), ist die Homologie 56 Hermann Matscheck mit den Doppelstäbchen von Cyclops auffällig genug, so daß sie nicht über- sehen werden kann, denn bei Polansicht tritt auch der Längsspalt hervor. Die Doppelstäbchen von Cyclops und die Ringe von Diapto- mus sowie die Ringe und Viererkugeln von Heterocope sind also dem Prinzip nach übereinstimmend gebaut (s. Textfig. 16) und durch Übergänge kontinuierlich verbunden; es sind »Tetra- den« oder besser gesagt »Ditetraden«. Was nun die Harpacticiden betrifft, so lösen sich die Platten, welche Hacker (1892) bei Canthocamptus staphylinus beobachtete und die man in Textfig. 136. Textfig. 14. Fig. 136. Biseriale Anordnung von Cyclops vernalis von der Seite. Heterochromosom (A) und fünf Ditetraden. Eine von diesen in ein Schwänzchen ansgezogen. Fig. 14. Biseriale Anordnung von Cyclops lernalis von oben. Nur die obere Tetradenplatte ge- zeichnet. FünfTetraden znm Teil in heterochroner Entwicklung. Eine Ditetrade ist in ein Schwänzchen ansgezogen. dem zum Austritt fertigen und eben ausgetretenen Ei findet — sie ent- sprechen somit der biserialen Anordnung bei den Cyclopiden — , bei be- stimmten Färbungsmethoden (Bismarckbraun-Hämatoxylin, vgl. S. 41) je in 12 sehr deutlich längsgespaltene, quergekerbte, dicht aneinander- gepackte Einzelstäbchen auf, welche paarweise opponiert sind und also auch Doppelstäbchen (Ditetraden) bilden (Fig. 47). Mit diesen Bildern von Canthocamptus stimmen in bezug auf die gestreckte Gestalt der Chro- mosomen und das Aussehen der biserialen Anordnung von der Seite Cy- clops dybowskn und Cyclops Ucuspidatus (die var. odessana inbegriffen) überein (Textfig. 9 a u. b), während Cyclops phaleratus und wohl auch seine Verwandten mit Canthocamptus bezüglich des Verlaufs der Reifungs- teilungen (vgl. S. 91) übereinstimmen. über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 57 b) Zahlenverhältnisse der Chromosomen. Die Feststellung der spezifischen Chromosomenzahlen geschieht am besten in der biserialen Anordnung. Ich werde immer die Anzahl der Ditetraden angeben. Solche Ckromosomen, welche durch ihre besondere Form, ihr tinktionelles A^erhalten usw. sich auszeichnen, also Heterochro- mosomen sind — vgl. Montgomery (1901), Korschelt und Heider (1903, S. 599), Gutherz (1906), Wilson (1900), Häcker (1907, S. 45) — , sollen mit »h« bezeichnet werden. Genus Cyclops. Die »spezifischen Chromosomenzahlen « von Cyclops hat Braun (1907 u. 1909) zum Gegenstand einer eingehenden Untersuchung gemacht. Ich I kann seine Ergebnisse bestätigen und z. T. erweitern. Es stehen nunmehr I folgende spezifische Chromosomenzahlen fest^). I I Cyclops fuscus 7 (Textfig. 6a) B., M. i Cyclops albidus 7 B., M. j Cyclops fuscus var. distinctus .... 5 -b 1 »h«(6-t-l »h«)B.,M. (M.) I (Bastard? fuscus-albidus) (Textfig. 10 u. 11). Cyclops serrulatus .6-1-2 »h« B., M. Cyclops prasinus . 5 4-1 »h« B., M. Cyclops phaleratus . 6-1-1 »h« (Fig. 41a) M. Cyclops affinis . 6 4-1 »h« M. Cyclops strenuus . 11 B., M. Cyclops insignis . 11 (Textfig. 12) B., M. Cyclops Leuclcarti . 7 B., M. Cyclops Dybowskii . 9 B., M. Cyclops bicuspidatus . 9 B., M. Cyclops bicuspidatus var. odessana . . 9 (Textfig. 9a) B., M. Cyclops vernalis . 5; 5 4-1 »h« (Textfig. 13 14) B., M. Cyclops viridis . 6 (Textfig. 24) B., M. Cyclops gracilis . 3 (Fig. 9) B., M. 1) B. = Braun, M. = Matscheck. 58 Hermann Matscheck Genus Canthocamptus. Canthocamptus staphylinus 12 (Fig. 47a) M. Ich kann somit die alte Angabe Häckers (1895b) bestätigen. Genus Diaptornus. Diaptomus denticornis 17 M. Diaptornus salinus 17 (Fig, 68b) M. Diaptomus gracüis 17 (Verb. d. Zool. Ges. 1908) S. 112, Fig. 7). M. (Rückert (1894a) fand bei dem Diaptomus gracüis des Bodensees 16 Ditetraden, ich konnte aber bei Individuen von andern Fundorten mit aller Sicherheit 17 feststeUen). Diaptomus castor 14 + 1 »h« (Ring) (Verb. d. Zool. Ges. 1908,8.112, Fig. 5 bis 6) (Fig. 88 — 90) M. Diaptomus laciniatus ........ 16 (Fig. 58b) M. Diaptomus coeruleus 14 (Verb. d. Zool. Ges. 1908, S. 112, Fig. 4) M. Genus Heterocope. Heterocope weismanni 16 (Verb. d. Zool. Ges. 1908, S. 112, Fig. 2) M. (Textfig. 20) Heterocope saliens 16 (Fig. 109) M. (Bezüglich der Heterocope weismanni kann ich die Zablenangabe Rückerts [1894a] bestätigen.) Die Vermehrungsperiode (Teilungs- oder Keimzone). Das leicht umgebogene Ende des Ovars ist, wie schon früher erwähnt wurde, bei allen untersuchten Copepoden von einer wechselnden Zahl kleiner Kerne ausgefüllt, deren zugehörige ZeUterritorien meist nicht deut- lich erkennbar sind. Infolge ihres Chromatinreichtums färben sich die Kerne sehr intensiv, und ich konnte mir deshalb keine rechte Vorstellung über die Verteilung des Chromatins in den Kernen machen. Es wird wohl in den meisten Fällen ein Ruhestadium mit Nucleolus sein. über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 59 Ihren Eigenschaften und ihrer Lage nach entsprechen diese Kerne sicher dem »Keimpolster«, das Häcker (1895b) bei Canthocaniptus staphy- linus beschrieben hat, und ähnlichen Kernen, welche Lerat (1905) bei Cyclops strenuus fand. Welche Bedeutung hat dieses Keimpolster? HJIcker hält die Kerne für Abkömmlinge der UrgenitalzeUen des Embryos, also für Ureizellen, die auf Grund periodischer Teilungen aus sich die Elemente des Ovariums entstehen lassen. Ich selbst habe bei Tieren, welche erst etwa ^/s der definitiven Körpergröße erreicht hatten, bei denen das Ovar erst mäßig mit Kernen gefüllt war, vereinzelte Mitosen im Keimpolster gesehen. Genaueres über die Zahl der Chromosomen konnte ich nicht feststellen. Bei Tieren, die vor der ersten Eiablage stan- den, habe ich zwar in den allermeisten Fällen ein »Keimpolster« gefunden, aber Vermehrungsvorgänge scheinen nicht mehr vorzukommen. Alte Tiere, die vor der zweiten oder dritten Eiablage standen, hatten Ovarien ohne typisches Keimpolster. Aus diesen Beobachtungen möchte ich schließen, daß das »Keim- polster« bei jüngeren Tieren in der Tat den eigentlichen Vermehrungsherd darsteUt, daß aber bei älteren Tieren die Vermehrung hauptsächlich von den eigentlichen Oogonien ausgeht, so daß hier eine »sekundäre « Teilungs- zone auftreten kann. Vereinzelte Kernteilungen können allerdings auch noch bei älteren Tieren im »Keimpolster« Vorkommen, doch gelangen sie relativ selten zur Beobachtung. Vielleicht handelt es sich bei dem schon S. 43 erwähnten, in Fig. 32 ab- gebUdeten Kern, der dem »blinden Ende« des Ovars von Cyclops phale- ratus kappenförmig aufliegt und die späte Prophase aufweist, gerade um einen solchen noch spät sich teilenden Kern des Keimpolsters. Ich konnte sechs große Chromatinportionen und eine kleinere mit ziemlicher Sicherheit feststellen. Diese Chromosomenzahl würde also der Zahl der Elemente, welche man in der »biserialen Anordnung« und in der Äquatorialplatte der ersten Kichtungsspindel findet, demnach der »reduzierten« Zahl der Autoren (s. S. 57), entsprechen. An die kleinen, chromatinreichen Kerne des Keimpolsters schließt sich bei jungen Tieren eine breite Kernzone an, die auch Häcker (1895b) bei Canthocamptus fand und in welcher die Kerne alle ein typisches Kuhe- stadium zeigen. Das Chromatin ist in feinen Füttern, Körnern und Bröck- chen überaU im Kern verteilt. Dazu ist meist ein Kucleolus vorhanden. Auf dieses breite Band von ruhenden Kernen folgt dann die eigentliche oogoniale Vermehrungszone. Sie ist bei jungen Tieren, die noch im Wachs- tum begriffen sind, sehr ausgedehnt. Bei alten Tieren dagegen, die schon 60 Hermann Matscheck eine Eiablage hinter sich haben, können Vermehrungsvorgänge vollständig vermißt werden, so daß das ganze Ovar vom blinden Ende bis zum Stadium der synaptischen Kerne vollständig mit »ruhenden« Kernen ausgefüllt ist. Die Cyclopiden zeigen dieses Verhalten schärfer ausgeprägt als die Centro- pagiden und Harpacticiden. Über den Verlauf der oogonialen Teilungen vermag ich nicht viel Neues zu sagen. Sie gleichen im ganzen den Mitosen, welche man da und dort in den Geweben der Copepoden, besonders im Darm, findet. Es wäre von großem Interesse gewesen, durch eine hinreichende Zahl einwandfreier Zählungen die Zahl der Chromosomen in den oogonialen Teilungen festzustellen. Doch habe ich damit wenig Erfolg gehabt. Auch VOM Rath, der diese Verhältnisse bei marinen Copepoden untersuchte, sagt (1895, S. 208): »So günstig die Copepoden für das Studium einiger Phasen der Eireifung, z. B. der Vierergruppenbildung sein mögen, so un- günstig sind sie gerade für die Periode der Teilungen der Ureier und der Ursamenzellen. « Ich kann mich diesen Worten nur anschließen. Bei Diaptomiis und Heterocope erschwert schon die große Zahl der Chromo- somen eine Zählung außerordentlich. Sodann sind in den Metaphasen und Anaphasen die Cliromosomen so dicht aufeinandergepackt, daß sie in ihrer Gesamtheit von oben wie homogene Platten, von der Seite wie dunkle Bänder aussehen. Doch auch die Prophasen der oogonialen Teilungen sind für Zählungen wenig geeignet. Allerdings liegen zwischen den Teilungs- stadien Kerne, welche distinkte Chromatinportionen deutlich erkennen lassen und sich im Zustand der Prophase befinden dürften. Bei schätzungs- weisen Zählungen kommt man aber zu dem Resultat, daß die Anzahl der Chromatinportionen sehr wechselt. Sie entspricht bald mehr der »redu- zierten« Zahl, bald der »Normalzahl«, bald kommen noch höhere Zahlen heraus, und dies dürfte damit Zusammenhängen, daß die Chromatinpor- tionen wohl noch keine eigentlichen Chromosomen, sondern »Prochromo- somen« (Overton) sind. Nicht \Tel günstiger liegen die Verhältnisse bei Cyclops und Cantho- camptus. Die Chromosomenzahlen sind zwar nicht so groß wie bei Diap- tomus und Heterocope (s. S. 57 u. 58), aber die Oogonien sind durchschnitt- lich kleiner, so daß auch die oogonialen Mitosen klein sind. Lerat (1905) kommt bei seinem Objekt, Cyclops strenuus, das aber meiner Erfahrung nach nebst seinem Verwandten, Cyclops insignis, für Chromosomenzählungen unter den Cyclopiden das ungünstigste ist — der hohen Chroniosomenzahl wegen — , zu dem Resultat, daß die oogo- nialen Teilungen die Normalzahl der Chromosomen aufweisen, also 22. Ich selbst konnte in einem einzigen Falle an einem Dyaster einer über Eixeifung und Eiablage bei Copepoden. 61 Oogonienteilung bei einem relativ \iel günstigeren Objekt — Cyclops fuscus — die Zahl 7, also die »reduzierte« Zahl, feststellen (Textfig. 15). Auch VOM Rath (1895, S. 209) sagt: »Mindestens eine Generation der üreizellen, und zwar die letzte, verläuft nach dem Schema der Mitosen mit doppelwertigen Chromosomen und scheinbar reduzierter Chromosonien- zahl. « Dementsprechend findet vom Rath in den Mitosen der Mitteldarm- kerne von Änomalocera patersonii, einem Meerescopepoden, 32 Elemente, bei der Teilung der Oogonien aber und in der biserialen Anordnung 16 Ele- mente, also die »reduzierte« Zahl. Auf die »sekundäre« TeUungszone folgt eine Zone ruhender Kerne, Mie auf die primäre TeUungszone, das Keimpolster, auch eine Lage ruhen- der Kerne folgte. Die ruhenden Kerne beider Zonen gleichen einander auch voUständig und zeigen , etwa wie ein ruhen- der Kern der Darmzellen, einen Nucleolus und das Chromatin in Fäden, Füttern, Körnern und Brocken im Kern verteüt. Rückert, Häcker und vom Rath hatten gefunden, daß nach der letzten oogonialen Teilung die Kerne aus dem Disptrem nicht in das Kern- ruhestadium zurückkehren, daß \’ielmehi’ die Chromosomen der Reifungsperiode sich direkt von diesem Dispirem herleiten lassen. Kun ist aber in letzter Zeit von einer großen Anzahl von Autoren gezeigt worden, daß zwischen die letzte TeUung der UreizeUen und die darauffolgenden synaptischen Stadien sicli ein Ruhestadium der Kerne einschiebt. Auch Lerat (1905) hat bei Cyclops strenuus dieses Stadium gesehen, und wie aus meinen Untersuchungen hervorgeht, trifft dies auch für die andern Copepoden zu. Es kann also von einer Persistenz der Chromosomen der oogonialen Telophasen bis zu den Reifungsprophasen (Rückert 1892, 1894 b) nicht die Rede sein^). 'Die Reifungsperiode. Die Reifungsperiode umfaßt den ganzen Zeitraum von der auf die letzten oogonialen TeUungen folgenden Ruheperiode bis zum Abschluß der zweiten Reifungsteilung. 1) Speziell die Angabe von Häcker (1895), daß bei Canihocamptus die Chromo- somen der Reifungsperiode sich direkt aus dem Dispirem der letzten oogonialen Teilung ableiten lassen, beruht auf einer Verwechslung der Synapsisknäuel mit den Dispiremen vgl. auch Waldeyer, 1901 — 1903, S. 235, Fig. 60). Textfig. 15. Dyaster eineroogonialen Teilung von Cyclops fuscus. 62 Hermann Matscheck I. Die Synapsis. Seitdem von vielen Forschern angenommen wird, daß in der Synapsis eine Paarung der Chromosomen vor sich gehe (von Winiwarter 1900, ■Montgomery 1901), hat dieses Stadium selir an Interesse gewonnen. Es hat sich auch Lerat (1905) in seiner Untersuchung über die Oogenese und Spermatogenese von Cyclops strenuus dafür ausgesprochen, daß eine parallele Konjugation der Chromosomen in der Synapsis anzunehmen sei. Der gegenwärtigen Strömung Kechnung tragend, habe auch ich die synaptischen Stadien in der Oogenese der Copepoden einer genauen Unter- suchung unterzogen. Ein sehr dankbares Material hierzu sind die Heterocope-Axten sovrie der große Diaptomus castor. Die Ovarien sind bei diesen Copepoden sehr groß und bergen eine außerordentliche Menge von Oocyten, so daß die Wahrscheinlichkeit, alle Stadien der Synapsis in lückenloser Serie zu er- halten hier nel größer ist als bei den kleineren Cyclopiden und Harpac- ticiden so^ie bei den kleineren Diaptomus-Arten. Ich werde aus diesem Grunde auch bei der Beschreibung der Synapsis mich an diese günstigeren Verhältnisse halten. Der besseren Übersicht halber sei eine Präsynaps is , eine eigentliche Synapsis und eine Postsynapsis unterschieden. 1. Die Präsynapsis. Die Bilder der Präsynapsis, welche von dem geschilderten Ruhesta- dium zu den Stadien der eigentlichen Synapsis mit einseitig im Kern- raum zusammengezogenem Chromatinknäuel hinführen, gleichen sehr den einleitenden Phasen der gewöhnlichen Mitosen, welche man in soma- tischen Zellen und Furchungszellen bei den Copepoden findet. Es ordnen sich nämlich die zerstreut im Kern liegenden Chromatin- brocken und -flitter zunächst zu kurzen, mit Zäckchen und Ausläufern besetzten Fäden an, die dann mehr und mehr Fühlung miteinander ge- winnen und zuletzt einen zusammenhängenden, dünnen Faden zu bilden scheinen, der den ganzen Kernraum in äußerst vielen, füi' das Auge un- entwirrbaren Windungen durchzieht (Fig. 69). Geradesogut können es aber Fadensegmente sein, welche das Bild eines zusammenhängenden Fadens nur Vortäuschen. Eine Entscheidung dieser Frage ist bei meinen Objekten nicht möglich gewesen. Stets ist in der Präsynapsis ein Kucleolus vorhanden. (Selten trifft man zwei oder drei.) Er zeigt meist in der Mitte eine große Vacuole oder mehrere kleine Vacuolen. Ich glaube, daß die präsynaptischen Kerne bei den Coj)epoden den Noyaiix deutohroques bis Noyaux Jeptotenes Wini- WARTERS entsprechen. über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 63 2. Die eigentliche Synapsis. Im Unterschied zu dem feinfadigen Knäuel der Präsynapsis hat sich nun das gesamte Fadenwerk einseitig im Kernraum zusammengezogen, zeigt aber sonst keine bestimmte Orientierung. Jedoch darf man sich nicht vorstellen, daß alle Kerne, welche ein bestimmtes Entwicklungs- , Stadium des präsynaptischen feinfadigen Knäuels erreicht haben, nun gerade von diesem bestimmten Stadium an die einseitige Verlagerung des Knäuels aufweisen müßten. Man findet vielmehr neben dünnfadigen Knäuelstadien, die sich schon einseitig zusammengezogen haben, relativ ; dickfadige Knäuel, welche noch keine Spur einer synaptischen Zusammen- '' drängung ihrer Elemente erkennen lassen. Früher oder später verfällt aber offenbar jeder Kern in das eigentliche synaptische Stadium, so daß I immer eine breite Zone des Ovars mit Kernen erfüllt ist, die den einseitig ‘ zusammengezogenen Knäuel in sehr typischer Ausbildung zeigen. Der Nucleolus, der nunmehr stärker ausgehöhlt erscheint, kann , mitten in dem Knäuel liegen, er kann ihm aber auch nur aufgelagert sein oder sich völlig abseits befinden. Während dieses im Gegensatz zur Präsynapsis allem Anschein nach , ziemlich lange dauernden Stadiums verdicken und verkürzen sich die ineinandergewirrten Fäden mehr und melir, und ihre Windungen werden I deshalb viel übersichtlicher (Fig. 70). Wenn die ganze Entwicklung ihren I Höhepunkt erreicht hat, kann man zweierlei wahrnehmen. Man sieht ! an günstigen Stellen, daß der nunmehr dicke, glatte Faden ! längsgespalten ist. Ferner bemerkt man jetzt in dem Knäuel zahl- I reiche freie Fadenenden, ein Zeichen, daß in diesem Stadium sicher freie ! Fadensegmente — ich werde diesen neutralen Ausdruck auch noch später- hin gebrauchen — vorhanden sind (Fig. 71 — 73). Lage und Aussehen des Nucleolus ist auch in den Figuren ersichtlich. Mein Stadium der »eigentlichen Synapsis« entspricht den Noyaux ( synaptenes von Winiw.\rter. li 3. Die Postsynapsis. Der einseitig im Kernraum zusammengezogene Knäuel längsgespal- tener freier Fadensegmente lockert sich in diesem Stadium auf. Die Seg- mente treten aus dem Knäuel heraus und legen sich in geschwungenen I Linien der Kernwand von innen dicht an. Der Längsspalt, welcher i die Segmente durchsetzt, ist nunmehr ganz deutlich geworden. I Irgend welche Hinweise darauf, daß der Längsspalt nicht ein wirklicher 64 Hermann Matscheck Längsspalt ist und daß die Doppelfäden im Sinne Winiwarters u. a. durch parallele Nebeneinanderlagerung je zweier Einzelfäden (Parallel- konjugation, Parasyndese) ihre Entstehung nehmen, habe ich bei den Copepoden nicht gefunden. Gleichzeitig mit dem Auftreten des Längs- spalts hat die Färbbarkeit der Fäden ein wenig abgenommen. Der Nu- cleolus liegt meist in der Tiefe des Kerns und ist deshalb in Fig. 74, welche eine Oberflächenansicht eines postsynaptischen Kerns ist, nicht zu sehen. Auch das Stadium der Postsynapsis nimmt immer eine breite Zone des Ovars ein. Es entspricht den Noyaux pachytenes bis Noyaux diplo- tenes Winiwarters. II. Die Wachstumsphase. Diese Unterabteilung der Reifungsperiode ist durch ein intensives Wachstum der Oocyten gekennzeichnet, und zwar nehmen Cytoplasma und Kern gleicherweise daran teil. Da das Wachstum und die sonstigen Veränderungen des Zelleibs unter dem Abschnitt Dotterbildung schon besprochen wurden, so hätten uns hier nur noch die Veränderungen des Kerns zu beschäftigen. Diese sind aber so mannigfacher Art und variieren bei den einzelnen Genera und Spezies so außerordentlich, daß ich von dem bisherigen Verfahren, die Vorgänge für alle untersuchten Copepoden zu- gleich zu schildern, abgehen muß. Da aber auch eine Beschreibung des Verhaltens jeder einzelnen Spezies während der Wachstumsphase schon des Raums wegen nicht angeht, muß ich mich auf die genaue Schilderung einiger Typen beschränken und alles andre anhangsweise erwähnen. 1. Cyclops. Die frühe Diakinese eines Cyclopiden ist bis jetzt von Häcker (1893) bei Cyclops strenuus und von Ler.vt (1905) bei demselben Objekt unter- sucht worden. Die späte Diakinese hat eine noch eingehendere Bearbeitung gefunden. .Zu den schon oben erwähnten Arbeiten von Häcker und Lerat kommt die Untersuchung von Rücrert (1894a), in der unter anderm auch gerade die späte Diakinese von Cyclops strenuus eingehende Berücksichtigung findet, ohne daß jedoch bezüglich dieses Stadiums eine Einhelligkeit er- zielt worden ist. Wie nun aus meinen Untersuchungen hervorgeht, verläuft die Dia- kinese innerhalb des Genus Cyclops nach zwei wohlgesonderten Typen: Zum ersten Typus gehören: C. gradlis, C. dybowskii, C. bicuspi- datus (die var. odessana eingeschlossen), C. vernalis, C. strenuus, C. insignis, C. viridis. über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 65 Die Chromosomen der frühen Diakinese sind bei diesen Cyclopiden lange, dünne Doppelfäden, die den Kern in vielen Windungen durchziehen und den kurzen kompakten Doppelstäbchen der späten Diakinese gar nicht gleichen. Zur Bildung eines typischen Keimbläschenstadiums, in dem das Chromatin so verstäubt würde, daß man von den Doppelfaden- segmenten nichts mehr sieht, kommt es nicht. Ein Ersatz für dieses Stadium ist wohl darin zu erblicken, daß zwischen früher und später Diakinese die Segmente sehr an ihrer Färbbarkeit verlieren oder sich zu einem außerordentlich dichten Fadenknäuel ausspinnen, der in einzelnen Fällen an synaptische Stadien erinnert (s. S. 68 C. viridis). Zum zweiten Typus gehören: C. phaleratus, C. afjinis, C. fuscus C. albidus, C. fuscus var. distinctus, C. serrulatus, C. prasinus. Die Chromosomen der frühen Diakinese gleichen denen der späten Diakinese außerordenthch und sind vie diese kurze, kompakte Doppel- stäbchen. Zwischen frühe und späte Diakinese ist meist ein typisches Keimbläschenstadium eingeschoben, in welchem das Chromatin im Kern verstäubt und von distinkten Chromosomen keine Spur mehr zu sehen ist. Diese beiden Typen decken sich mit den zwei Hauptgruppen der Cyclo- piden, welche Vosseler (1886) und Schmeil (1892) auf Grund äußerer morphologischer Merkmale unterschieden haben (vgl. S. 42). Erster Typus. (C. gracilis, C. dybowshii, C.bicuspidatus (mit var. odessana), C. vernalis, C. viridis, C. strenuus, C. insignis). Als Kepräsentant dieser Gruppe soll Cyclops gracilis ausführlicher beschrieben werden. Wie wii- schon früher (S. 63) gesehen haben, legen sich die längs- gespaltenen Fadensegmente, nachdem sie sich aus dem synaptischen Knäuel gelöst haben, der Kernmembran in mannigfachen Windungen dicht an. Sie sind noch gut färbbar, lassen sich aber bei Cyclops gracilis infolge der Kleinheit der Oocytenkerne nicht in ihrem ganzen Verlauf ver- folgen (Fig. 1). Der Kucleolus, der meist in der Einzahl vorhanden ist, stellt ein unregelmäßig rundliches Gebilde dar mit einer Art Vacuole in der Mitte. Das mit der Wachstumsperiode einsetzende Wachstum des Kerns und des Cytoplasmas geht bei dem von mir untersuchten Cyclops gracilis (er stammt aus den Tümpeln des Burgholzhofes bei Stuttgart) ganz all- mählich vor sich. Auch die Dotterbildung setzt langsam ein und findet erst kurz vor der Eiablage ihren Abschluß. Archiv f. Zellforschung. V. 5 66 Hermann Matscheck Beim Wachstum des Kerns, das nach dem Stadium der Postsynapsis einsetzt, verlieren die längsgespaltenen Fadensegmente ilir glattes Aus- sehen (Fig. 1, rechts). Sie werden allmählich breiter und scheinen nicht mehr so kompakt zu sein. An vielen Stellen sieht es aus, als ob sie mit Höckerchen und Zacken besetzt wären, von denen verästelte Fäden und Fasern ausgehen, die sich mit ähnlichen Fasern andrer Segmente ver- einigen und sich mannigfach verästelt im Kern verlieren. Doch ist diese Erscheinung lange nicht so ausgeprägt wie bei Heterocope saliens, wo es, wie wir später noch sehen werden, zur Ausbildung eines Ketz- oder Maschen- werkes kommt, in das die Fadensegmente eingebettet erscheinen. Immer- hin genügt auch bei Cychps gracilis dieser Vorgang, um während der Wachstumsperiode, soweit sie sich in den Endteilen des Ovars und An- fangsteilen der Ovidukte abspielt, den Fadensegmenten eine beträchtliche Fnsicherheit der Abgrenzung zu geben. (Fig. 2). Sie verschwinden aber nie völlig, und insbesondere ist die longitudinale Teilung der Segmente jederzeit sichtbar, wie das schon Häcker (1893) und Ler.\t (1905) bei Cyclops strenuus gezeigt haben. Auf das Blasserwerden der chromatischen Fadensegmente folgt nun die allmähliche Verkürzung und Verdichtung der längsgespaltenen Seg- mente in der späten Diakinese, welche zur Ausbildung der charakteristi- schen Chromosomen der «biserialen Anordnung« führt. Im einzelnen kann man folgendes feststellen. Die Stadien der späten Diakinese findet man ausnahmslos in Oocyten, die in den Ovidukten sich befinden. Kern und Kernkörper fahren zunächst noch im Wachstum fort, die Fadensegmente aber beginnen sich zu verkürzen und stärker zu färben. Sie sind zwar oft noch miteinander verschlungen, und es sind insbesondere häufig die Spalthälften jedes Segmentes strepsinemenartig umeinandergedreht, aber man kann in diesem Stadium ihre Zahl mit Be- stimmtheit feststellen. Es sind di'ei längsges])altene Segmente da (Fig. 3), also gerade soviel me Ditetraden in der biserialen Anordnung (S. 57) und halb soviel wie bei den Furchungsteilungen. Sodann wird man erstmals eines merkwürdigen Verhältnisses gewahr, das Chromosomen und Ku- cleolus verbindet und das für die späte Diakinese von Cyclops gracilis äußerst charakteristisch ist. Es sieht nämlich aus, als ob die Fadenseg- mente an den Kucleolus angeheftet wären und von ihm ausstralilen (Fig. 3 — 6). Eine genaue Untersuchung dieses für die Frage nach den Beziehungen zwischen Chromosomen und Kucleolus wichtigen Vorkom- mens hat aber gezeigt, daß die Vereinigung von Nucleolus und Chromo- somen bzw. längsgesi)altenen Fadensegmenten keine innige ist, denn sie reichen zwar an den Kucleolus heran, dringen aber nicht in ihn ein. über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 67 Die Fig. 4 — 6 zeigen die weitere Entwicklung der längsgespaltenen Segmente. Sie werden kürzer und kompakter, und der Zwischenraum zwischen den Spalthälften vergrößert sich beträchtlich. Diese selbst sind nicht mehr strepsinemenartig umeinandergelegt, sondern geradege- streckt und nehmen mehr und mehr die Gestalt von Stäbchen an. Aus jedem längsgespaltenen Fadensegment ist ein Stäbchenpaar oder Dop- I pelstäbchen geworden. Ein Einzelstäbchen des Doppelstäbchens oder Stäbchenpaares entspricht somit einer Spalthälfte des longitudinal ge- I spaltenen Fadensegmentes. Auch die Einzelstäbchen des Doppelstäb- ' chens lassen wichtige Veränderungen erkennen. So sieht man in Fig. 4 1 und noch besser in Fig. 5, daß jedes Einzelstäbchen wieder longitudinal j gespalten ist. Dieser »sekundäre« Längs s palt, wie ich ihn im i Unterschied zu dem »primären« Längsspalt, der die Doppelstäbchen Iin die Einzelstäbchen trennt, benennen will, kann später (Fig. 6) zeitweise verschwinden, kommt aber in der biserialen Anordnung wieder zum Vor- schein. Fig. 6 zeigt ferner, daß jedes Einzelstäbchen in der Mitte c{uer- ge kerbt ist. ln den vorhergehenden Stadien ist diese Querkerbe nur f andeutungsweise vorhanden, so daß ich sie in den Zeichnungen nicht an- bringen konnte, dagegen wird sie von dem vorliegenden Stadium an deut- 1 lieh sichtbar und später immer deutlicher. Sow'ohl der Kern als auch der Nuclcolus haben nunmehr, nachdem die Chromosomen ihre volle Ausbildung erreicht haben, erst ihre endgiltige j Größe erreicht. Der Kern besitzt ein etwa 20 — 30 mal größeres Volumen I als zu Anfang der Wachstumsperiode. Auch der Nucleolus hat sich wäh- ; rend der Ausbildung der Chromosomen wesentlich vergrößert (Fig. 3 — 6), ist aber ein wenig blasser gew^orden, und in seinem Innern zeigen sich 1 zahlreiche kleine Vacuolen oder eine große Vacuole. Die auf das Stadium der Fig. 6 folgenden Veränderungen, welche zum ) Verschwenden der Kernmembran, zum Zerfall des Nucleolus , und zur Einstellung der Chromosomen in die »biseriale An- I Ordnung« führen, gehen äußerst schnell vor sich. Man trifft diese Bil- der deshalb selten. Der Vorgang, der übrigens im Prinzip bei allen Cope- j)oden, also auch bei den Cyclopiden des zweiten Typus sowie bei den , Centropagiden der gleiche ist, spielt sich in folgender Weise ab: Die Kernmembran schwindet sehr schnell, ohne daß der Kern vorher I an Größe zurückgegangen w'äre. Chromosomen und Nucleolus liegen frei ’ in einer Plasmainsel inmitten des Dotters. Nunmehr beginnt ein äußerst schneller Zerfall des Nucleolus (Fig. 7 — 8): Er verliert seine rundliche Gestalt und würd stift- oder bandförmig. Manchmal zerfällt er auch sofort in einzelne Brocken. Das ganze Kernplasma wird stark färbbar, eine 68 Hermann Matscheck Veränderung, die möglicherweise von den Zerfallsprodukten des Nucleolus, die sich schnell im Plasma verteilen, herrührt. Sehr oft scheint es auch im Bereich dieser Plasmainsel zu einer nachträglichen Dotterbildung zu kommen (s. S. 46). Die Bewegung der Chromosomen ist der starken Fär- bung des Plasmas wegen nicht so leicht zu verfolgen. Schon ün Stadium der Fig. 6 haben sie sich teilweise vom Vucleolus emanzipiert. Besonders ein Doppelstäbchen eilt den andern immer voraus. Nach dem Schwinden der Kernmembran liegen die Doppelstäbchen regellos zwischen Zerfalls- resten des Xucleolus in der Plasmainsel zerstreut (Fig. 7). Dann aber rücken sie mehr und mehr nach der Mitte der Insel zu (Fig. 8) und stellen sich zuletzt so ein, daß der »primäre Längsspalt« (S. 67) aller drei Doppel- stäbchen in eine Ebene zu liegen kommt (Fig. 9a). Betrachtet man diese Chromosomenanordnung von oben, so sieht man in einer oberen Ebene drei längsgespaltene, quergekerbte Stäbchen und in einer ihr parallelen, darunter liegenden Ebene das gleiche Sortiment von Stäbchen (Fig. 9 b, wo aber nur eine Ebene mit den drei längsgespaltenen, quergekerbten Stäb- chen gezeichnet ist). Diese Anordnung der Chromosomen ist aber, wie wir von früher wissen (S. 37), die »biseriale Anordnung« der Chromosomen. Wir können nunmehr auch mit Sicherheit sagen, daß der breite Spalt, welcher in der Seitenansicht (Fig. 9a) zwischen je einem Doppelstäbchen hindurchgeht, dem »primären« Längsspalt entspricht. Der schmale Spalt dagegen, der bei einer Ansicht von oben die Einzelstäbchen selbst der Länge nach teilt (Fig. 9b), entspricht dem »sekundären« Längs- spalt. Die Querkerbe endlich teilt jedes Einzelstäbchen quer in der Mitte. Auch die andern Angehörigen dieser Gruppe zeigen im Prinzip das gleiche Verhalten wie Cyclops gracilis. Am nächsten schließen sich an Cyclops gracilis an Cyclops vernalis, Cyclops dyhowskU, Cyclops hicuspi- datus. Schon mehr weichen Cyclops strenuus und sein Verwandter Cyclops insignis ab, weil bei ihnen die regressive Metamorphose der Segmente, wie auch Lerat (1905) bei seinem Cxjclops strenuus fand, sehr weit geht. Indessen verschwinden die längsgespaltenen Segmente nie vollständig. Lerat (1905, S. 178) sagt, »Mais quelque granuleux, quelque päles que deviennent les filanients, on les suit toujours tres facilement et de plus, chose importante, on ne voit jamais disparaitre les dualites.« Bei Cyclops viridis endlich spinnen sich die langen Doppelfäden, Avelche sich aus der Synapsis lösen, zu einem dichten Gewirr von feinen Fäden aus, die sich einseitig im Kernraum um den Nucleolus zusammenballen (Fig. 27), so daß das Bild einer zweiten synaptischen Zusammendrängung entsteht. über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 69 welche noch längere Zeit persistiert (Fig. 28). Es steht indes dieses Ver- halten von Cyclops viridis, abgesehen von ähnlichen Beobachtungen bei andern Objekten (Giardina, vgl. auch Häcker 1907, S. 80 unten), auch innerhalb des Genus Cyclops nicht vereinzelt da. So fand ich eine ähn- liche, wenn auch nicht so ausgeprägte (sekundäre) synaptische Zusammen- drängung im Stadium der frühen Diakinese auch bei Cyclops strenuus (Fig. 26). Auch Lerat (1905) hat Ähnliches einer allerdings nicht be- stimmt lautenden Bemerkung nach bei seinem Cyclops strenuus beobachtet. Er spricht von einem »magma chromatique«, das man während der Wachstumsphase an Stelle der ursprünglichen Synapsis beobachten könne. Auch in der späten Diakinese sind die Bilder bei den Angehörigen dieses Typus oft recht verschieden. Dies beruht jedoch lediglich auf der für jede Spezies charakteristischen Zahl, Länge und Dicke der Chromo- somen sowie auf der wechselnden Zahl, Gestalt und Anordnung der Nucleolen. Die wesentlichen Erscheinungen an jedem einzelnen Chromo- som sind die gleichen wie bei Cyclops gracilis. Von einer Verbindung von Nucleolus und Chromosomen, wie sie für diesen Copepoden in der späten Diakinese so sehr charakteristisch war, ist bei den andern Angehörigen dieses Typus nichts zu sehen. Zweiter Typus. {C. phaleratus, C. affinis, C. fuscus, C. albidus, C. fuscus var. distinctus, C. serrulatus, C. prasinus) Bei diesen Cyclopiden sind die Chromosomen der frühen Diakinese wesentlich anders gestaltet als bei dem ersten T5q)us (s. S. 65). Während bei allen Cyclopiden, die dem ersten Typus angehören, die Chromosomen der frühen Diakinese lange, längsgespaltene Fadensegmente sind, welche mit den kurzen Doppelstäbchen der späten Diakinese wenig Älinlichkeit haben, sind bei dem zweiten Typus die Chromosomen der frühen Diakinese zwar nicht so kompakt wie die der späten Diakinese, gleichen ihnen aber sehr durch ihre Stäbchenform. Alle Charaktere dieses Typus zeigen sich bei Cyclops phaleratus be- sonders gut ausgeprägt. Ich lege deshalb die bei ihm gefundenen Ver- hältnisse der nachfolgenden Beschreibung zu Grunde. Auch hier soll wieder, wie bei Cyclops gracilis, von dem Stadium der Postsynapsis ausgegangen werden, in welchem die längsgespaltenen Faden- segmente in Windungen dicht an die Kernmembran geschmiegt den Kern durchziehen (Fig. 33 links). Die Doppelfadensegmente sind noch ziemlich lang und lassen ihren Längsspalt noch nicht sehr deutlich erkennen. Die Wachstumsperiode ist bei Cyclops phaleratus von der Postsynapsis nicht deutlich abgesetzt. Man sieht nur, daß die langen DoppeLfadeii- 70 Hermann Matscheck Segmente sich schnell verkürzen und an Färbbarkeit zunehmen. Gleich- zeitig wird der Längsspalt, der jedes Fadensegment durchzieht, sehr deut- lich (Fig. 33 rechts). In späteren Stadien der frühen Diakinese, welehe in der j\Iitte des Ovars und gegen den Abgangspunkt der Oviduktäste zu liegen, werden alle diese Verhältnisse noch klarer. Der Kern ist nämlich ein wenig ge- wachsen, und man sieht die Chromosomen, welche nun die Gestalt von Doppelstäbchen haben, scharf gegeneinander abgegrenzt. Xeben sechs Dop- pelstäbchen ist noch ein kleines Chromosom vorhanden, das nicht längs- gespalten ist und sich stärker als die sechs andern Chromosomen färbt (Fig. 34 bei h). Es unterscheidet sich also sowohl durch seine Form als auch durch sein tinktionelles Verhalten gegen die andern Chromosomen und ist des- halb als »Heterochromosom« im Sinne Moxtgomerys (1901) zu bezeichnen. [Vgl. auch Korschelt und Heider (1903, S. 599), Gutherz (1906), ILIcker (1907, S. 45)J. Auch sein Verhalten in den Reifungsteilungen bestätigt dies (s. S. 92). Die Zahl 6-t- 1 »h« der Chromosomen ist dieselbe wie in der Keimzone (vgl. S. 59) und die gleiche ^^^e in der biserialen Anordnung, (vgl. S. 57). Es ist in allen drei Fällen die »reduzierte« Zahl. Die auffallende Ähnlichkeit der Chromosomen der frühen Diakinese mit denen der späten Diakinese wird noch dadurch erhöht, daß bei einigen günstig gelegenen Clu'omosomen in der Mitte eines jeden Einzelstäbchens des Doppelstäbchens eine hellere Stelle sichtbar wird, die der Querkerbe, welche in der biserialen Anordnung deutlich hervortritt (Fig. 41a), entspricht. Ganz am Ende des Ovars und beim Übertreten der Oocyten in die Ovidukte setzt die Dotterbildung stärker ein und der Kern beschleunigt sein Wachstum sehr. Dies ist das Zeichen für eine ebenso rasche als auch auffallende Veränderung der Doppelstäbchen. Sie werden sofort undeut- lich in ihren Umrissen und »zerfließen« zu länglichen Flecken, die in ein granulöses Ketzwerk, das sich währenddem ausbildete, eingebettet er- scheinen (Fig. 35). Uber die Herkunft und Entstehung dieses Netzwerks bin ich nicht recht im klaren. Bei Sublimatalkoholfixierung ist es viel weniger deutlich als bei Gemischen, die Säuren enthalten. Lerat (1905) hat es im gleichen Stadium bei Cyclops strenuiis gefunden und beschreibt es als »reseau nu- cleaire«. Er nimmt an, daß es aus den Chromosomen entsteht. In einigen Fällen (S. 66 und S. 80) glaube ich auch diese Entstehungs- weise annehmen zu müssen. In andern Fällen aber habe ich wieder mehr den Eindruck bekommen, daß es sich um Gerinnungserscheinungen des Kernplasmas handeln könnte. Uber Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 71 Bald nach dem Übertreten der Oocyten in den Ovidukt setzt die »pro- gressive Metamorphose « der Chromosomen wieder ein. Die verwaschenen Flecken, die da und dort im Kern liegen, färben sich stärker, bekommen deutliche Umrisse und lassen einen helleren Streifen erkennen, der sie der Länge nach durchzieht (Fig. 36 bei l). Es ist der »primäre« Längsspalt, den wh- schon in der frühen Diakinese beobachteten und der nun wieder erscheint. Die weiter folgenden Veränderungen, welche zur Bildung der typischen Doppelstäbchen und zn ihrer Einstellung in die biseriale Anord- nung führen, sind bei Cyclops phaleratus die gleichen, wie sie bei Cyclops gmeilis (S. 66 ff.) besclirieben wurden. Die Fig. 37 — 41 zeigen dies deutlich. Ich kann deshalb auf eine nochmalige Schilderung des gesamten Ver- laufs der späten Diakinese verzichten. Vur auf drei Punkte sei kurz hin- gewiesen. Der erste betrifft die Zahlenverhältnisse. Es sind, wie aus den Figuren deutlich hervorgeht, geradeso wie in der frühen Diakinese sechs große Chromosomen und ein Heterochromosom vor- handen, also die »reduzierte« Zahl. Was zweitens die Gestalt der Chromosomen anbelangt, so sei auf die Fig. 39 — 41 verwiesen. Die großen Chromosomen haben die Gestalt von Doppelstäbchen mit quergekerbten Einzelstäbchen, welch letztere später in der »biserialen Anordnung« (Fig. 41) den »sekundären« Längsspalt erkennen lassen. Das Heterochromosom dagegen zeigt weder einen Längs- spalt noch eine Querkerbe. Drittens möchte ich auf die außerordentliche Ähnlichkeit einiger Sta- dien der frühen Diakinese mit solchen der späten Diakinese aufmerksam machen. Vgl. zn diesem Zweck insbesondere die beiden Fig. 34 und 38. Dort sind drei Kerne aus der frühen Diakinese abgebildet, hier ein Kern aus der späten Diakinese. Letzterer sieht aus wie ein vergrößertes Abbild der ersteren. Wie ich schon oben andeutete, werden auch-bei den andern Angehörigen dieses Typus Doppelstäbchen in der frühen Diakinese gebildet. Nur fallen diese Stadien nicht sofort ins Auge, wie bei Cyclops phaleratus, denn sie füllen hier ganz im Gegensatz zu dort einen relativ kleineren Teil des Ovars aus. Gewöhnlich sind sie auf eine schmale Zone beschränkt, die dicht auf die Zone der postsynaptischen Kerne folgt. Ihr Äußeres ist aber genau wie bei Cyclops phaleratus, wie aus einem Vergleich von Fig. 29, die einen Kern von Cyclops albidus vorstellt, mit der Fig. 34 deutlich hervorgeht. Äuch die beginnende Auflösung der Doppelstäbchen in verwaschene Flecke (Fig. 30) bietet zunächst nichts Heues. Xun aber geht die Auflösung noch weiter, so daß auch die Flecke schwinden und der Kern aussieht wie ein 72 Hermann Matscheck ruhender Gewebskern. Der ganze Kern scheint von einem feinen Gerinnsel von netziger Struktur erfüllt zu sein. Die chromatische Substanz ist in Füttern, Brocken und Körnchen überall im Kern verteilt, der Nucleolus ist groß und färbt sich stark (Fig. 31). In diesem Stadium, das die Kerne meist schon zeigen, wenn sie in den mittleren Teilen des Ovars angelangt sind, verbleiben sie während längerer Zeit. Sie wachsen in den Endabschnitten des Ovars und auch noch im Ovidukt auf ein 10 — 20faches ihres ursprünglichen Volumens an. Es ist also zwischen früher und später Diakinese eine Art »Kernruhestadium« eingeschoben. Der Eintritt der späten Diakinese ist dadurch gekennzeichnet, daß da und dort im Kern dunklere, geschlängelte Partien sichtbar werden. Sie gleichen nun vollkommen den langgezogenen Flecken, welche im glei- chen Stadium bei Cyelops phaleratus zu sehen sind (s. Fig. 35 — 36). Sie wandeln sich auch wie diese zunächst in längsgespaltene Segmente, dann in Doppelstäbchen und zuletzt in die quergekerbten, längsgespaltenen Dop- pelstäbchen der biserialen Anordnung um. Das Abweichende in der vorstehend geschilderten Entwicklung der Chromosomen den Verhältnissen bei Cyelops phaleratus gegenüber ist also hauptsäclilich darin zu erblicken, daß die Kontinuität der Chromosomen an einer Stelle unterbrochen ist. 2. Canihoeamptus. Auf Canihoeamptus soll nur kurz eingegangen werden, einmal, weil mir nicht alle Stadien in der vollständigen Reihe vorliegen wie bei andern Objekten, sodann weil Häcker (1892, 1895b) die Verhältnisse bei Cantho- camptus staphyUnus schonei ngehend untersucht hat. Aus diesen Unter- suchungen geht hervor, daß während der ganzen Wachstumsphase eine Persistenz der längsgespaltenen Fadensegmente besteht. Ich kann dies bestätigen, allerdings mit der Einschränkung, daß auch hier die Doppelfadensegmente eine Phase durchlaufen, wo sie sich selir ent- färben und ihre gegenseitige Abgrenzung erhebliche Schwierigkeiten macht. Die eigentünüichen Platten- und Ringfiguren, welche Häcker (1892, 1895b) in der späten Diakinese von Canthoeamplus staphyUnus be- schrieben hat, beruhen ebenso wie die Plattenbildungen in der biserialen Anordnung (S. 56) auf der selir engen Lagerung der zwölf langen Doppel- stäbchen. Bei geeigneter Färbung lassen sich die Platten in einzeüie Chromo- somen auflösen (s. oben S. 56). Alles in allem genommen verhält sich Uber Eireifung und Eiablage bei Copepoden, 73 Canthocamptus staphylinus in der Wachstumsphase ähnlich wie die Cyclo- piden mit vielen langen und dünnen Chromosomen — Cyclops dybowskii und Cyclops bicuspidatus. 3. Diaptomus. Am Ende der Postsynapsis und am Anfang der Wachstumsperiode findet man bei Diaptomus wie bei andern Copepoden in den Oocytenkernen längsgespaltene Fadensegmente in großer Zahl (Fig. 75 links). Sie sind der Kern Wandung dicht angeschmiegt und färben sich ziemlich stark. Je nach der Diaptomus-^peiiQS, die man untersucht, ist die longitudinale , Teüung und die Segmentierung mehr oder weniger deutlich. Wie bei I Heterocope gehen auch bei Diaptomus mit dem nunmehr einsetzenden starken Kern Wachstum Veränderungen an den Fadensegmenten Hand in I Hand. Diese Veränderungen bestehen in der Hauptsache darin, daß die I anfangs glatten und gut gefärbten Doppelfadensegmente ihre distinkten Umrisse verlieren (Fig. 75 rechts) und sich sehr entfärben. Die weitere Ent\vicklung kann nun in verschiedener Weise verlaufen. Bei Diaptomus I salinus z. B. verschwindet während der starken Entfärbung der Faden- : Segmente auch ihre longitudinale Teilung, ebenso ist es nicht möglich, ein- ! zelne Segmente deutlich zu erkennen. Man findet \’ielmehr in dem stark wachsenden Kern eine Menge von eigentümlichen federartigen Strängen (Fig. 59), die scheinbar regellos in ^^elen Windungen den Kern durch- >■ ziehen und an die bekannten Chromosoment5^pen im Amphibien- und !i Selachi er- Keimbläschen erinnern. Zweifellos handelt es sich hier um die il Spuren der Doppelsegmente. Während des ganzen Keimbläschenstadiums, ( das durch starkes Kernwachstum besonders gekennzeichnet ist, sieht man |l diese Spuren (Fig, 60). An einzelnen Stellen kann man auch bemerken, * daß je zwei dieser Spuren ungefähr parallel laufen. Jedoch sind solche Bilder )' selten, und der ParaUelismus ist keineswegs auf den ersten Blick zu er- I kennen. Meist hat man nur den Eindruck eines vsirren Durcheinanders von sehr wenig färbbaren, federartigen Strängen. Entsprechend der Größe l des Keimbläschens ist auch ein sehr- stark gefärbter großer Nucleolus vor- t handen. Außer hei Diaptomus salinus fand ich auch bei Diaptomus lacinia- » tus und Diaptomus denticornis im Keimbläschenstadium nur solche Chro- k mosomenspuren in Gestalt von undeutlichen, federartigen Strängen j (vgl. Fig. 54). Ein etwas andres Schicksal haben die Doppelfadensegmente i bei Diaptomus castor und Diaptomus coefuleus. Statt daß sie sich in ein < Gewirr von Strängen auflösen, verkürzen sie sich (Fig. 75 rechts) zu Ge- ) bilden (Fig. 76), welche den Doppelstäbchen, die wir bei Cyclops pM- I leratus in der frühen Diakinese kennen lernten, gleichen. Sie sind aber 74 Hermann Matscheck viel weniger kompakt und färben sich deshalb auch sehr wenig. Dagegen kann man einen Spalt zwischen den Einzelstäbchen des Doppelstäbchens deutlich erkennen. ]\"icht alle Doppelfadensegmente nehmen, wenn sie sich verkürzen, die Gestalt von Doppelstäbchen an. Viele formen sich zu geschlossenen Ringen um (Fig. 77), indem die Einzelstäbchen an den Enden miteinander verklebt sind. Die Doppelstäbchen und Ringe sind zweifellos einander homolog und gehen durch Zwischenformen ineinander über. Mit der Entwicklung solcher Chromosomenformen, welche, Avie noch gezeigt werden soll, den Ringen der späten Diakinese von Diaptomus außerordentlich gleichen, hat aber der Prozeß der Abblassung sein Ende noch nicht erreicht, vielmehr lösen sich diese Chromosomen nahezu voll- kommen auf, indem sie in ihren Umrissen mehr und mehr undeutlich werden (Fig. 82). Zuletzt ist auch hier der Kern der Oocyte, das Keim- bläschen, von den eigentümlichen, verschwommenen Chromosomen- s puren erfüllt (Fig. 83), die wir in etwas andrer Ausbildung auch bei andern Diaptomiden kennen lernten. Der Unterschied von Diaptomus castor und Diaptomus coendeus diesen gegenüber beruht lediglich darauf, daß die Fadensegmente in ihrer Individualisierung, d. h. in ihrer Ausbil- dung zu kurzen, distinkten Chromosomen (Doppelstäbchen, Ringen), etwas weiter gediehen sind, ehe sie bei abnehmender Färbbarkeit ihre Gestalt verlieren und im Keimbläschenstadium aufgehen. Ich muß noch einer sehr merkwürdigen Erscheinung gedenken, die ich bei Diaptomus castor in der frühen Diakinese beobachtete. Wenn nämlich die Doppelfadensegmente sich zu Dojjpelstäbchen bzw. Ringen (Fig. 76 u. 77) verkürzt haben, die ebenso wie die Doppelfadensegmente noch dicht unter der Kernmembran liegen, sieht man in der Tiefe des Kerns neben dem Xucleolus einen noch ziemlich stark gefärbten h'aden liegen (Fig. 78). Seine Form ist außerordentlich wechselnd (Fig. 79). Sehr selten ist er geradegestreckt, meist in einen dichten Knäuel aufgewickelt. Wir wollen ihn einstweilen als Heterochromosom bezeichnen. Daß diese Bezeichnung richtig ist, wird uns das Schicksal des Heterochromosoms, so- weit ich es verfolgen konnte, lehren. Koch während die übrigen Chromoso- men ihre typische Stäbchen- und Ringform beibehalten, unterliegt nun auch das Hcterocluomosom dem geschilderten Entfärbungsprozeß. Es »bildet« also gewissermaßen den andern Chromosomen in der Entwicklung »nach«. So zeigt Fig. 80, daß das Heterochroniosom (h) sich ebenfalls ent- färbt hat und daß sein Gefüge viel lockerer geworden ist. Es ist auch ein wenig in die Breite gegangen. In Fig. 81 endlich, wo di'ei Kerne (a, h, c) ab- gebildet sind, hat das Heterochromosom (/i) die gleiche lockere Beschaffen- heit seines Körpers erreicht A\ie die andern Chromosomen. Es ist nirr in über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 75 den seltensten Fällen verschlungen und um sich selbst gedreht (Fig. 81b bei »/««), meist ist es ringförmig (Fig. 81a bei »/i«) und seiner besonderen Größe wegen mit den viel kleineren gewöhnlichen Chromosomen, die ja sehr häufig auch ringförmig sind, nicht zu verwechseln. Von der schmalen Kante aus sieht das ringförmige Heterochromosom aus wie ein breites Stäbchen (Fig. 81c bei «Ä«). Gleichzeitig mit den andern Chromo- somen verliert auch das Heterochromosom im Keimbläschenstadium, vde schon beschrieben wurde, seine bestimmte Gestalt und ist unter den Chromosomenspuren (Fig. 82 u. 83) nicht mehr zu erkennen. Das Keimbläschenstadium ist von verschieden langer Dauer. Es hängt dies sowohl von den einzelnen Spezies als auch von den innerhalb der Spezies wechselnden Verhältnissen der Eiablage ab. Besonders lang dauert es meinen Erfahrungen nach bei Diaptomus castor und Diaptomus coeruleus. Es kann bis zu 4 V’ochen lang dauern. Um so geringer ist die Zeit, welche bei diesen Formen die späte Diakinese in Anspruch nimmt. Nach allen meinen Erfahrungen verläuft sie bei Diaptomus castor z. B. in einem Zeitraum von etwa 30 Minuten. Ich habe überhaupt immer ge- funden, nicht nur bei Diaptomiden, sondern bei allen Copepoden, daß eine Korrelation zwischen der Dauer des Keimbläschenstadiums und der Dauer der späten Diakinese besteht. Je länger das Keimbläschenstadium ausgedehnt ist, desto schneller werden die Stadien der späten Diakinese durchlaufen. Die späte Diakinese von Diaptomus ist von Rückert (1894a) sehr genau untersucht worden. Ich habe Gelegenheit gehabt, die späte Dia- kinese zwar nicht an dem Objekt Rückerts, dem Diaptomus gracilis des Bodensees, aber an einigen andern Diaptomiden (D. denticornis, D. laci- niatus, D. coeruleus, D. castor, D. salinus) zu untersuchen, und ich kann die Befunde Rückerts durchaus bestätigen. Ich will deshalb nur im Interesse der Vollständigkeit und mehr refe- rierend das AVichtigste über die späte Diakinese von Diaptomus kurz er- wähnen . Auf das typische Keimbläschenstadium mit Chromosomenspuren (vgl. Fig. 59, 60, 82, 83) folgen Stadien, in denen die Spuren sich wieder besser färben und in ihrem Verlauf nun auch besser verfolgt werden können (Fig. 54). Man sieht, daß die Spuren weite Ringe von ziemlich unregel- mäßiger Form sind, die in großer Zahl im Kern umherliegen und in ihrer Gesamtheit bei oberflächlicher Betrachtung eigentlich mu’ wie ein wirres Durcheinander von Strängen aussehen. Es hat schon Rückert (1894a) beschrieben, daß aus diesen weiten, unregelmäßigen, wenig kompakten Ringen durch A'erkleinerung und A^erdichtung regelmäßige Ringe entstehen. 76 Hermann Matscheck welche zunächst noch ganz geschlossen sind (Fig. 55). Ich konnte bei Diap- tomus castor (vgl. S. 73) und noch überzeugender bei Heterocope saliens (vgl. S. 80 u. 81) dartun, daß die Ringe aus Doppelfadensegmenten hervorgehen, indem diese an den Enden vereinigt bleiben und in der Mitte auseinander- weichen, und daß die Verlötungsstellen später unkenntlich werden, so daß geschlossene Ringe entstehen. Auch Rückert (1894) hat zur Erklärung der Ringfiguren bei Diaptomus und Heterocope diese Annahme gemacht. Bei weiterer Verkleinerung und Verdichtung der Ringe (Fig. 56) lassen sie vier Fnterbrechungen erkennen. Zwei dieser Unterbrechungen ent- sprechen, wie ich mit Rückert (1894a) annehmen möchte, den ursprünglichen Verklebungsstellen der Enden der Spalthälften, die beiden andern den Quer- kerben der Doppelstäbchen von Cyclops (Textfig. 16). Es sind somit die Ringe von Diaptomus den Doppel- stäbchen von Cyclops homolog. Die Auflösung des primären Keimbläschens, Zerfall des Nucleolus und die Bildung der biserialen Anordnung sowie des sekundären Keimbläschens wurde schon beschrieben. Es gehen diese Vorgänge auch bei Diaptornus sehr schnell vor sich. Die viergeteilten Ringe stellen sich in der biserialen x\nordnung so ein, daß ein Paar korrespondierender Kerben in die Äquatorebene der ersten Richtungsspindel zu liegen kommt, und zwar möchte ich wegen der Homologie mit den Doppel- stäbchen von Cyclops annehmen, daß dieses Kerben- paar den Verlötungsstellen der Doppelfadensegmente entspricht. Es wdirden dann in der ersten Reifungs- teilung (vgl. S. 88) auch bei Diaptomus die Einzel- fäden der ehemaligen Doppelfäden voneinander getrennt. Ein strenger Beweis liegt aber natürlich für Diaptomus nicht vor. Fig. 57 zeigt, wie das primäre Keimbläschen sich auflöst und in der so entstandenen Plasmainsel (vgl. S. 47) sich um die biseriale Anordnung herum ein neues, wl kleineres, querovales Bläschen, das sekundäre Keimbläschen (HJvcker 1902) bildet (vgl. auch S. 82). Dieses quer- ovale Bläschen steigt noch im 0\idukt oder spätestens beim Austreten der Eier in die Höhe an die Oberfläche des Eis. Dort zieht es sich in die Länge und bildet die erste Richtungsspindel (Fig. 58a). Die ^'iergeteilten Ringe sehen dann, da sich nun auch der von Cyclops her bekannte zw'eite Längs- spalt bemerklich macht, von oben wie winzige Vierergruppen aus, die hi zwei dicht aufeinanderliegenden Schichten einander paarweise gegenüber- Textfig. 16. Schematische Darstellung der qnergeherhten Dop- pelstäbchen von Cyclops (a) und der vierteiligen Ringe von Ciapiomusuad Heterocope (6), um deren Übereinstimmung zu zeigen. Uber Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 77 liegen, also Ditetraden bilden (Fig. 58b). Auch daraus geht hervor, daß die Ringe von Diaptomus den Doppelstäbchen von Cyclops homolog sind. Beide sind Ditetraden. Noch deutlicher geht die Homologie der Chromosomen der Diapto- miden und Cyclopiden aus meinen Befunden bei Diaptomus salinus hervor. Aus dem Keimbläschenstadium mit seinen federigen Chromosomenspuren (Fig. 59 — 61) gehen lange geschlängelte Doppelfäden hervor (Fig. 62). Diese Doppelfäden verkürzen und verdichten sich, und es entstehen Chro- mosomen, welche die Charaktere von Diaptomus und Cyclops in merk- würdiger Weise gemischt enthalten (Fig. 63). Neben Ringen, welche ihre Entstehung aus Doppelfadensegmenten dirrch Verkleben der Enden und Auseinanderweichen der mittleren Partien deutlich erkennen lassen, findet man alle Übergänge bis zu den typischen Doppelstäbchen der Cyclopiden. In späteren Stadien (Fig. 64) haben sich alle Chromosomen in Doppel- stäbchen verwandelt. Die Einzelstäbchen der Doppelstäbchen sind um- einandergedi'eht oder kreuzweise übereinandergelegt. Selten liegen sie schön parallel. Die meisten Einzelstäbchen lassen einen Längsspalt (den »sekundären«, vgl. S. 67, Fig. 64 bei l) erkennen. In einem noch weiter fortgeschrittenen Stadium der späten Diakinese (Fig. 65) gleichen die Doppelstäbchen dieses Diaptomiden den Doppelstäbchen von Cyclops so außerordentlich, daß auch der Kenner, wenn man ihm zwei entsprechende Stadien der späten Diakinese von Cyclops und Diaptomus salinus vorlegt, kaum einen Unterschied findet (vgl. Fig. 65 mit Fig. 39). Der sekundäre Längsspalt ist nicht mehr zu sehen. Er kommt erst wieder zum Vorschein, wenn das primäre Keimbläschen sich auflöst (Fig. 66). Dann ist an den selir verkürzten Doppelstäbchen auch die Querkerbe zu erkennen. Es sind also die Chromosomen von Diaptomus salinus ebenso wie diejenigen der andern Diaptomiden Ditetraden. Dies wird noch deutlicher, wenn sich das sekundäre Keimbläschen gebildet hat und an die Oberfläche des Eis gestiegen ist (Fig. 67). Dann sieht man in der biserialen Anordnung von der Seite zwei Schichten von kurzen, paarweise opponierten, quergekerbten Stäbchen (Fig. 68a), von oben zwei Schichten von paarweise gegenüber- gestellten Tetraden (Fig. 68b). Es wäre nun noch einiges über das Heterochromosom zu sagen, dessen Schicksal in der frühen Diakinese wir bei Diaptomus castor verfolgten. Wir haben gesehen, daß das Heterochromosom des Diaptomus castor zuerst ein fadenförmiges, meist aufgeknäueltes Gebilde ist, das sich später bei zunehmender Abblassung meist in einen großen geschlossenen Ring ver- wandelt und im Keimbläschenstadium ganz verschwindet. Leider konnte ich in der späten Diakinese das Heterochromosom nicht genau genug ver- 78 Hermann Matsclieck folgen, denn die s])äte Diakinese gellt außerordentlich schnell von statten' so daß man äußerst selten ein Stadium zwischen Keimbläschenstadium und hiserialer Anordnung antrifft. Ich habe eine außerordentliche Menge von Tieren (etwa 1000) geschnitten und trotzdem nur in seltenen Fällen das fragliche Stadium erhalten. Auch zeigt es sich, wenn man ein spät- diakinetisches Stadium erhalten hat, daß sich der Kernsaft so stark färbt, daß die Chromosomen fast unsichtbar werden. Die Schwierigkeit wh’d noch dadurch erhöht, daß im Kern vom Keimbläschenstadium an eine Art Vacuole, d. h. ein hellerer, von dunklen Strängen durchzogener, rundlicher Fleck sichtbar wird, welcher oft 1/2 bis ^/4des ganzen Kerns ausfiillt (Fig. 84 u. 85) und so die Klarheit der Bilder wesentlich beeinträchtigt. Über die Bedeutung dieser Erscheinung bin ich völlig im unklaren, umsomehr, da sie bei der Auflösung des primären Keimbläschens und Bildung des sekundären Keimbläschens (Fig. 87) nicht mehr zu beobachten ist. Das Heterochromosom nun ist. so viel ich aus den wenigen Bildern entnehmen konnte, auch in der späten Diakinese, wie in der frühen (Fig. 79), ein sehr vielgestaltiges Gebilde (Fig. 85 u. 86), fällt aber seiner besonderen Form wegen gleich ins Auge. Ich habe immer den Eindruck bekommen , daß das Heterochroniosom aus drei aneinandergehängten Ringen COO bestehe, die in merkwürdiger Weise gedreht und verschlungen sind. Auch wenn sich die biseriale Anordnung bildet, ist die«e Dreiteilung des Heterochromo- soms sichtbar und wh'd später noch deutlicher. In der biserialen An- ordnung ist dann das Heterochromosom (Fig. 88 — 90) ein ring- förmiges, deutlich dreigeteiltes Gebilde, das sich von den andern Ghromosomen, die vierteilige Ringe sind, auch durch seine Größe unter- scheidet. Wenn sich die erste Richtungsspindel gebildet hat, ist die Drei- teilung und überhaupt der Aufbau des Chromosoms noch deutlicher ge- worden (Fig. 89b). Das Heterochromosom besteht nunmehr aus drei zu einem Ring vereinigten (vgl. Textfig. 17), ihrerseits ringförmigen Ditetraden, die durch Lininbrücken verbunden sind. Zu Beginn der Anaphase I ver- schwinden die verbindenden Lininbrücken völlig und die drei in einem Ring vereinigten, ringförmigen Ditetraden verhalten sich bei der Teilung (vgl. S. 88) genau wie die andern Ditetraden, d. h. sie spalten sich in zwei Halb- ringe, welche ihrerseits längsgespalten und quergekerbt sind (Textfig. 18). AVenn also in der biserialen Anordnung 14 Ditetraden und ein Hetero-- Chromosom, d. i. drei in einen Ring gestellte und durch Lininbrücken ver- Textfig. 17. Das Heterochromosom von Diaptomus castor schematisch dargestellt : drei ringförmige, in einem Ring angeorduete Dite- traden. Uber Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 79 bundene Ditetraden vorhanden waren, so findet man nun im Eikern und im Rk I je 17 Tetraden (Fig. 94). Ich habe mir- deshalb folgende Anschauung über das Heterochromosom von Diaptomus castor gebildet: Aus dem ursprünglichen Knäuelfaden segmentieren sich am Anfang der Reifungsperiode 17 Elemente heraus. Drei davon bleiben aber durch Lininbriicken eng verbunden. Die 14 einfachen Segmente wandeln sich nach dem Auftreten der I. longitudinalen Teilung in die tN^pischen Chromo- somen der frühen Diakinese (Ringe, Doppelstäbchen) um. Das Hetero- chromosom dagegen, eben jene drei durch Lininbriicken verbundenen Seg- mente, »hinkt« in seiner Entwicklung aus irgend einem Grunde — ich glaube, daß in dem Heterochroniosom drei in Rückbildung (im Abbau) be- griffene Chromosomen vereinigt sind (vgl. S. 109) — den andern nach. Gleichzeitig zeigt es Keigung, eine ringähnliche Figur durch Zusammenbiegen seiner Enden zu bilden (Fig. 81). Die weitere Entwicklung kann der Entfärbung der Chromosomen im Keim- bläschenstadium wegen nicht verfolgt werden. Jeden- falls erfolgt nun auch bei den drei Komponenten des Heterochromosonis die Umwandlung der ein- zehien Segmente in Ringe, so daß in der späten Dia- kinese das Heterochromosom als eine x\ggregation von di'ei Ringen sich darstellt, die zunächst noch unbestimmte Figuren bilden (vgl. Fig. 85 u. 86). Sodann macht sich aber bei dem Heterochromosom wieder die Keigung, seine Enden zu einem großen Ring zusammen- zubiegen, bemerklich (Fig. 88 — 90). Dann stellt das Heterochromosom einen großen aus drei Ringen gebildeten Ring dar. Wenn dann an allen Ringen (die drei des Heterochromosonis eingeschlossen) die vier Kerben auftreten und der sekundäre Längsspalt sich zeigt, so finden wir im Kern 17 Ditetraden, von denen drei (das Heterochromosom) durch Lininbriicken zu einer ringähnlichen Figur verbunden sind. 4. Heteroeope. Rückert (1894a) hat die späte Diakinese von Heteroeope weismanni ausführlich in Wort und Bild beschi-ieben. Sonst finden sich nur noch bei VOM Rath (1895) einige Angaben über die Wachstumsphase von Hete- roeope saliens. Da die späte Diakinese durch die Arbeit Rückerts genügend bekannt ist, habe ich vorzugsweise die Verhältnisse der frühen Diakinese klarzu- Textfig. 18. Verhalten des Hetero- chromosoms in der Ana- phase I, schematisch dar- gestellt. 80 Hermann Matscheck stellen versucht Ein geeignetes Material bietet sich in der Heterocope Sa- liern des Titi- und Feldsees dar. Wie bei allen Copepoden, so finden wir auch bei Heterocope am Ende der Postsynapsis bzw. am Anfang der Wachstumsphase, daß die längs- gespaltenen Fadensegmente in langen geschwungenen Linien der Kern- wand von innen dicht anliegen (Fig. 102). Der Nucleclus liegt meist im Innern des Kerns und ist deshalb in der Figur, die eine Oberflächenansicht ist, nicht zu sehen. Er ist ein rundes, stark färbbares Gebilde mit einer bis mehreren Vacuolen im Innern. Zwei Erscheinungen sind es, welche nun in der Folge das Aussehen des Kerns und der Doppelfadensegmente beeinflussen. Nämhch erstens das bedeutende Wachstum des Kerns und zweitens das allmähliche Ver- blassen der Doppelfadensegmente. Daß das Kernwachstum ein sehr beträchtliches ist, mag ein Vergleich der Fig. 102 mit der Fig. 103 zeigen. Erstere Abbildung zeigt links einen Kern am Anfang und letztere einen Kern am Ende der frühen Diakinese. Die Volunienvergrößerung verhält sich etwa wie 1 : 3® d. i. me 1 : 27. Auch der Kucleolus, der auf der Figur nicht sichtbar ist, hat sich enorm vergrößert. Infolge des Kernwachstums liegen die Doppelfadensegmente nicht mehr so dicht beisammen. Sie scheinen auch ein wenig in die Breite gegangen zu sein, weshalb der Längsspalt auch deutlicher geworden ist. Die zweite Veränderung, das allmähliche Verblassen der Doppelfaden- segmente ist auch aus den Abbildungen (Fig. 102 — 103) zu erkennen. Es sieht so aus, als ob die glatten Fäden der Postsynapsis sich mit Höckern und Zäckchen bedecken, von denen Fäden abgehen, die sich im ganzen Kern ausbreiten und mit andern Fäden anastomosieren. Es ist dies offen- bar die gleiche Erscheinung, wie ich sie schon des öfteren geschildert habe, die aber bei diesem Objekt am deutlichsten ist. Wenn der ganze Vorgang seinen Höhepunkt erreicht hat, sind die Doppelfadensegmente sehr blaß geworden, und ihr ganzes Gefüge scheint ein lockeres zu sein. Immerhin ist die Abgrenzung der Segmente gegeneinander und ihre longitudinale Teilung noch leidlich zu sehen (Fig. 103). In diesem Stadium, das den Höhepunkt der mangelnden Färbbarkeit der längsgespaltenen Fadenseg- mente bedeutet, bleiben die Oocyten längere Zeit. Sie treten so in die Ovidukte über, wo dann allmählich die Färbbarkeit der Elemente zunimmt und so die Phase der späten Diakinese ihren Anfang nimmt. Jetzt beginnen an jedem längsgespaltenen Fadensegment die Spalt- hälften in der Glitte auseinanderzuweichen, während sie an den Enden verklebt bleiben (Fig. 104). Auf diese Weise entstehen länglich-elliptische Ringe (Fig. lOö), denen man ihre Entstehung aus den Doppelfadenseg- Uber Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 81 menten noch deutlich ansieht. Wenn sich aber die Ringe verdichten und enger werden, verschwindet diese langgestreckte Gestalt (Fig. 106). Es ist dann auch recht schwer, die Verlötungsstellen — sie machen sich, wie das Rückert (1894a) noch in späteren Stadien feststellte, durch etwas stärkere Färbung bemerkbar — zu entdecken, ja, es ist des öfteren ganz unmöglich. Etwa von diesem Stadium an bespricht Rückert bei Heterocope weis- manni den weiteren Verlauf der späten Diakinese. Ich kann alle seine Befunde bestätigen. Sie stimmen auch mit meinen Ergebnissen bei Hete- rocope saliens vollkommen überein. Deshalb will ich die nun folgenden Stadien ganz kurz besprechen und verweise noch einmal auf die ausführ- liche Darstellung von Rückert (1894a). Die großen Ringe der Fig. 106 ziehen sich sehr zusammen und werden kompakt und stark färbbar (Fig. 107). Sie zeigen bei diesem Vorgang häufig heterochrone Entwicklung. So sind in Fig. 107 die Ringe d, e und / in der Entwicklung weiter voran als die Ringe a, b und c. Dies gilt auch für eine andre Erscheinung, die in gleicher Weise schon bei Diaptomus be- obachtet wurde. Während nämlich einzelne Ringe noch gar keine Unter- brechung zeigen (Fig. 107; Ring a u. 1), zeigen andre (Ring c z. B.) an zwei gegenüberliegenden Stellen eine Kerbe, und wieder andre (Ring d, e, f z. B.) sind vierfach gekerbt, so daß sie \de viertefige Ringe aussehen. In dem fortgeschritteneren Stadium der Fig. 108 sind alle Ringe vierteilig und haben ungefähr gleiche Größe. Über die Bedeutung der Vierteilung der Ringe habe ich mich schon früher geäußert. Ich möchte mit Rückert (1894) es als wahrscheinlich, wenn auch nicht als beweisbar annehmen, daß das eine Paar korrespondierender Korben an der Stelle entsteht, wo die Verlötungsstelle der Doppelfadensegmente war. Es würde also je ein Halbring je einer Spalthälfte des Doppelfadenscgments bzw. einem Stäb- chen der Doppelstäbchen von Cyclops entsprechen (s. Textfig. 16). Dann i würde aber auch die Kerbe in der Mitte jedes Halbrings der Kerbe in der [Mitte jedes Einzelstäbchens der Doppelstäbchen von Cyclops entsprechen (s. dieselbe Textfig.). Für die Homologie der viergeteilten Ringe mit den i quergekerbten Doppelstäbchen der späten Diakinese spricht auch ganz I entschieden ihre homologe Entwicklung aus Doppelfadensegmenten, ihr Aus- l'sehen in der biserialen Anordnung (S. 55) und ihr Schicksal in den Reifungs- Iteilungen, das wir noch kennen lernen werden (S. 88). Mit dem Stadium, das Fig. 108 zeigt, haben die Chromosomen ihre Entwicklung vollendet. Die Auflösung der Kernmenbran, das Schwinden des Nucleolus, der bis zuletzt seine volle Größe beibehielt, und das Einstellen der Chromosomen in die biseriale Anordnung vollzieht sich so, wie ich es schon bei andern Formen gezeigt habe. Archiv f. Zellforschung. V 6 82 Hermann Jlatscheck Das Aussehen der Chromosomen in der biserialen Anordnung ist bei den beiden untersuchten Eeterocofe- ein wenig verschieden. Bei Heterocope weismanni sind es typische Viererkugeln (Textfig. 20), bei Hete- rocope saliens eher viergeteilte Ringe (Fig. 109). Zusammenfassung über die Wachstumsphase (frühe und späte Diakinese) von Cyclops, Canihocamptus, Diaptomus und Heterocope. Am Anfang der Wachstumsphase sind die Chromosomen bei den Copepoden längsgespaltene Fadensegmente (Doppelfadensegmente), die sich noch in der frühen Diakinese zu Doppelstäbchen (Cyclops) oder Ringen (Diaptonms) verkürzen können. Ich habe die Überzeugung gewonnen, daß die Spaltung der Fadensegmente (I. Längsspalt), eine wirk- liche Längsspaltung ist. Aus den Chromosomen der frühen Diakinese entstehen direkt oder unter Einschaltung eines mehr oder weniger ausge- prägten Keimbläschenstadiums die Chromosomen der späten Diakinese — Doppelstäbchen bei Cyclops und Cantliocampius, Ringe bei Diaptomus und Heterocope. Ringe und Doppelstäbchen sind ihrer Entstehung aus Doppelfadensegmenten nach homologe Gebilde und durch Übergänge (Diaptomus salinus) verbunden. Diu'ch das Auftreten von Querkerben und infolge der Ausbildung eines sekundären Längsspaltes wandeln sich sowohl Ringe als auch Doppelstäbchen in die Ditetraden der biserialen Anordnung um. Diese Darstellung entspricht also im wesentlichen derjenigen, welche Rückert (1894) bezüglich der pelagischen Copepoden des Bodensees und Hacker (1895) bezüglich Canthocamptus gegeben hat. Die Eeifungsteilungen. Das »sekundäre« Keimbläschen, welches in sich die biseriale An- ordnung einschließt, steigt bei Diaptomus und Heterocope meist schon im Ovidukt an die Eioberfläche empor. Es ist anfangs queroval (Fig. 57 u. 87) und liegt schief zur Eioberfläche (Fig. 67). Später stellt es sich so ein, daß die Ebene der biserialen Anordnung parallel zur Eioberfläche liegt, und zieht sich in der Richtung der Polachse zu einem längsovalen Bläschen auseinander (Fig. 58a, 91, 109). Bei den meisten Cyclopiden steigt das sekundäre Keimbläschen, wie Kacker (1895c, 1902) bei Cyclops viridis (brevicornis Claus) schon beobachten konnte, während der Eiablage und kurz nach derselben an die Oberfläche des Eis empor. Zuletzt ist es auch ein längsovales Bläschen (vgl. Fig. 10). Bei Canthocamptus und bei Cyclops über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 83 phaleratus bleibt die biseriale Anordnung in der Tiefe des Eis, und auch die nächsten Vorgänge spielen sich hier ab. Erst während der Metaphase II und Anaphase II steigt die Teilungsfigur an die Eioberfläche empor. Die biseriale Anordnung bleibt bei allen Copepoden noch einige Zeit, etwa 3 ]\Iinuten, im ausgetretenen Ei bestehen, dann erfolgt schnell der Übergang zur Anaphase I. Beide Reifungsteilungen finden entgegen der Angabe Lerats (1905) im ausgetretenen Ei statt, (s. H.vcker 1896, 1902, Braun 1907, 1909, Matscheck 1909). Bei einem sehr großen Copepodenmaterial, das sich auf vier Genera mit etwa 20 Spezies erstreckt, konnte ich keine Ab- weichung von dieser Regel finden. Bezüglich des äußeren Verlaufs der Reifungsteilungen verhalten sich die Cyclopiden, Diaptomus und Heterocope, Canthocamptus und Cyclops phaleratus je verschieden voneinander. 1. Cyclops (Mit Ausnahme von Cyclops phaleratus). Als Beispiel möge der durch günstige Zahlenverhältnisse ausgezeichnete Cyclops gracilis dienen. Wir gehen am besten von der Metaphase I aus, welche im ausgetretenen Ei noch die typische biseriale Anordnung der Chromosomen deutlich zeigt (Fig. 10). In dem tonnenförmigen sekundären Keimbläschen, dessen Wände nunmehr fein gestreift sind (erste Richtungs- spindel), liegen die drei längsgespaltenen, quergekerbten Doppelstäbchen, deren Entstehung wh ja schon kennen gelernt haben. Die Einzelstäbchen sind schon in diesem Stadium weit auseinander- gerückt. Man kann an ihnen in der Seitenansicht (Fig. 10) nur die Quer- kerbe erkennen, nicht aber den »sekundären« Längsspalt. Dieser ist nur bei einer Ansicht der biserialen Anordnung von oben sichtbar (Fig. 9b). Der Beginn der Anaphase I ist in Fig. 11 dargestellt. Das sekundäre Keim- bläschen hat die Eioberfläche uhrglasförmig vorgewölbt. Die Einzelstäb- chen sind weit voneinander entfernt. In diesem Stadium etwa wird auch bei den Cyclopiden, welche in der biserialen Anordnung den »sekundären« Längsspalt und die Querkerbe nicht deutlich erkennen lassen, beides gut ' sichtbar. In Fig. 12 sieht man nun, daß sich das sekundäre Keimbläschen über i das Niveau der Eioberfläche herausgehoben hat. Die eine Platte der drei Einzelstäbchen liegt am distalen Ende des sekundären Keimbläschens, die andre Platte dicht unter der Eiperipherie. Die Einzelstäbchen haben nicht mehr die gleiche Lage wie früher. Sie haben sich während des Aus- einanderweichens in der Anaphase ein wenig um ihre lange Achse gedreht, so daß man auch in Seitenansicht (Fig. 12) neben der Querkerbe die longi- 6* 84 Hermann Matscheck tudinale Teilung der Einzelstäbclien erkennen kann. In Fig. 13 beginnt der Rk I sich abzuschniiren. Sowohl im Rk als auch im Eikern haben sich die Einzelstäbchen noch mehr gedreht. Manche stellen sich deshalb schon als typische Vierergruppen dar. Fig. 14 zeigt das nächste Stadium, wo der Rk I völlig abgeschnürt ist. Er liegt als ein ovaler Körper dem Ei mit breiter Fläche auf. Dies ist jedoch nicht immer der Fall. Stößt nämlich der sich abschnürende Rk I nicht gegen andre danebenliegende Eier — dies ist naturgemäß ein ziemlich seltener Fall — , so kann der schmale Isthmus, welcher im i\Ioment der Abschnürung noch Ei und Rk verbindet, unter dem Zug des hängenden Rk sich zu einem langen Stiel ausziehen. Es entstehen so ganz ähnliche Bilder, wie sie auch Häcker (1895c, 1902) bei Cyclops viridis gefunden hat. Schließlich kippt der Rk um und kann sich ziemlich entfernt vom Ort der Ab- schnürung an andre Eier anlegen. Das weitere Schicksal des Rk I ist nicht un- interessant. Er führt zunächst eine Art selbständiges Leben weiter, indem er an Umfang noch ein wenig zunimmt. Auch die längsgespaltenen, quergekerbten Ein- zelstäbchen, die in ihm liegen, gehen noch Veränderungen ein. Bei den meisten Cyclopiden verkürzen und verdicken sie sich beträchtlich. Die Querkerbe und die longitudinale Teilung der Einzelstäb- chen wird dabei so deutlich, daß ein gänz- lich ungeübtes Auge ihre Tetradennatur sofort erkennt. Es kommt vor, daß die quergekerbten Spalthälften der Tetraden (s. Fig. 20) sich ent- lang dem »sekundären« Längss])alt während der Verkürzung und Ver- dickung völlig trennen (s. Fig. 21, 22). Statt der Vierergruppen in redu- zierter Zahl findet man dann quergekerbte Stäbchen in der Kormalzalü in dem Rk I (s. Fig. 23), also in dem durch die Fig. 20 — 23 dargestellten Fall von Cyclops viridis statt sechs Tetraden zwölf quergekerbte Stäb- chen, ein Verhältnis, welches schon von Häcker bei Cyclops viridis als Regel beobachtet worden ist und ihn zu einer iiTtümlichen Auffassung des ersten Teilungsprozesses geführt hat. Auch bei Cyclops albidus, Cyclops strenuus und Cyclops insignis konnte ich in einzelnen Fällen ein ähnliches Verhalten konstatieren. Es kommt auch vor, daß die Spalt- hälften der Tetraden sich verbiegen und krümmen, so daß X-, H-, 8-F iguren entstehen (Fig. 24), oder daß die Tetraden sich rhizopodenartig verästeln (Textfig. 19). In späteren Stadien, etwa von der Kopulation Textfig. 19. über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 85 der Geschlechtskerne an, also etwa 1 Stunde nach seiner Entstehung, fällt der Rk I sehr rasch zusammen und degeneriert zu einem winzigen Cliro- raatinklümpchen, das noch da und dort während der Furchung außerhalb der Furchungskugeln liegt und zuletzt verschwindet. Nachdem der Rk 1 völlig abgeschnürt ist, liegen die im Eikern verblei- benden drei längsgespaltenen, quergekerbten Einzelstäbchen (Tetraden) dicht unterhalb der Eimembran in einem uhrglasförmigen, nicht bestimmt gegen die umgebende Dottermasse abgegrenzten Plasmaraum (Fig. 14). Dann treten die Tetraden von der Oberfläche des Eis zurück, und gleich- zeitig vertieft sich der Plasmaraum mehr und mehr’ (Fig. 15). Ziüetzt kommt es wieder zur Bildung eines Bläschens, das eigentümlich gestreift ist und die zweite Richtungsspindel darstellt (Fig. 16). Es ist, wie Häcker (1902) schon bei Cyclops viridis beobachtete, da, wo es an die Eiperipherie stößt, ein wenig abgestutzt, gleicht aber sonst dem sekundären Keimbläs- chen (erste Richtungsspindel) (s. Fig. 10) außerordentlich. Die drei längs- gespalteneii, quergekerbten Einzelstäbchen (Tetraden) haben ihre Drehung um 90° völlig beendet und haben sich so eingestellt, daß der »sekundäre« Längsspalt aller in der xÄquatorialebene der zweiten Richtungsspindel liegt. "Während sich bei der Anaphase I die erste Richtungsspindel eher verkürzt als verlängert, ist bei der Anaphase II das Umgekehrte der Fall. Die tonnen- förmige zweite Richtungsspindel zieht sich in die Länge und wird dabei ganz schlank (Fig. 17 u. 18). Die quergekerbten Spalthälften der Tetraden werden auseinandergezogen und nach den Polen verteilt. Bei diesem Vor- gang nehmen sie haken- bis winkelförmige Gestalt an und werden dicht aneinandergedrängt. Die Anaphase II pflegt ziemlich länger zu dauern ! als die Anaphase I, und es kommt in dieser Zeit zu Verschiebungen der ' langgezogenen zweiten Richtungsspindel, die für das Schicksal des Rk II entscheidend sind, wie Häcker (1895c) richtig erkannte und Rückert (1895) 1 gegenüber hervorhob. Liegt nämlich die Richtungsspindel senkrecht zur Eioberfläche, so wird der Rk H zum Ei hinausgedrängt und meist auch ' völlig abgeschnürt. Liegt die Spindel schief, so gelangt der Rk wohl auch l aus dem Ei hinaus, aber die Spindel knickt vor der völligen Abschnürung I des Rk winklig um, so daß der Rk wieder ins Ei aufgenommen wii'd. Bei itangentialer Lage der Spindel bleibt der Rk H im Ei. Auch die weiteren Schicksale des Rk H sind von Häcker (1895c) genau beschrieben worden. Der in der Tiefe liegende Eianteil der zweiten Richtungsspindel wandelt •sich durch Umwandlung der Chromosomen in Teilbläschen und Ver- schmelzung derselben in den bläschenförmigen Kopiüationskern um. Der männliche Vorkern, der während der Eiablage ins Ei eingedrungen ist, hat sich in einen bläschenförmigen Kern umgewandelt. Ei- und Samen- 86 Hermann Matscheck kern wandern aufeinander zu und legen sich aneinander, wie das schon von Rückert(1895) und I1;vcker(1895c) beschrieben wurde. Etwal — IV4 Stun- den nach der Eiablage ist dieses Stadium der Kopulation der Geschlechts- kerne erreicht. Sodann differenziert sich aus jedem Kern die »reduzierte« Zahl von Chromosomen heraus, die in die erste Furchungsspindel ein- gehen, so daß dort die Xormalzahl von Clu omosomen vorhanden ist. Fig. 19 zeigt das Stadium der Kernkopulation bei Cyclops gracilis, wo sich in jedem Geschlechtskern di'ei Chromosomen, also die »reduzierte« Zahl, herausdifferenziert haben. Die Chromosomen sind sehr lang und lassen keine Querkerbe erkennen. Die des einen Gesclilechtskerns sind denen des andern in der Entwicklung vorausgeeilt. Geradeso wie bei Cyclops gracilis habe ich die Vorgänge der Reifungs- teilung bei den andern untersuchten Cyclopiden (Cyclops phaleratus und Cyclops affinis ausgenommen) gefunden. Unwesentliche Verschiedenheiten der Bilder sind durch die Zahl. Form und Größe der Chromosomen verur- sacht. Uber das Verhalten der Heterochromosomen s. S. 92. Somit ergibt sich für den Verlauf der Reifungsteilungen bei den Cy- clopiden : Die erste Reifungsteilung erfolgt nach einem primären, die zweite Reifungsteilung nach einem sekundären Längsspalt. Die Querkerbe hat eine durchaus passive Rolle. Das Schicksal der Chromosomen bei der ersten und zweiten Reifungsteilung entspricht also den Vorgängen bei typischen Mitosen vollständig, nur daß immer zwei Elemente (bivalente Elemente) gemeinsam die mitotischen Prozesse durchmachen (s. auch Boveri 1904). Beide Reifungsteilungen sind Längs- teilungen, wenigstens habe ich keine Anhaltspunkte für die Auffassung gewonnen, daß die primäre Längsspaltung als eine Parallelkonjugation (Parasyndese) zu betrachten ist. Wie lassen sich diese Ergebnisse mit früheren z. T. ganz anders lauten- den Angaben der Autoren über die Reifungsteilungen bei den Cyclopiden vereinigen? Rückert (1894a) ist zu dem Ergebnis gekommen, daß bei Cyclops strenuus die erste Reifungsteilung eine longitudinale Teilung, die zweite Reifungsteilung eine transversale Teilung sei. Wie mm aber aus einer Betrachtung der Figuren seiner ersten Arbeit deutlich hervorgeht, ist Rückert über das Stadium der biserialen Anordnung (Metaphase I) über- haupt nicht hinausgekommen. Dies ist nicht weiter verwmnderlich, denn er hat nur Ovidukteier untersucht, in denen ja die Stadien der Reifungs- teilungen nicht zu finden sind (vgl. S. 83). In der zweiten iVrbeit (1894b) über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 87 kommt Rückekt zum gleichen Ergebnis. Er bildet hier auch eine Meta- und Anaphase II von Cydops strenuus ab, gibt jedoch bezüglich der zweiten ReifungsteUung zu, daß möglicherweise eine zweite Längsspaltung über- sehen worden sein könnte. Dies ist nun in der Tat der Fall. Auch die zweite Reifungsteilung ist wie die erste eine longitudinale Teilung. Auch Lerat hat das RüCKERXsche Objekt, den Cydops strenuus, untersucht. Beide Reifungsteilungen erfolgen nach Lerat (1905) im Ovi- dukt. Den Beweis hierfür ist er jedoch schuldig geblieben. Auch er ist, wie auch Häcker (1907, S. 89 — 90) betont, über das Stadium der biserialen Anordnung nicht hinausgekommen, weil er nur 0\'idukteier auf Reifungs- stadien hin untersucht hat. Wenn nun auch Lerat seine Ausführungen über den Charakter der Reifungsteilungen nicht mit Abbildungen dieser Stadien belegen konnte, so hat er doch das Richtige getroffen : «Les chro- mosomes-fUles II sont les moities longitudinales des chromosonies-filles I» (Gregoire 1905). Der einzige Autor, welcher bei einem Cyclopiden, dem Cydops viridis {brevicornis Claus), eine genaue Schilderung der Vorgänge bei den Reifungsteilungen zu geben im Stande war, ist Häcker (1895c, 1902), denn er hat die Eier kurz nach der Ablage untersucht (vgl. S. 83). Bezüglich der tatsächlichen Befunde stimme ich mit Häcker überein, aber ich muß die Bilder auf Grund meiner Erfahrungen bei andern Cyclopiden in andrer Weise deuten. Die gegenteiligen Angaben von Häcker sind dar- auf zurückzuführen, daß der durch große und schöne Chromosomen aus- gezeichnete Cydops viridis einige Komplikationen aufweist (Auftreten von X- und H förmigen Chromosomen [Textfig. 24], Verhalten dieser Chromosomen in dem Rk I [S. 84 und Fig. 20 — 23]), die eine Deutung im Sinne Häckers möglich erscheinen ließen. SiDOROW (1905) hat sich in einer mir nicht zugänglich gewesenen Mitteilung, »die zweite Karyokinese von Cydops strenuus und die Rolle des zweiten Richtungskörpers wähi'end der Befruchtung und Fragmen- tierung«, dahin ausgesprochen, daß die Chi’omosomen in den Reifungs- teilungen einer doppelten Längsspaltung unterliegen. Dies stimmt mit meinen Ergebnissen (s. S. 86) überein. 2. Diaptomus und Heterocope Wie wir schon gesehen haben, steigt bei Diaptomus und Heterocope das »sekundäre Keimbläschen« mit der biserialen Anordnung meist schon kurz vor der Eiablage, also noch im 0\idukt, an die Eioberfläche empor. Wenn man die biseriale Anordnung von der Seite betrachtet, so erscheinen die Chromosomen als viergeteilte Ringe bzw. als Viererkugeln (Fig. 58a, 88 Hermann Jlatscheck Textfisr. 20. 89a, 91, 109, Textfig. 20). Von oben dagegen sieht man sein- deutlich, daß jeder Halbring eine Tetrade (Fig. 58b, 89b), also jeder Ring eine Ditetrade ist. Es sind also die Ringe bzw. Viererkugeln von Diaptomus und Hete- roeope den Doppelstäbchen von Cyclops homolog. Dies wird auch durch ihr Verhalten in den Reifungsteilungen bestätigt. Als Beispiel für den ^"erlauf der Reifungsteüungen sollen die Verhält- nisse bei Diaptomus castor dienen. AVie bei Cyclops, beginnt auch hier die Anaphase I damit, daß das sekundäre Keimbläschen sich ein wenig über die Eioberfläche vorwölbt und daß die Ditetraden (Ringe) sich längs des primären Längsspaltes in die Tetraden (Halbringe) zerlegen. Im einzelnen ver- läuft der Vorgang folgendermaßen. Die rundlichen Ringe der biserialen Anord- nung ziehen sich in der Richtung nach den Spindelpolen hin in die Länge, so daß ovale Ringe entstehen (Fig. 91). So- dann erfolgt die Trennung jedes Rings in zwei Halbringe, die in entgegengesetz- ten Richtungen nach den Polen hin aus- einandergezogen werden (Fig. 92 u. 93). Da es sehr wahrscheinlich ist (vgl. S. 76), daß jenes Paar korrespondierender Kerben, das in der Äcpiatorialebene liegt nnd nach welchem sich die Zerlegung der Ringe in die Halbringe der Anaphase vollzog, dem primären Längsspalt entspricht, so hätte man die erste Reifungsteiliing als Längsteilung zu betrachten. Dies stimmt mit unsern Erfahrungen bei Cyclops überein. Genau wie bei Cyclops, erfolgt auch die Bildung und Abschnürung des Rk 1. In Fig. 94 ist eine schon weit fortgeschrittene Anaphase I, Ane sie sich von oben darstellt, abgebildet. Man sieht oben den Rk I sich deut- lich gegen die im Ei verbleibende Chromosomenplatte abheben. Die Cliro- mosomen sind hier wie dort Tetraden. Sie sind sowohl in dem Rk I als auch im Eikern in der Zahl 17 vorhanden. AVenn der Rk I ganz abgeschnürt ist (Fig. 95), haben sich die Tetraden des Eikerns geradegestreckt, so daß sie nunmehr in voller Größe sichtbar werden. Später erfolgt diese Streckung auch in dem Rk 1. In beiden Fällen (vgl. Fig. 95 u. 96) ist dann die Zahl der Tetraden mit aller Sicherheit — je 17 — festzustellen. AATe bei Cyclops, beginnen auch hier die im Eikern verbliebenen ATerergruppen Biseriale Anordnung von Hetero- cope tccismanni. Ausgetretenes Ei. Uber Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 89 eine Drehung um ihre lange Achse um 90° zu vollführen. Sie stehen sich zuletzt so ein, daß der »sekundäre« Längsspalt aller in die Äquatorebene der zweiten Richtungsspindel zu liegen kommt (Fig. 96). Auch die zweite Reifungsteüung verläuft genau wie bei Cyclops. Der »sekundäre« Längs- spalt erweitert sich allmählich (Fig. 97), und die Spalthälften rücken aus- emander (Fig. 98). Nunmehr beginnt auch die tonnenförmige zweite Rich- tungsspindel sich zu verlängern und sclhanker zu werden (Fig. 99). Da- dirrch werden die Chromosomen dicht aneinandergedrängt. Wie bei Cyclops, kann nun der Rk II im Ei bleiben (Phg. 101) oder aus dem Ei herausgedi’ängt werden (Fig. 100), wobei häufig eine ^vinkhge Knickung der zweiten Richtungsspindel zu beobachten ist. Das weitere Schicksal des Eikerns und des Rk ist das nämliche, wie es schon bei Cyclops be- Textfig. 21. Textfig. 22. Anaphase I von H. wiismanni. Anaphase I von H. weismanni. Bildung des Rk. I. schi’ieben wiu’de, und ich verweise auf die Ausführungen S. 85. Der Rk I geht bei Diaptomus rasch seinem Untergang entgegen und ist in späteren ■ Stadien nur noch hie und da als kleines Cliromatinklümpchen zwischen den Furchungskugeln zu sehen. Heterocope bietet, was den Verlauf der Reifungsteilungen aiibelangt, i‘ den Verhältnissen bei Diaptomus gegenüber nichts Neues. Ich verweise 1 auf die Textfig. 20 — 22, aus denen die völlige Übereinstimmung mit Diap- ( toynus zur Genüge hervorgeht. Wie bei Cyclops, sind auch hoi Diaptomus und Heterocope beide 1 Reifungsteilungen (unter der Voraussetzung, daß der primäre Längs- 1 Spalt, wie es meine Bilder sehr wahrscheinlich machen, ein wh’klicher » Längsspalt ist) Längs teil ungen. Die Chromosomen wer den (äußer- I lieh betrachtet) in Teile gleicher Beschaffenheit halbiert. IsHiKAWA (1891) ist bei seiner Untersuchung über die Reifungsteüungen ) bei einer japanischen Diaptomus-Spezies zu ganz andern Resiütaten ge- 1 kommen. Er schreibt beiden Reifungsteilungen den Charakter von echten 90 Hermann Jlatscheck Keduktionsteilungen zu. Schon Rückert (1894a, 1894b) hat darauf hin- gewiesen, daß die Darstellung Ishika\vas offenbare Irrtümer aufweist. Ich schließe mich dieser Kritik auf Grund meiner Befunde bei Diaptomus an. Rückert (1894a) hat nun gefunden, daß bei Diaptomus und Hetero- cope die erste Reifungsteilung eine Äquationsteilung (Längsteilung), die zweite Reifungsteilung eine Reduktionsteilung (Querteilung) sei. Dem- gegenüber ist zu bemerken, daß wie bei Cyclops, so auch bei Diaptomus und Heterocope sich die Stadien der Polocytenbildung nur in abgelegten Eiern finden. Rückert hat aber ausschließlich O^idukteier untersucht und hat bei Heterocope nicht einmal die biseriale Anordnung gesehen. Er hat deshalb, wie bei Cyclops, so auch bei Diaptomus und Heterocope den »sekundären« Längsspalt nicht gefunden und ist so zu dem Resultat ge- langt, daß nach Analogie mit andern Objekten die zweite Teilung eine Reduktionsteilnng sei, weil sie nach der Querkerbe erfolge. Aus meinen Untersuchungen geht aber hervor, daß auch die zweite Reifungsteilung eine longitudinale Teilung ist. 3. Canthocamptus und Cyclops phaleratus. Ganz im Gegensatz zu Cyclops, Diaptomus und Heterocope findet man bei Canthocamptus und Cyclops phaleratus das sekundäre Keimbläschen mit der biserialen Anordnung auch bei ausgetretenen Eiern nie an der Oberfläche, sondern in der Tiefe des Eis, und hier spielen sich auch alle Vorgänge bis zur Anaphase II ab. a) Canthocamptus. Wie wir schon gesehen haben, sind auch bei Canthocamptus die Chro- mosomen der biserialen Anordnung längsgespaltene, andeutungswsise quer- gekerbte Stäbchen, die sich paarweise in zwei Reihen gegenüberstehen (Doppelstäbchen, Ditetraden) (Fig. 47). Von der Seite sieht jede Tetraden- gruppe wie eine gerade dunkle Linie aus (Fig. 47b). Der Beginn der Ana- phase I ist dadurch gekennzeichnet, daß diese beiden Linien auseinander- rücken und das sekundäre Keimbläschen sich vergrößert und nach den Polen zu in die Länge zieht. Gleichzeitig tritt auch die charakteristische Längsstreifung des Bläschens auf, die für die erste Richtungsspindel bei den Copepoden so charakteristisch ist. Wenn die Anaphase I ihren Höhepunkt erreicht hat (Fig. 48), tritt in der mittleren Partie der ersten Richtungs- spindel eine Art Scheidewandbildung hervor, und dort ist die Spindel sand- ulirförmig eingeschnürt. Die eine Hälfte der Spindel stellt den Rk I, die andre Hälfte den Eikern vor. Beide gleichen sich so voUkommen, daß über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 91 eine Entscheidung darüber, welche Hälfte nun gerade der Rk oder welche der Anteil des Eikerns ist, nicht gefällt werden kann. Bei einer Ansicht dieser zweiteiligen Figur von oben (Fig. 48a) sieht man, daß in jeder Platte zwölf Tetraden liegen. Im Vergleich zu denen der biserialen Anordnung sind sie kürzer und stärker gefärbt. Auch die Querkerbe ist deutlicher geworden. Der Übergang zur Metaphase II ist in Fig. 49 dargestellt. Sowohl in dem Ek I als auch im Eikern beginnen die Tetraden sich um ihre lange Achse um 90° zu drehen. Fig. 50 zeigt diesen Vorgang vollendet. Man sieht, daß sich die Tetraden in beiden Hälften des sanduhrförmig einge- schiiürten Bläschens — der nunmehrigen doppelten zweiten Richtungs- spindel oder doppelten Metaphase II — so eingestellt haben, daß der »se- kundäre« Längsspalt aller in der Äc|uatorebeue ihrer zugehörigen zweiten Richtungsspindel liegt (Fig. 50b). Von oben (Fig. 50a) sieht man deshalb sowohl in dem Rk I als auch im Eikern die Tetraden als quergekerbte Stäb- chen, je zwölf an der Zahl. Xunmehr macht der Rk I gleichzeitig mit dem Eikern die zweite Reifungsteilung dmxh. In der schon bei Cyclops und Diaptomus geschilderten Weise trennen sich in der Anaphase II die durch den sekundären Längsspalt gebildeten Spalthälften der Tetraden vonein- ander (Fig. 51) und weichen nach den Polen zu auseinander (Fig. 52), so daß die bekannten vierteilig-symmetrischen Kernteilungsfiguren entstehen, die Häcker (1895b) schon bei Canthocamptus beschrieben hat und die auch bei Insekten (Ameisen, Blattwespen usw.) verkommen. Betrachtet man eine solche ^ierteilige Figur von schräg oben (Fig. 52a), so sieht man in jeder der vier Platten je zwölf Chromosomen. Jede Platte ist gegen die andre durch eine Scheidewand abgegrenzt und liegt also für sich in einem flachen Bläschen (Fig. 52 b). Meist sind zwei Bläschen kleiner als die beiden andern und so deutlicher von ihnen abgesetzt. Erstere (Fig. 52b, bei P1P2) stellen die Teilungsprodukte des Rk I dar, letztere dagegen den Rk II (Fig. 52b, bei P2) und den Eikern (Fig. 52b, bei e). Während dieses Stadiums steigt die \’ierteilige Figm' zur Oberfläche des Eis empor, und hier werden die drei Richtungskörper zu einem kompakten Körper vereinigt, wie es ! schon Häcker (1895) beschrieben hat (Fig. 53). Dieser Körper scheint sich j während der Furchung geradeso zu verhalten wie der Rk II bei Cyclops und Diaptomus. b) Cyclops pJialeratus. Die Reifungsteilungen verlaufen bei Cyclops phaleratus im Prinzip geradeso wie bei Canthocamptus, sind aber in mancher Hinsicht diesem 1 gegenüber ausgezeichnet. So gleichen die Ditetraden der biserialen An- 1 Ordnung den Ditetraden der meisten andern Cyclopiden und nicht denen 92 Hermann Matscheck von Canthocamptus (vgl. Fig. 41 mit Fig. 47.) Es ist ein Heterochromosom (vgl. S. 57) vorhanden, das sich in den Reifungsteilungen anders verhält als die Ditetraden. Die Zahlenverhältnisse sind noch günstiger als bei Cantho- camptus, es sind neben dem Heterochromosom nur sechs Ditetraden zu finden (Fig. 41). Schon in der biserialen Anordnung stellt sich das Heterochromosom (h), das weder Längsspalt noch Querkerbe zeigt, so ein, daß es genau in einer Tetradenplatte liegt. Es scheint vom Zufall abhängig zu sein, in welche Platte es gelangt. Bei der Anaphase I wandert das Heterocliro- mosoni mit der zugehörigen Tetradenplatte ungeteilt nach dem einen Pol, die andre Platte nach dem andern Pol (Fig. 42). Es ist also entweder im Richtungskörperanteil oder im Eikernanteil der zweiteiligen symmetrischen Figur (Anaphase I — Metaphase II) neben den sechs Tetraden noch das Heterochromosom (/?) zu finden. Wie bei Canthocamptus, drehen sich nun in dem Rk I und im Eikern gleichzeitig die Tetraden um ihre lange Achse um 90° und stellen sich so in die Äquatorialplatte der zweiten Richtungs- spindel (Metaphase II) ein, daß der sekundäre Längsspalt der Tetraden in der zugehörigen x^quatorebene liegt (Fig. 43). Gleichzeitig vird an dem Heterochroniosom j(/i) ein Spalt sichtbar, der wohl ein Längsspalt ist. Nun- mehr macht der Rk I gleichzeitig mit dem Eikern die zweite Reifungsteilung durch, so daß auch hier jene vierteilig-symmetrischen Kernteilungsfiguren entstehen, die wir bei Canthocamptus schon kennen lernten. Die Fig. 44 bis 45 zeigen dies deutlich. Das Heterochroniosom, das sich in der Meta- phase II (vgl. oben) durch das xAuftreten eines Spaltes auf die zweite Rei- fungsteilung vorbereitete, hat sich in dieser auch tatsächlich geteilt, so daß immer zwei von den vier Chromosonienplatten der vierteilig-symmetri- schen Kernteilungsfigiu’ neben den bekannten qnergckerbten Stäbchen noch eine Spalthälfte des Heterochromosoms (/;) enthalten (Fig. 45a). Wie nun auch schon aus dem Verhalten des Heterochromosoms bei der ersten Reifimgsteilung hervorgeht, sind zwei Fähe möglich. Es haben Eikern und Rk II die Spalthälften des Heterochromosoms erhalten oder das Heterochromosom hat sich auf die zwei x\bkömmlinge des Rk I ver- teilt. Beide Fälle habe ich bei Cijclops phaleratus gefunden. Wie bei Can- thocamptus, werden auch hier die drei Richtungskörper zu einem einzigen Richtungskörper vereinigt (Fig. 46). Zusammenfassung über die Reifungsteilungen bei den Copepoden. Beide Reifungsteilungen erfolgen bei sämtlichen unter- suchten Copepoden im ausgetretenen Ei. hriale [ dnung Diaptomus nnd Heterocope Textfig. 23. Cyclops Canthocamptus und Cyclups phalerattts 94 Hermann Jlatscheck Sowohl die erste als auch die zw^eite Reifungsteilung sind Längsteilungen, wie bei typischen Mitosen, nur daß immer zwei Elemente(bivalenteElemente)gemeinsam die mitotischen Vorgänge mit machen. In der ersten Reifungsteilung werden bei Cyclops und Canthocamptus die Einzelstäbchen der Doppelstäbchen voneinander getrennt, bei Diap- tomus und Heterocope die ’s’ierteiligen Ringe bzw. Viererkugeln halbiert. ln der zweiten Reifungsteilung erfolgt das Auseinanderweichen und die Verteilung der durch die sekundäre Längsteilung gebildeten Spalt- hälften. Das beiliegende Schema (Textfig. 23) über die Reifungsteilungen von Diaptomus und Heterocope, Cyclops und Canthocamptus sowie Cyclops phaleratus soll zeigen: 1. daß den verschiedenen Chromosomenformen der Copepoden der nämliche Bauplan zugrunde liegt, 2. daß der Modus der Reifungsteilungen prinzipiell der gleiche ist. Allgemeiner Teil. Es möge mir nun gestattet sein, den Blick von dem eigenen engeren Arbeitsgebiet aus auch auf fremde Arbeitsgebiete zu richten und zugleich zu einigen Fragen allgemeiner Natur Stellung zu nehmen. 1. Die Synapsis. Einen breiten Raum in der Diskussion kerngeschichtlicher Phäno- mene nimmt zurzeit die Synapsis ein. Wir haben bei der Besprechung der morphologischen Verhältnisse im speziellen Teil (S. 62 — 64) gesehen, daß insbesondere die einleitenden Phasen der Synapsis den einleitenden Phasen typischer Mitosen, wie man sie bei Gewebs- und Furchungskernen bei den Copepoden findet, durch- aus ähnlich sind. Doch auch die andern Stadien bieten eigentlich keine Abweichung von dem Schema, das Flemmixg (1879) für- die Kernteilung aufgestellt hat, dar. Es kommt nämlich zuerst zur Bildung eines dünn- fadigen und dann zur Ausbildung eines dickfadigen Knäuels. Letzterer ist in Segmente zerlegt. Auffallend ist dagegen die einseitige Lagerung des Chromatinknäuels, und in diesem Punkt allein ist die Abweichung von typischen Verhältnissen wesentlich. Soweit die rein morphologischen Befunde. über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 95 Wie sind sie zu deuten? Soviel ich sehe, sind zurzeit hauptsächlich fünf Hauptansichten über die Bedeutung der Synapsis zur Erörterung gestellt. 1. Nach einer ersten Anschauung findet in der Synapsis eine Kon- jugation der Chromosomen statt. Von Winiwarter hat als erster (1900) diese Ansicht geäußert, und zwar in dem Sinne, daß die mutmaßliche Konjugation »längsweise « erfolge (accolement, juxtaposition, Parasyndese nach Häcker [1907]). Ihm schlossen sich zahlreiche Autoren an. 2. Montgomery u. a. glauben ebenfalls an eine Konjugation je zweier Chromosomen während der Synapsis, nehmen aber eine »endweise «Konju- gation der Chromosomen an (conjugation end to end, Metasyndese nach Häcker [1907]; Faltungstheorie). 3. Nach einer weiteren Ansicht, die von Goldschmidt (1908a) ge- äußert wurde, wäre die Synapsis als ein Stadium aufzufassen, in dem die Ausarbeitung der Vererbungssubstanzen geschieht durch Trennung des Idiochromatins vom Trophochromatin. 4. Ein ^’ierter Weg wurde von R. Hertwig (1906, 1907 u. 1908) ein- geschlagen und von Popoff (1907a, b; 1908) und Wassilieff (1907) weiter verfolgt. Diese Autoren sehen in der Synapsis eine unterdrückte Teilung und bringen sie mit der Lehre von der Kernplasmarelation in Verbindung. Nicht unerwähnt soll hier bleiben, daß Woltereck den Gedanken, daß die Synapsis eine unterdrückte Teilung ist, schon 1898 ausgesprochen hat. Auch Giardina (1902) möchte die »Sinapsi differenziale« für eine unterdrückte Kernteilung ansehen. Auch Häcker (1895) und Paulke (1900) haben die Synapsis mit Kemteilungsvorgängen in Verbindung gebracht. 5. Eine letzte Ansicht wird von den Forschern verfochten, welche bei ihren Objekten keine synaptischen Stadien, d. h. keine Stadien mit ein- 1 seitig zusammengezogenem Kerngerüst oder einseitig gelagertem Knäuel gefunden haben. Sie halten die Synapsis mehr’ oder weniger für ein Kunst- produkt (s. die Zusammenstellung von Häcker [1907], sowie neuere An- ' gaben von Meves [1907], Duesberg[1907] u. a.) und schreiben deshalb der Synapsis keine besondere Bedeutung zu. Die Gründe, welche gegen die an erster Stelle aufgeführte Theorie der 1 Chi’omosomenpaarung in der Synapsis sprechen, sind schon so oft hervor- geboben worden (Fick [1905, 1908a, 1908b], Häcker [1907], Goldschmidt [1908b], Meves [1907]), daß dieser Hinweis genügen würde. Da aber Lerat (1905) für Cyclops strenuus die parallele Konjugation der Chromosomen in der Synapsis angenommen hat, möchte ich doch in Kürze meine Ein- wände, die ich dagegen zu machen habe, Vorbringen. 96 Hermann Matscheck Die Kerne, welche Lerat zur Bestätigung seiner Ansicht abbildet, lassen lediglich erkennen, daß eine Längsspaltung der Chromatinfäden im Stadium der Noyaux synapienes vorliegt. Seine Behauptung, daß die »filamentsminces« unvermittelt in die »fila- ments epaisses« übergehen und daß also die dicken Fäden nur durch Kon- jugation zweier dünner entstanden sein können, trifft nicht zu. Es ist vielmehr auch bei Cydops strennus ein allmählicher Übergang des dünn- fadigen in den dickfadigen Knäuel und ein allmähliches Auftreten des Längsspalts zu konstatieren. Auch die allerdings nirr vereinzelten Be- funde über »reduzierte« Chromosomenzahl in Oogonienteilungen (s. S. 00) sind unvereinbar mit der von Lerat angenommenen Theorie der synap- tischen parallelen Konjugation in der Synapsis. Alles in allem ist nach meinen Befunden die im dickfadigen Stadium auftretende longi- tudinale Teilung des Fadens eine wirkliche Längsteilung, wie das schon Häcker (1892) für Canthocamptus staphylinus gezeigt hat. Daraus würde ferner hervorgehen, daß ich auch für die von Hontgomery u. a. vertretene »Faltungstheorie« bei den Copepodvn keine Stütze finden * ■ konnte. ’ ^ Der dritten Anschauung über die Bedeutung der Synapsis kann ich pl nicht beitreten, denn keine meiner Beobachtungen weist darauf hin, daß k eine von Goldschmidt vermutete Trennung des Idiochromatins vom I Trophochromatin hier zustande kommt. Auch scheinen mü‘ die Fälle, wo ! keine Synapsis beobachtet wurde oder wo synaptische Zustände außer- ^ halb der Keimbahn sich finden (Marcus 1908 z. B.) der Theorie erhebliche i Schwierigkeiten zu bereiten. Auch der vierten Anschauung über das Wesen der Synapsis scheinen mir, wenigstens in der Form, wie sie geäußert wurde, noch einige Bedenken gegenüberzustehen. Es ist ja gewiß, daß auf den ersten Blick auch bei den Copepoden die Zusammendrängung des Chromatins den Gedanken f an eine unterdrückte Kernteilung plausibel erscheinen läßt. Andrerseits J aber muß ich immer wieder betonen, daß das Chromatin eben im wesent- f liehen die Veränderungen durchmacht, welche auch bei gewöhnlichen Mi- tosen vom »ruhenden« Kern zur Ausbildung eines segmentierten Knäuels führen. Deshalb nähere ich mich auch der Auffassung, die an letzter Stelle aufgeführt wurde, wonach der Syna})sis keine besondere Bedeutung zu- i geschrieben werden kann. ' Von verschiedener Seite wurde auch schon versucht, über die beson- deren Bedingungen, welche die Synapsis hervorrufen, ins klare zu kommen. So nimmt Schönfeld an (1900), daß die Anziehung der Centrosomen Uber Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 97 am Zustandekommen der Synapsis beteiligt sei. Ich konnte aber ebenso- wenig wie Lerat (1905) in diesem Stadium Centrosomen finden, so daß eine Wirkung der Centrosonien im Sinne Schönfelds nicht wahrscheinlich ist. PoPOFF (1907, 1908) konnte bei Paludina vivipara während der Sy- napsis eine starke Volunizunahme der Kerne feststellen. Er nimmt an, daß diese Zunahme durch Wasseraufnahme erfolgt. Dabei auftretende osmotische Strömungen würden dann die einseitige Zusammenballung der chromatischen Substanz bedingen. Da bei den Copepodon das Kern- wachstum während der Synapsis kaum nennenswert ist, so würde es hier an der Voraussetzung zu der oben erwähnten Hypothese fehlen. Immerhin möchte ich, da ich auf diesen Punkt nicht von Anfang an mein Augenmerk richtete, kein abschließendes Urteil fällen. Häcker (1907) kommt zu Anschauungen, die sich wenigstens z. T. mit denen Popoffs berühren. Er sagt S. 82 : »Danach würden es besondere diosmotische Eigentümlichkeiten der Kernmembran oder auch vorüber- gehende Zustände der Kernsubstanzen selber sein, welche bei Einwhkungen von Reagentien oder auch bei unnatürlichen Veränderungen des Gewebs- turgors eine plasmolytische Kontraktion des Kerninhalts bedingen«. Diese Fassung des Problems stimmt noch am ehesten mit den Erfahrungen über- ein, die ich bei den Copepoden machte. Da eine Beobachtung am lebenden Gewebe nicht anging, wurde die Einwirkung der verschiedenen Konser- vierungsmittel bei stärkerer und schwächerer Konzentration, schneller und langsamer Einwh'kung untersucht. Es hat sich durchweg gezeigt, daß bei mangelhafter Konser\äerung (bei zu starker oder zu schwacher Konzentra- tion, bei zu starker Erwärmung des Fixierungsgemisches, bei Alkoholkon- servierung) die synaptischen Stadien sehr zahlreich sind. Bei vorsichtiger Konservierung gelang es, diese Stadien auf eine schmale Zone zu reduzieren. Ganz zum Schwinden konnte die Synapsis nie gebracht werden. II. Die Reduktionsfrage. Eine andre Erscheinung, w'elche die Diskussion beherrscht, ist die Z ah 1 e n r e d u k t i 0 n d e r C h r 0 m 0 s 0 m e n. Theoretisch könnte eine solche erfolgen auf dem Wege einer Früh- oder einer Spätreduktion (Fick 1907). 1 Im ersten Fall sind die Chromosomen, schon ehe sie sich in die erste Richtungsspindel einstellen, in reduzierter Zahl vorhanden, im zwei- ten Fall sind die Chromosomen noch in der ersten Richtungsspindel in der Kormalzahl vorhanden, und die Zahlenreduktion erfolgt während der Rei- fungsteilungen. (CARNOYscher Reifungstypus nach Fick; eigentliche Reduktionsteilung nach Weismann [1887]). Archiv f. Zellforschung. V 7 98 Hennann Matscheck Zwei Beobachtungsreihen scheinen mir bei den Copepoden für eine Frühreduktion zu sprechen: 1. die Bilder, welche darauf hinweisen, daß der 1. Längsspalt ein wirklicher Längsspalt ist; 2. die allerdings nur iso- lierten Befunde, wonach schon in den oogonialen Teilungen die halbe Chro- mosomenzahl'auftritt (S. 59 u. 61). Bei der Frühreduktion kann, wiederum theoretisch betrachtet, die numerische Reduktion der Chromosomenzahl erfolgen 1. durch Absorption oder Atrophie der Hälfte der Chromosomen (Boveri, 1892). 2. durch BUdung bivalenter Elemente oder Doppelchromosomen. Dies kann geschehen: a) durch paarweises Aneinanderlegen der Chromosomen der Länge nach (accolement, juxtapposition, Parasyndese nach Häcker 1907, S. 74); b) durch paarweises Aneinanderlegen der Chromosomen hinter- einander (conjugation end-to-end, Metasyndese nach Häcker 1907, S. 74); c) durch Ausbleiben eines letzten Querteilungsschrittes (Schein- reduktion Häcker; Pseudoreduktion Rückert); d) durch vollkommene Verschmelzung je zweier Chromosomen in den Prophasen der ersten Teilung oder noch früher (vgl. Boveri 1904, S. 78). Daß die Reduktion durch Absorption von Chromosomen erfolgt wäre, ist wenig wahrscheinlich. Seitdem Boveri (1892) diesen Gedanken geäußert hat, ist von keiner Seite her ü'gend etwas bekannt geworden, was als Stütze dafür angesehen werden könnte, und speziell bei den Copepoden liegen keine einschlägigen Beobachtungen vor. Daß ferner eine Konjugation der Chromosomen in der Synapsis — sei es »längsweise« oder »endweise« — wenig walu’scheinlich ist, habe ich schon S. 95 hervorgehoben. Die Querkerbe, welche man bei den Cope- poden mit so großer Regelmäßigkeit an den Chromosomen der späten Dia- kinese und Reifungsteilungen findet, kann ja zunächst noch ebensogut als ^ Zeichen für eine Konjugation der Chromosomen »end-to-end« wie für die »Pseudoreduktion« (Rückert, Häcker) in Anspruch genommen werden. Es scheint mir aber der Vorgang, daß der Chromatinknäuel statt in die »normale« Zahl von Chromosomen sich nur in die »halbe« Zahl segmen- i tiert, mit unsren Gesamtanschauungen über die Chromosomenbildung viel eher vereinbar zu sein als ein aktives sich Suchen und Auffinden von Chro- 1 mosomen, wie es die Konjugationshypothese in der andern Fassung ver- j langt. Daß einzelne Chromosomen in engerem Verband bleiben können, j über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 99 wurde ja auch schon in Gewebs- und Furchungszellen beobachtet (vgl. HivcKER, 1907, S. 111). Da nun das regelmäßige Auftreten der Querkerbe in den Prophasen I auch gegen eine vollkommene Verschmelzung je zweier Chromosomen (vgl. oben 2d) spricht, so kommt man schließlich zu folgender Auffassung: Die wirkliche numerische Reduktion der Chromosomen erfolgt, wie ich mit Rückert, Häcker und vom Rath annehmen möchte, bei den Copepoden durch unvollkommene Segmen- tierung des Chromatinfadens, indem der letzte Querteilungs- prozeß unterbleibt oder nicht ganz durchgeführt wird und so zweiwertige oder bivalente Segmente entstehen. (Pseudoreduk- tion Rückert, Scheinreduktion Häcker). Wann erfolgt nun bei den Copepoden die Bildung der bivalenten Ele- mente und damit die numerische Reduktion? Eine präzise Antwort auf diese Frage kann ich nicht geben, denn auch die Befunde über »reduzierte« Chromosomenzahl in oogonialen Phasen (s. S. 59 u. S. 61) stellen uns lediglich vor die vollzogene Tatsache der Zahlenreduktion, und außerdem sind sie noch zu sparsam, als daß sie uns eine genügende Handhabe geben könnten. Auch der Frage, warum bivalente Elemente gebildet werden, ist man schon näher getreten. Rückert (1894b) und Boveri (1904) sind der An- sicht, daß die Erscheinung mit dem Mechanismus der Reduktionsteilung in Verbindung steht. Diese Auffassung kann natürlich nur dann Gültig- keit haben, wenn wirklich Reduktionsteilungen nachgewiesen werden können, und da nach meiner Ansicht bei den Copepoden Reduktionsteilungen im ursprünglichen WEiSMANNSchen Sinne nicht existieren, so liegt es viel- I leicht nahe, dieser mehr finalen Erklärung eine rein kausale zur Seite zu stellen. In einer »Theorie der S)mdesis« hat Häcker (1907, S. 113 u. ff.) I versucht, die Bildung bivalenter Elemente (»regelmäßige Syndesis«) als I einen Spezial fall weit verbreiteter Chromosomenverkettungen (»kon- tinuierliche Spireme«, »unregelmäßige Chromosomen Verkettungen«) dar- zustellen, und so wird man vielleicht berechtigt sein, diejenige Bildung i bivalenter Elemente, welche zu Beginn oder noch vor der Reifungsperiode zur endgültigen numerischen Reduktion führt, ihrem Ursprung nach eben- j falls auf eine solche Chromosomenverkettung zurückzuführen. ! III. Das Keimbläschen. Eine charakteristische Erscheinung der Wachstumsphase ist das Keimbläschenstadium im strengen Sinne des Wortes, nämlich die- 100 Hermann Matscheck jenige Phase der 'Wachstumsperiode, in welcher die Färbbarkeit der Chro- niatineleniente in charakteristischer Weise verringert wird. 1. Wie schon im speziellen Teil gezeigt werden konnte, ist das Aus- sehen dieses Stadiums ein sehr verschiedenes. Bei einigen Objekten {Heterocope saliens, Cyclops gradlis u. a.) konnten die Chromosomen wäh- rend des Keimbläschenstadiums noch zur Xot als längsgespaltene Faden- segmente erkannt werden. Bei andern {Cyclops phaleratus z. B.) sind die Chromosomen während dieser Phase nur noch verwaschene Flecken (Fig. 35) oder aber, wie bei Diaptomus salimis, lange Stränge, welche in vielen Win- dungen scheinl)ar regellos den Kern diu'chziehen (Fig. 59 — 61) oder, wie bei Cyclops viridis, in allerfcinste h'äden ausgesponnen sind (Fig. 27 — 28). Es kommt auch vor, daß scheinl)ar alle färbbare Substanz in einem Nuclcolus vereinigt ist und von Chromosomen nur noch undeutliche Spuren vorhanden sind {Diaptomus castor, Diaptomus coeruleus z. B.) (Fig. 83). 2. Fassen wir nun, nachdem wir die morphologische Ausbildung des Keimbläschenstadiunis kennen gelernt haben, die Stellung ins Auge, welche es in dem Zyklus, den das Chromatin von Kernteilung zu Kern- teilung durchläuft, einnimmt. Es fäUt sogleich auf, daß dieses Stadium nicht wie ein gewöhnliches Kernruhestadium genau in der Mitte zwischen zwei vollständige Teilungsfolgen eingeschaltet ist, sondern zwischen Sta- dien, die infolge ihres ganzen Aussehens — in der frühen Diakinese Doppclfadensegmcnte, Doppelstäbchen, in der späten Diakinese Dop- pelstäbchen, Hinge usw. • — als Prophasen (Reifungsprophasen) ge- deutet werden müssen. Ferner entwickeln sich die Chromosomen der späten Diakinese aus dem Keimbläschenruhestadium nicht in der Weise, wie es nach dem Ruhestadium zu geschehen pflegt (Flemmixg 1879), aus einem engen feinfadigen und darauffolgenden lockeren grobfadigen Knäuel, sondern differenzieren sich ohne Vermittlung direkt aus dem Kerngerüst heraus. Drittens tritt an einigen günstigen Objekten {Cyclops phaleratus, Diaptomus castor), bei welchen auffallende Chromosomen (Heterochromo- somen) sowohl in der frühen als auch in der späten Diakinese auf treten, besonders deutlich hervor, daß diese Heterochromosomen in derselben Form, welche sie in der frühen Diakinese hatten, trotz des dazwischen- liegenden Keimbläschenruhestadiums auch in der späten Diakinese wieder auftreten. Die Ähnlichkeit geht so weit, daß die Bilder der späten Dia- kinese wie vergrößerte Abbilder der frühen Diakinese aussehen. (Vgl. S. 71.) Endlich konnte für einige Fälle {Heterocope saliens, Cyclops gradlis) gezeigt werden, daß es zu einem völligen Verschwinden der Chromosomen und zur Bildung eines Keimbläschenstadiums überhaupt nicht kommt, daß vielmehr die Doj)pelfadensegmente der frühen Diakinese kontinuierlich über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 101 in die Doppelstäbclien bzw. Ringe der späten Diakinese übergehen (s. auch Häcker 1892, 1895b, Lerat 1905). Alle diese Umstände lassen es, wie ich glauben möchte, untunlich erscheinen, daß man das Keimbläschen- stadium des Oocytenkerns als ein Kernruhestadium im gewöhnlichen Sinn auffaßt. Es scheint mir vielmelir aus allem hervorzugehen, daß man den ganzen Zeitraum von der Synapsis an (diese, soweit sich schon Segmente erkennen lassen, mit eingeschlossen) bis zur biserialen An- ordnung als Stadium des segmentierten Knäuels betrachten kann, wenn eine solche Parallele mit einer gewöhnlichen Kernteilung überhaupt er- laubt ist. Das Keimbläschenstadium wäre dann erst »sekundär« da- zwischen eingeschoben, wie Häcker (1893, S. 467) betont hat. 3. Gibt es eine Erklärung für die sekundäre Einschiebung des Keim- bläschenstadiums ? Einzelne Autoren sind geneigt, die feine Verteilung des Chromatins im Keimbläschenstadium mit der sehr starken vegetativen Tätigkeit des Kerns in dieser Periode (Wachstum, Dotterbüdung) in Verbindung zu bringen (Born [1892], Rückert [1892]). Demgegenüber sagt Häcker(1893, S. 486): »Der Beginn des Zellwachstums und der Dotterabscheidung ist an örtliche Verhältnisse gebunden und hat nicht einen bestimmten, zwischen Dispirem und feinfadigem Knäuel gelegenen Verteüungszustand des Chro- matins und ebensowenig eine bestimmte Anordnung und Anzahl von Nu- cleolen zur Voraussetzung.« Auch Lubosch (1902, 1903) kommt nach eingehender Prüfung aller in Betracht kommender Angaben zu dem Schluß, daß das »Keimbläschenstadium« nicht Ursache, sondern Folge der Dotterbildung ist. Diese führt nämlich die neuen Bedingungen herbei, denen der Kern seine morphologischen Verhältnisse anpaßt. Meine eigenen Untersuchungen haben gezeigt, daß ein direkter Zu- sammenhang zwischen dem besonderen Verhalten der färbbaren Substanz im Keimbläschenstadium und der Dotterbildung kaum angenommen wer- den kann. Es kann die färbbare Substanz während der Dotterbildung fein verteilt sein {Cyclops fuscus, albidus usw.) oder ist in Chromosomen {Cyclops gracilis z. B.) oder Kucleolen {Diaptomus castor, Diaptomus coe- ruleus) konzentriert. Auch Eier, welche keinen Dotter bilden, können ein Keimbläschenstadium zeigen (Goldschmidt 1908), woraus wohl am besten die relative Unabhängigkeit beider Phänomene hervorgeht. Häcker hat ferner (1893) im Anschluß an seine Beobachtungen über das Keimbläschen die Ansicht ausgesprochen, daß dieses Stadium sekundär da eingeschoben wurde, wo der Übergang von der kontinuierlichen zur periodischen Eiablage stattfand, wo also eine Stauung der Geschlechts- produkte zustande kam. Meine Beobachtungen an den Copepoden stim- 102 Hermann Matscheck men damit wohl überein. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei den Ob- jekten, wo eine Persistenz der Doppelfadensegmente auch während des Keimbläschenstadiiims verfolgt werden konnte (Cyclops graciUs, Hetero- copesaliens, Canthocamptus staphyliniis, Häcker [1895]), mit jeder Eiablage verhältnismäßig wenig Eier zur Ablage kommen, bei Cyclops gracüis 4 — 15, bei Heterocope saliens 10 — 26 bzw. 10 — 12 (s. S. 50), bei Canthocamptus staphylinus bis zu 20 Stück. Dafür erfolgen die Eiablagen auch ziemlich schnell nacheinander. So fand Häcker (1899, S. 95) bei Canthocamptus staphylinus, daß nach dem Absetzen einer Brut 4 — 5 Tage bis zum Absatz einer zweiten Brut vergingen. Bei andern Copepoden dagegen, bei denen im Keiinbläschenstadium die Chromosomen völlig schwinden oder nur noch in Spuren vorhanden sind (besonders Diaptomus castor, Diaptomus coerulms, Cyclops insignis, Cyclops fuscus, Cyclops alhidus), werden mit jeder Ablage Adele Eier ab- gelegt. So zählte ich bei Diaptomus castor etwa 50. bei Cyclops insignis 40 — 60, bei Cyclops fuscus 30 — 50 und bei Cyclops alhidus etwa cbensoAdel. Zwischen den einzelnen Ablagen sind, wie ich wenigstens bei einigen dieser Formen mit Bestimmtheit beobachtete, lange, z. T. monatelange Pausen eingeschaltet, während deren das Material zur nächsten Ablage sich all- mählich in den Ovidukten sammelt. Es ist nun sicher, daß im ersten Fall, wo die Periodizität der Eiablage noch nicht so ausgeprägt ist, die Eier der aufeinanderfolgenden Ablagen wenig gestaut werden, da ein Eisatz dem andern schnell Platz macht. Dagegen ist im zweiten Fäh, wo für jede Ablage eine große Menge von Eiermaterial vorbereitet werden muß, eine Anstauung des Materials unvermeidlich. Die Folge ist die scheinbare Kückbildung der frühdiakinetischen Chromosomen; ich möchte sagen, der Kern sucht zu einer stabileren Stufe der Cliromatinverteilung, welche an die Anordnung der Kernsubstanzen im typischen »Ruhestadium« erinnert, zurückzukehren. Die Erscheinung, daß ausgebildete Chromosomen, wenn sie aus irgend einer Ursache allzulange im teilungsbereiten Stadium ver- weilen müssen, sich ihres Cliromatins entledigen und dabei melir oder weniger unsichtbar werden, findet man auch sonst. Besonders beweisend scheint mir ein Fall zu sein, den ich selbst beobachtete. Es gelingt bei Copepoden — Q Q , die ihre Eier ablegen wollen, den ganzen Eisatz oder wenigstens den größten Teil desselben in den Ovidukten in unbefruchtetem Zustand zurückzuhalten, wenn man die Q Q bei der Ablage durch Herum- hetzen beunruhigt 1). (Schiller [1909] hat dasselbe durch Behandlung der 1) Ich habe diesen Versuch gemacht, um zu sehen, ob in einem solchen Fall nicht doch auch die Reifungsteüungen im Ovidukt einsetzen könnten (vgl. S. 83). über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 103 Q 9 Äther erzielt). Dadurch wii'd der Prozeß der Eireifung unter- brochen und die Clu'omosomen behalten die biseriale Anordnung bei. Man kann nun zunächst bemerken, daß die Ditetraden der biserialen Anordnung sich noch mehr individualisieren, indem Querkerbe, primärer und sekundärer Längsspalt noch deutlicher werden (Textfig. 24). Sodann treten aber in den Ditetraden kleine Bläschen auf (Textfig. 25), welche das dichte Gefüge derselben lockern und ihre deutlichen Umrisse verschwdmmen machen. Diese kleinen und kleinsten Bläschen scheinen größere Bläschen zu bilden, so daß man am Schluß dieses Entwicklungsganges, statt einer biserialen Anordnung von Chromosomen, eine biseriale Anordnung von Bläschen vor Textfig. 24. Biseriale Anordnung von Cyclops viridis, a. von oben. 6. von der Seite. sich hat (Textfig. 26). Zuletzt vereinigen sich die Chromosomenbläschen zu einer Art ruhendem Kern (Textfig. 27). In dieser Periode beginnen auch schon die Dottermassen der zurückgehaltenen Eier miteinander zu ver- schmelzen und zu unregelmäßigen Fragmenten zu zerfallen. Ferner konnte ich auch beobachten, daß die kompakten Chromosomen des Rk I sich rhizo- podenartig verästeln können (vielleicht auch unter Bläschenbildung), so daß der ganze Rk I aussieht wie ein ruhender Kern (Textfig. 19). Hierher scheinen mir auch die Fälle zu gehören, in welchen zwischen erster und zweiter ReifungsteUung ein mehr oder weniger langer Zeitraum verstreicht. In allen diesen Fällen ist auch zwischen erster und zweiter Reifungsteilung ein mehr oder weniger deutlich ausgeprägtes Ruhestadium des Kerns zu finden, d. h. es wird auch hier in dem Kern eine stabilere Ver- teilung des Chromatins angestrebt. 104 Hermann Matscheck ■ Eine andre Erscheinung des Keimbläschenstadiums, nämlich die außerordentliche Größe des Keimbläschens und die starke Chromatin- produktion in diesem Stadium, haben K. Hertwig (1906, 1907, 1908) und Textfig. 25. Textfig. 26 a. Umwandlung der Ditetraden in Bläschen und Vereinigung derselben zu einer Art ruhendem Kern. seine Schüler Popoff (1907a, 1908) und Wassilieff (1907) zu erklären versucht. Hertwig insbesondere hat im Anschluß an seine Studien über die Kernplasma-Relation den Versuch gemacht, die IVachstumsphase der Ge- schlechtszellen durch einen Vergleich mit den Dejiressionszuständen der Protozoen verständlich zu machen. Bei diesen werden nämlich die Zeiten lebhaftester Vermehrung und Assimilation durch Zustände unterbrochen, in welchen alle Funktionen darniederliegen und der Kern abnorm vergrößert ist. Auch bei den Geschlechtszellen folgt nach Hertwig auf eine Zeit leb- über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 105 haftester Vermehrung (Vermehrungsperiode) ein Zustand der Zelle (Oocyte, Spermatocyte), in welchem die Zellteilungen völlig aufhören, also eine Art Depression. Diese wird hervorgerufen durch periodisch eintretende Kern- plasmaspannungen im Gefolge unterdrückter Teilungen (Synapsis, Te- tradenstadium). Die unterdrückten Teilungen rufen eine starke Chro- matinanhäufung in den wachsenden Geschlechtszellen hervor. PoPOFF bewegt sich in ähnlichen Gedankengängen. Er nimmt an, daß es schon in der Vormehrungsperiode zu Depressionen und unterdrück- ten Teilungen kommt, welche jedesmal durch das Auftreten gelappter und verästelter Kerne gekennzeichnet sind. Es gelingt den Geschlechtszellen zunächst noch, durch Resorption von Kernmaterial die Depression wieder notdürftig zu beheben. Dann wird aber in der Synapsis ein Anlauf zur Teüung vereitelt und fernerhin in der Wachstumsperiode, je im Stadium der Ausbildung längsgespaltener Segmente {Noyaux diplotenes) und dann auch bei der Tetradenbildung eine Teilung unterdrückt. Es folgen dann Stadien, welche zur Auflösung der Tetraden und zur Rückkehr des Kerns in den Zustand seiner Verteilung des Chromatins führen und von einem äußerst intensiven Wachstum des Kerns und der Oocyte begleitet sind. Durch die vielen in der Teilungs- und Wachstumsperiode aufeinander- folgenden unterdrückten Teilungen kommt die germinative Zelle in einen Zustand tiefster Depression, sie wird »reif«. Von außen zugeführte Nah- rung kann nicht mehr auf die höhere synthetische Stufe des Plasmas ge- bracht werden, sondern bleibt als eine synthetische niedrigere Gruppe (Dotter, Glykogen usw.) im Zellplasma eingelagert. Diesen Theorien gegenüber möchte ich zunächst daran erinnern, daß man zur Erklärung jenes Komplexes von Erscheinungen, die für die »De- pression« der Protozoen charakteristisch sind (Kernvergrößerung, ver- minderte Teilungsfähigkeit, körperliche Degeneration), nicht unbedingt zu der Lehre von der Kernplasma-Relation zu greifen braucht. Ich selbst habe bei Kulturen von Hydra an der die Hydren bewohnenden TricJio- dina pediculus eine Anzahl dieser Erscheinungen beobachtet, möchte sie aber auf Bakterienüberwucherungen , unzureichende oder ungeeignete Nah- rung, Schädigungen beim Wasserwechsel zurückführen und nicht auf Ver- hältnisse der inneren Konstitution (Popoff 1908). Sodann konnte ich ebensowenig wie Moroff (1909) bemerken, daß bei den Copepoden in der Vermehrungsperiode Anzeichen vorliegen, welche auf eine Depression hindeuten (Amitosen, gelappte, verästelte Kerne). Es konnten nie abnorme Vorgänge bei der Zellteilung konstatiert werden. Ferner fehlt bei den Copepoden jeder Anhaltspunkt dafür, daß die Synap- sis, das diplotene Stadium und das Stadium der frühdiakinetischen Tetra- 106 Hermann Matscheck den (Fig. 34, 76, 77) je eine unterdrückte Teilung repräsentieren. Ich halte vielmehr, wie ich oben angeführt habe, die Synapsis für ein vorbereitendes Stadium der ersten Reifungsteilung, das zum größten Teil dem »segmen- tierten Knäuel« Flemmings (1879) entspricht, und dasselbe gilt für die beiden andern genannten Stadien. Deshalb dürfte das »Keimbläschensta- dium« wohl kaum mit einer unterdrückten Teilung im Zusammenhang stehen, denn gerade bei den Copepoden sind ja ganz sichere Hinweise darauf vorhanden, daß das »Keimbläschenstadium« erst sekundär einge- schaltet ist (vgl. S. 101). Anders verhält sich die Sache mit den Teilungs- anläufen, die zuerst von Selenka (1881/82) bei Seeplanarien und von Meves (1895) bei Salamandm beobachtet wurden und welche tatsächlich in gewissem Umfang eine Deutung im Sinne Hertwigs und Popoffs er- lauben. IV. Die Reifungsteilungen. Als vierter Punkt sei einiges über den allgemeinen Charakter und ins- besondere die rasche Aufeinanderfolge der Reifungsteilungen hinzugefügt (vgl. Häcker 1899, S. 104). Vor allem die Auffassung, daß eine derselben eine »Reduktionsteilung« ist, hat dazu beigetragen, daß sie in allen Theorien über Reduktion, Vererbung usw. eine große Rolle spielen. Nun konnte ich es aber für meine Objekte, die Copepoden, sehr wahrscheinlich machen, daß beide Reifungsteilungen im wesentlichen typische Längs- teilungen sind (Prääquation — Postäquation), und es würden sich also in diesem Punkt die Reifungsteilungen von gewöhnlichen Mitosen nicht unter- scheiden. Dagegen ist ganz ausschließlich für die Reifungsteilungen speziell der Metazoen charakteristisch, daß zwei Teilungen rasch auf ein ander- folgen, ohne daß zwischen die erste und zweite Teilung irgendwelche vor- bereitende Stadien eingeschoben wären. Ferner ist es ein durchaus ab- weichendes Verhalten, daß der Längsspalt, welcher der zweiten Teilung angehört, schon so früh erscheint (in der Diakinese, spätestens in der Ana- phase I), daß also die vorbereitenden Stadien der zweiten Teilung zwischen die vorbereitenden Stadien der ersten Teilung hi nein verlegt erscheinen und mit diesen gemeinsam ablaufen. Deshalb sind auch schon die Chromosomen in vorbereitenden Phasen der Teilung (Diakinese, biseriale Anordnung) auf dem Querschnitt vierwertig, statt zweiwertig wie in den Teilungsprophasen gewöhnlicher Mitosen. Alles in allem würde also die ganze Reifungsphase, d. h. der Zeitraum von der letzten Teilung der Ureizellen bis zum Abschluß der zweiten Reifung s- über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 107 teilung, aus zwei ineinandergeschobenen Kernteilungen be- stehen, so daß sowohl die Prophasen dieser Teilungen als auch die Teilungen selbst gemeinsam durchlaufen werden. Die vereinzelten Anläufe zu Mitosen, die tatsächlich bei einzelnen Objekten in den Prophasen der Reifungsteilungen zur Beobachtung gelangt sind (Selenka 1881/1882, Meves 1895), scheinen mir auch zugunsten dieser Annahme zu sprechen. Es können diese Befunde vielleicht als phylogenetische Reminiszensen aufgefaßt werden. Meves (1895) sagt geradezu : »Das Auftreten dieser Phasen der Reifungsteilung wird verständlich, wenn man sie als Rück- schläge auf frühere Stufen der phylogenetischen Entwicklung auffaßt, die wahrscheinlich unter abnormen Bedingungen vieder zum Vorschein kommen.« Vielleicht erfolgten also die Teilungen der Reifungsperiode ursprünglich wie gewöhnliche Mitosen nacheinander und schlossen sich dicht an die letzte Teilung der Oogonien bzw. Spermatogonien an. Aus Gründen physiologischer oder phylogenetischer Xatur mag es dann zu einer Abtrennung von den oogonialen Teilungen, und zwar zu einer Zu- sammenschiebung beider Teilungsprozesse gekommen sein. V. Spezifische Chromosomenzahlen, Heterochromosomen, Chromosomen- formen und Nucleolen. Zum Schluß sollen noch einige Erscheinungen besprochen w^erden, welche zwar auch dazu beitragen, der Reifungsperiode ihr charakteristi- sches Aussehen zu verleihen, aber unter sich und mit den andern Er- scheinungen der Reifungsperiode nicht allzuvdele Beziehungen aufweisen. 1. Spezifische Chromosomenzahlen. Wie aus der Aufzählung der spezifischen Chromosomenzahlen bei den Copepoden S. 57 u. 58 hervorgeht, ist die Chromosomenzahl beinahe von Spezies zu Spezies wechselnd, innerhalb der Spezies aber ziemlich konstant. Nahe verwandte Formen pflegen allerdings gleiche Chromosomenzahl zu haben, Cyclops fuscus und Cyclops aliidus je 7, Cyclops strenuus und Cyclops insignis je 11, Cyclops Dyiowskn und Cyclops Mcuspidatus je 9, Cyclops pha- leratus und Cyclops affinis je 6 -f 1 »Ä«, Heterocope weismanni und Heterocope saliens je 16, viele Diaptomiden 17 ; aber andrerseits hat der Cyclops fuscus var. distinctus 5-1-1 »Ä« oder seltener 6 -f- 1 »/i«, während Cyclops fuscus 7 hat; Cyclops LeucJcarti hat 7 Chromosomen und der ihm am nächsten stehende Cyclops Dybovcskii 9 Chromosomen; Cyclops viridis hat 6, sein Verwandter Cyclops vernalis dagegen 5 oder 5 + 1 »/i« Chromosomen. Neben 108 Hermann Matscheck der häufigeren Zahl 17 bei Diaptomiden kommt bei einzelnen Arten auch die Zahl 1 6 und 1 4 vor. Auch innerhalb der S])ezies kann die Chromosomen- zahl variieren. Neben der Zahl 5-1-1 »/i« fand ich bei Cyclops fuscus var. (listmctK^ auch als seltenen Fall die Zahl 6 -i- 1 »/t«. Neben 5 Chromosomen scheinen bei Cyclops vernalis 5 -f- 1 »h « gerade so häufig vorzukommen. Bei einer Freiburger Form von Cyclops viridis hat Häcker vielfach zwei Hikrochromosomen gefunden, während solche bei den mir vorliegenden Rassen nicht auftreten. Wenn nun auch tatsächlich zwischen den spezifischen Chromosomen- zahlen der Co])epoden und ihrer verwandschaftlichen Stellung gewisse Beziehungen bestehen, wie dies Braun (1909) gezeigt hat, so möchte ich per- sönlich kaum glauben, daß man auf Grund der spezifischen Chromosomen- zahlen sehr weittragende Schlüsse deduktiver Art bezüglich der verwandt- schaftlichen Beziehungen der Spezies ziehen kann. Denn wie die oben angegebenen Zahlen bew'eiscn, ist die Chromosomenzahl eine Eigenschaft, welche innerhalb engerer Formengruppen, ja sogar innerhalb derselben Art einer beträchtlichen Variabilität unterworfen sein kann. 2. Heterochromosomen. Die Untersuchung der Copepoden hat eine überraschende Fülle dieser merkw ürdigen Gebilde zutage gefördert. In der Aufzählung auf S. 57 u. 58 sind diese Fälle angeführt. Leider konnte ich nur bei Cyclops phaleratus und Diaptomus castor das Heterochromosom in seinen Schicksalen genauer verfolgen. Es hat sich gezeigt, daß das Hetcrochromosom von Diaptomus castor drei Ditetraden darstellt, welche in ihrer Metamorphose, namentlich was das verspätete Auftreten des primären und sekundären Längsspaltes anbetrifft, hinter den gewöhnlichen Ditetraden Zurückbleiben und sich schon dadurch sowie durch die Neigung, eine ringähnliche Figur durch Zusammenbiegen ihrer Enden zu bilden, von den übrigen Chromosomen unterscheiden. Bemerkenswert sind vor allem auch vereinzelte Fälle, in welchen die drei Ditetraden unter Aufgabe ihrer Individualität tatsächlich zu einem einzigen geschlossenen Ringe zusammengeflossen waren (Fig. 90 bei »Ii«). Von allgemeinem Interesse scheinen mir auch die Beobachtungen über das Heterochromosom in den Reifungsteilungen von Cyclops phale- ratus zu sein. Aus diesen geht hervor, daß in den reifen Eikern bald nur sechs Chromosomen, bald 6-+-1 »/i« eingehen, während merkwürdigerweise in den Prophasen der Roifungsteilungen stets 6-1-1 »/i« zum Vorschein kommen. Wenn nun nicht der Samenkern (auf dem Wege selektiver über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 109 Befruchtung) die jedesmalige Regulierung der Chroniosomenzahl besorgt^), was ich wegen der Kompliziertheit des Prozesses für wenig wahrschein- lich halte, so stehen hier offenbar der Individualitätslehre gewisse Schwierigkeiten im Wege, w^ährend die Anschauungen von Delage (1899) (Regulationshypothese) oder von Fick (1905) (Manövrierhypothese) hier einigermaßen einen Ausweg bieten würden. Die Befunde bei Cyclops vernalis endlich, wo das Heterochromosom neben den typischen fünf Ditetraden auftauchen oder fehlen kann, scheinen mir wie gewisse Erscheinungen bei Diaptomus castor (verspätetes Auftreten des Längsspalts) dafür zu sprechen, daß das Heterochroniosom ein dege- Textfig. 28. Textög. 29. Biseriale Anordnung von Cyclops strenuus seitlich, um die verschiedene Form der Chromosomen lu zeigen. nerierendes, im Abbau begriffenes Chromosom ist (vgl. Häcker 1907, S. 52), dem jedenfalls — wenigstens bei den Copepoden — keine besondere Be- deutung (Geschlechtbestimmung z. B.) zugeschrieben werden kann. Die Größenunterschiede der Chromosomen, die man da und dort bei Copepoden findet (vgl. Textfig. 9, 12, 13, 14), möchte ich samt und sonders auf heterochrone Entwicklung zurückführen. 3. Es hat sich gezeigt, daß beinahe jede Spezies ihre besondere Chromosomenform in der späten Diakinese bzw. biserialen Anordnung besitzt. Arien, welche besonders zur Varietätenbildung neigen, so z. B. Cyclops strenuus. variieren auch in der Chromosomenform. Dies geht so weit, daß jede Lokalvarietät ein besonderes Verhalten zu zeigen scheint. (Vgl. die Textfig. 8, 28, 29 von Cyclops strenuus). Ob 1) In der Weise, daß Eier mit sechs Chromosomen stets durch Samenzellen mit 6-1-1 »h« Chromosomen und umgekehrt befruchtet werden. 110 Hermann Matscheck allerdings die äußeren Lebensbedingungen direkt oder indirekt die Chromo- sonienform beeinflussen können, vermag ich nicht zu entscheiden i). 4. Von großer Bedeutung für den äußeren Anblick, den die Reifungs- periode gewährt, sind die Aucleolen der unreifen Eier. Was nun zunächst ihre Form anbelangt, so ist diese äußerst wechselnd. Doch gilt auch hier, daß die Tiere einer Spezies von einem bestimmten Fundort auch in bezug auf die Form der Aucleolen übereinstimmen. Sodann gilt ganz im aUge- meinen, daß man bei Diaptomus und Heterocope meist rundliche Xucleolen findet, bei Cijclops dagegen alle denkbaren Aucleolenformen (rundliche, eckige, bandförmige usw.) Vorkommen. Erstere leben meist in den gleich- förmigen Verhältnissen größerer Gewässer, letztere unter den äußerst wech- selnden Bedingungen, welche in den klei- neren Wasseransammlungen (Tümpel, Gräben usw.) herrschen. Ganz ähnlich verhält es sich mit der Zahl der Xucleolen. Auch hier verhalten sich die Tiere je nach den äußeren Bedingungen verschieden. Die unter gleichmäßigen Verhältnissen lebenden Diaptonms- und Heterocope- Arten haben meist einen großen Xucleo- lus. Die Cyclopiden dagegen können auch mehrere (Fig. 25 u. 26) bis sehr nele (Textfig. 30) Xucleolen besitzen. Er geht aus diesen Beobachtungen \'ielleicht her- vor, daß die Einflüsse der Lokalität (Xahrung, Beschaffenheit des Wassers usw.) nicht ohne Einfluß auf die Form und Zahl der Xucleolen sind. Dieses Verhalten der Xucleolen scheint mu* im ganzen zugunsten der Secretionstheorie (Häcker) und weniger zugunsten der Reservestoff- theorie (Strasburger) oder Transportationstheorie (Fick) zu sprechen. Auch bei meinen sonstigen Beobachtungen über die Schicksale der Xucle- olen sind mir keine der Secretionstheorie entgegenstehende Schvnerig- keiten in den Weg getreten. 1) Die Möglichkeit einer derartigen Beeinflussung muß allerdings im Auge be- halten werden in Hinsicht auf die Tatsache, daß man bei verscliiedenen Objekten imstande war, durch Eingriffe chemischer und mechanischer Art die Chromosomen- fonn zu beeinflussen. Ich erinnere an die Befunde von R. Hehtwig (1896) an strychni- sierten Seeigeleiem, von Xemec (1904) an chloralisierten Wurzelspitzen der Zwiebel, von Häcker (1900) und Schiller (1907, 1909) an ätherisierten (usw.) Furchungs- eiem von CycUrps. Textfig. 30. Spätdiakinetisclier Kern von Cyclops bicuspidatus var. odfssana mit einer Menge von Nucleolen. Uber Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 111 Zusammenfassung der Darlegungen des allgemeinen Teils. Die Reifungsperiode, d. h. der Zeitraum von dem auf die letzte Teilung der Oogonien folgenden Ruhestadium bis zum Abschluß der zweiten Rei- fungsteilung, ist durch eine Reihe von Erscheinungen ausgezeichnet, welche sie durchaus von gewöhnlichen Zellteilungen zu unterscheiden scheinen. Ich habe versucht, diesen Komplex von Erscheinungen in ge\risse Gruppen zu sondern, und bin dabei zu folgenden Ergebnissen gelangt: Die Synapsis ist ein einleitendes Stadium der ersten und zweiten Reifungsteilung und entspricht dem dünnfadigen bis dickfadigen Knäuel (Flemviing). Die im dickfadigen Stadium auftretende longitudinale Teilung ist eine wirkliche Längs- teilung. Die einseitige Kontraktion des Knäuels ist eine neben- hergehende Erscheinung, der keine größere Bedeutung zu- kommt. Die vorläufige numerische Reduktion erfolgt durch un- vollkommene Segmentierung des Chromatinfadens in zwei- wertige oder bivalente Elemente (Pseudo- oder Scheinreduk- tion nach Rückert und Häcker). Die endgültige Reduktion erfolgt nicht während der Reifungsperiode, vielmehr läßt sich durch beide Reifungsteilungen hindurch die die Bivalenz andeutende Querkerbe verfolgen. Wann die endgültige numerische Reduktion erfolgt, kann nur durch genauere Untersuchung der Embryonalentwicklung entschieden werden. Des- halb sind die erste und die zweite Reifungsteilung Längs- teilungen nach Art der typischen Mitosen, nur daß immer zwei Elemente (bivalente Elemente) gemeinsam die mitotischen Prozesse durchlaufen. Die ganze Reifungsperiode, also der Zeitraum von dem auf die letzte Teilung der Oogonien folgenden Ruhestadium bis zum AbscMuß der zweiten Reifungsteilung, besteht aus zwei ineinander gescho- benen typischen Kernteilungen, so daß die Prophasen dieser Teilungen großenteils gemeinsam durchlaufen werden. Das Keimbläschenstadium ist wohl nur ein sekundäres, eigentümlich metamorphosiertes Stadium des segmentierten Knäuels oder der Diakinese, hervorgerufen durch das lange Verweilen (die Stauung) der Eizellen im Ovar bzw. Ovidukt. September 1909. 112 Hermann Matscheck Literaturverzeichnis. Bluntschli, K. 1904. Beobachtungen am Ovarialei der Monascidie Cynthia micro- cosmus Morph. Jahrb. 32. S. 391 — 450. Born, G. 1892. Über die Reifung des Amphibieneis. Anat. Anz. 7. S. 803 — 811. Boveri, Th. 1892. Befruchtung. Erg. Anat. Entw. 1. S. 386 — 485. — 1904. Die Ergebnisse über die Konstitution der chromatischen Substanz des Zell- kerns. Jena. Fischer. Braü.n, H. 1907. Über die spezifischen Chromosomenzahlen in der Gattung Cyclops. Zool. Anz. 32. S. 407—412. — 1909. Die spezifischen Chroraosomenzahlen der einheimischen Arten der Gattung Cyclops. Arch. f. Zellf. 3. S. 449 — 482. Carnoy, J. B. 1886. La vesicule germinative et les globules polaires chez l’Asc. megaloceph. Cellule 2. S. 1 — 80. Claus, C. 1893. Neue Beobachtungen über die Organisation und Entvidcklung von Cyclops. Arbeit. Zool. Instit. Wien. 10. S. 283 — 356. Delage, Y. 1899. La fecondation merogonique et ses r^sultats. Comptes rendus 129. S. 645— 648. D’IIollander. 1904. Recherches sur l’ovogenese et sur la structure et la signifi- cation du noyau vitelhn de Balbiani chez les oiseaux. Arch. d’anat. Jlicrosc. 7, S. 117—180. Farmer, J. B., Moore, J. E. S., Walker, C. E. 1904. Über die Alinlichkeit zwischen den Zellen mahgner Neubildungen beim Menschen und denen normaler Fortpflanzungsgewebe. Biol. Zentralbl. 24. S. 1 — 7. Fick, R. 1893. Die Reifung und Befruchtung des Axolotleis. Zeitschr w. Zool. 56. S. 529—614. — 1905. Betrachtungen über Chromosomen, ihre Indivndualität, Reduktion und Vererbung. Arch. Anat. Supplem. S. 179 — 278. — 1908a. Vererbungsfragen, Reduktions- und Chromosomenh}-pothesen, Bastard- regeln. Merkel-Boxxets Erg. Anat. Entw. S. 1 — 140. — 1908b. Zur Konjugation der Cliromosomen. Arch. f. Zellforsch. 1. S. 604 — 612. Flemming, W. 1879. Beiträge zur Kenntnis der Zelle und ihrer Lebenserscheinungen. Arch. mikr. Anat. 16. S. 302 — 436. — 1895. Über die Wirkung der Chromosmiumessigsäure auf Zellkerne. Arch. mikr. Anat. 45. S. 162—166. Giardina, A. 1902. Sui primi stadi dell’oogenesi e principalemente suUi fusi di sinapsi. Anat. Anz. 21. S. 293 — 308. Goldschmidt, R. 1908a. Über das Verhalten des Chromatins bei der Eireifung und Befruchtung des Dicrocoelium lanceolatum. Arch. Zellforsch. 1. — 1908b. Ist eine parallele Chromosoraenkonjugation bewiesen? Arch. Zellforsch. 1. S. 620. Gräter, A. 1903. Die Copepoden der ümgebung Basels. Revue Suisse 11. S. 419 — 541. Gregoire, V. 1905. Les resultats acquis sur les cin5ses de maturation. Cellule 22. S. 219—376. Gruber, A. 1878a. Über zwei Süßwasser-Calaniden. Diss. Leipzig. — 1878b. Die Bildung der Eisäckchen bei den Copepoden. Zool. Anz. 1. S. 247. — 1879. Beiträge zu Kenntnis der Generationsorgane der freilebenden Copepoden Zeitschr. w. Zool. 32. S. 407 — 442. Uber Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 113 Häcker, V. 1892. Die Eibildung bei Cyclops und Cantliocamptus. Zool. Jahrb. Anat. Ontog. 5. S. 211 — 248. — 1893. Das Keimbläschen, seine Elemente und Lageveränderungen. Arch. m. Anat. 41. S. 452—492. 42. S. 279—310. — 1895a. Zur Frage nach dem Vorkommen der Scheinreduktion bei den Pflanzen. Arch. m. Anat. 46. S. 740 — 743. — 1895b. Die Vorstadien der Eireifung. Arch. m. Anat. 45. S. 200 — 273. — 1895c. Über die Selbständigkeit der väterlichen und mütterlichen Kernbestand- teile während der Embryonalentudcklung von Cyclops. Arch. m. Anat. 46. S. 579—618. — 1897. Uber weitere Übereinstimmungen zwischen den Fortpflanzungs Vorgängen der Tiere und Pflanzen. Biol. Zentralbl. 17. S. 689 — 705; 721 — 745. — 1899. Praxis und Tlieorie der Zellen- und Befruchtungslehre. Jena. G. Fischer. — 1901. Über die Fortpflanzung der limnetischen Copepoden des Titisees. Freiburg. — 1902. Über das Schicksal der elterlichen und großelterlichen Kemanteile. Jen. Zeitschr. 37. S. 297—395. — 1904a. Bastardierung und Geschlechtszellenbildung. Zool. Jahrb. Supplem. 7. S. 161—256. — 1904b. Über die in malignen Neubildungen auftretenden heterotypischen Teilungs- bUder. Biol. Zentralbl. 24. S. 787—797. — 1907. Die Chromosomen als angenommene Vererbungsträger. Erg. u. Fortschr. d. Zool. 1. S. 1—136. PlERTvaG, R. 1896. üJber die Entwicldung des unbefruchteten Seeigeleis. Festschr. f. Gegenbaur 2. S. 33 — 86. — 1906. Uber die Ursache des Todes. Allg. Ztg. Nr. 288 — 289. — 1907. Über den Chromidialapparat und den Dualismus der Kemsubstanzen. Sitzungsbericht Ges. Morph. Physiol. München. — 1908. Uber neue Probleme der Zellenlehre. Arch. Zellf. 1. IsHiKAWA. 1891. Studies of Reproductive Elements. I. Spermatogenesis, Oogenesis and Fertilization in Diapt. Sp. Journal of the College of Science, Imperial University Tokio 5. S. 1 — 34. Kokschelt, E. und Heider, K. 1903. Lelirbuch der vergl. Entwicklungsgeschichte der wirbellosen Tiere. Jena. G. Fischer. Kühn, A. 1908. Die Entwicklung der Keimzellen in den parthenogenetischen Gene- rationen der Cladoceren Daphnia pulex De Geer und Polj^phemus pediculus De Geer. Arch. f. Zellf. 1. S. 538 — 586. Lams, PI. 1907. Contribution ä l’etude de la genese du vitellus dans l’ovule des Amphibiens. Arch. Anat. Microsc. 9. S. 607 — 663. Lerat, P. 1905. Les phenomenes de maturation dans l’ovogenese et la spermato- genese du Cyclops strenuus. Cellule 22. S. 160—199. Lubosch, W. 1902a. Über die Eireifung der Metazoen, insbes. über die RoUe der Nucleolarsubstanz und die Erscheinung der Dotterbildung. Erg. Anat. Entw. 11. S. 709 — 783. — 1902b. Uber die Nucleolarsubstanz des reifenden Tritoneis nebst Betrachtungen über das Wesen der Eireifung. Jen. Zeitschr. 37, S. 217 — 296. Marcus, H., 1908. Beiträge zur Kenntnis der Gymnophionen. Aich. m. Anat. 71. S. 695—774. Archiv f. Zellforschung. V. 8 114 Hermann Jlatscheck Matscheck, H. 1909. Zur Kenntnis der Eireifung und Eiablage bei Copepoden. Zool. Anz. 34. S. 42—54. Meves, Fr. 1895. Über eigentümliche mitotische Prozesse in jungen Oocyten von Salamandra maculosa. Anat. Anz. 10. S. 635 — 645. — 1907. Die Spermatocytenteilungen bei der Honigbiene, nebst Bemerkungen über Chromatinreduktion. Arch. m. Anat. 70. — 1908. Es gibt keine parallele Konjugation der Cliromosomen. Arch. Zellf. 1. S. 612—619. Montgomery, Th. H. 1901. A study of the chromosomes of the germ cells of Me- tazoa. Trans. Anicr. PhUos. Soc. 20. S. 154 — 236. Moore, J. E. V. 1895. On the Structural Changes in the Reproductive Cells during the Spennatogenesis of Elasmobranchs. Quart. Journ. of Micr. Sc. 38. S. 275—313. Moroff. 1909. Oogenetische Studien. I. Copepoden. Arch. Zellf. 2. Nemec, B. 1904. Über die Einwirkung des Chloralhydrats auf die Kern- und Zell- teilung. Jahrb. f. wiss. Botan. 39. S. 645 — 730. Paulcke, W. 1900. Über die Differenzierung der Zellelemente im Ovarium der Bienenkönigin. Apis mellifica 2. Zool. Jahrb. Anat. Ontog. 14. S. 177 — 202. POPOFF, M. 1907a. Eibildung bei Paludina rtvipara und Cluomidien bei Paludina und Helix usw. Arch. m. Anat. 70. S. 43 — 129. — 1907b. Depression der Protozoenzellen und der Gesclüechtszellen der Metazoen, Arch. Protistk. Festsclir. f. R. Hertotg. Suppl. 1. S. 43 — 83. — 1908. E,xperimentelle Zellstudien. Arch. Zellf. 1. S. 245 — 379. Rath, 0. vom. 1892. Zur Kenntnis der Spermatogenese von Gryllotalpa. Arch. m. Anat. 40. S. 102—132. — 1895. Neue Beiträge zur Frage der Chroniatinreduktion in der Samen- und Eireife. Arch. m. Anat. 46. S. 168 — 238. Ramhtz, B. 1895. Centrosoma und Attraktionssphäre in der ruhenden Zelle des Salamanderhodens. Arch. m. Anat. 44. S. 455 — 479. Rückert, J. 1892. Zirr EntMTcklungsgescliichte des Ovarialeis bei Selaclüern. Anat, Anz. 7. S. 107—158. — 1894a. Zur Eireifung bei Copepoden. Anat. Hefte. 4. S. 261 — 351. — 1894b. Die Chromatinreduktion bei der Reifung der Sexualzellen. Erg. Anat. Entw. 3. S. 517 — 583. — 1895. Zur Befruchtung von Cyclops strenuus. Anat Anz. 10. S. 708 — 725. Scheffelt, E. 1908. Die Copepoden und Cladoceren des südlichen Schwarzwaldes. Arch. Hydrobiol. Planktonkde. 4. S. 91 — 164. Schiller, J. 1908. Über künsthehe Hervorrufung von Vierergruppen bei Cyclops, Zool. Anz. 32. S. 616—621. — 1909. Über künstliche Erzeugung primitiver Kernteilungsformen bei Cyclops. Arch. Entwicklungsmech. 27. S. 559 — 609. ScHMEiL, 0. Deutsddands freilebende Süßwassercopepoden. 1892. 1. Teil. Cyclopidae. Bibliothec. Zoolog. 4. 1893. 2. » Harpacticidae. Bibliothec. Zoolog. 5. 1896. 3. » Centropagidac. Bibliothec. Zoolog. 8. Schönfeld, H. 1900. La spermatogenese chez le taureau. Bibliogr. An. Nicol.- 8. S. 74—98. Archiv für Zellforschung. Bd. Y. ilatschek gez. Verlag von Wilhelm Taf. IV. ;elmaiin in Leipzig. Archiv für Zellforschung. Bd. Y. Matscheck gez. Verlag von Wilhelm Taf. V. CGcp ' oC^O'^ 52 b slmami in Leipzig. Archiv für ZcUforschumj. Bd. T'. Matscheck gez. Verlag von Wilhelril Taf. VI. igelmann in Leipzig. Archiv für ZeUforscluing. 1hl. T'. jMatscheck gez. Verlag von Willieln Taf. VII. ! Arcltir für ZcUforsehiing. Bd. T". 98 Jlatscheck gez. Verlag von Wilhef Taf. VTIL (üngelmann in Leipzig. über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 115 ScHREiXER, A. und K. E. 1907. Neue Studien über die Chromatinreifung der Ge- schlechtszellen. IV. Die Reifung der Geschlechtszellen von Enteroxenos Oestergreni. Bonn. Vidensk. Selsk. Slrrifter. Jlath. Naturw. Kl. 2. S. 1 — 25. Selexk.4. 1881. Über eine eigentümliche Art der Kemmetamorphose. Biol. Zen- tralbl. 1. S. 492— 497. SiDOROW, S. A. 19051). Pie zweite Karj'oldnese der Eireifung von Cyclops strenuus und die Rolle des zweiten Richtungskörpers während der Befruchtung und Fragmentierung. Trudy stud. Kruzkadlä issledow. rusk. prirody Moskv. 2. S. 134. Stricht, v.^n der. 1904. La structure de l’oeuf des Mammiferes. Premiere Partie. L’oocj’te au stade d’accroissement. Arch. de Biol. 21. S. 1 — 101. Vosseler, J. 1886. Die freilebenden Copepoden Württembergs und der angrenzenden Gegenden. Jahresh. Ver. Vaterl. Naturkde. Württemberg. 41. S. 167 — 204. Waldeyer. 1901 — 1903. Die Geschlechtszellen. Handb. d. vergl. und exper. Ent- wicklungslehre der Wirbelthiere. 1. S. 86 — 476. Wassilieff, W. 1907. Die Spermatogenese von Blatta germanica. Arch. m. Anat.70. Weism.axn, A. 1876. Das Tierleben im Bodensee. Lindau. — 1887. Über die Zahl der Richtungskörper und über ihre Bedeutung bei der Ver- erbung. Jena. WiLSOX, E. B. 1900. The Cell in Developement and Inheritance. New- York. Wixiw.arter, H. von. 1900. Recherches sur l’ovogenese et l’organogenese de l’ovaire des mammiferes. Archiv, de Biol. 17. S. 33 — 199. Wolf, E. 1905. Die Fortpflanzungsverhältnisse unserer einheimischen Copepoden. Zool. Jahrb. 22. S. 1—180. Woltereck, R. 1898. Zur Bildung und Entwicklung des Ostracodeneis. Zeitschr. w. Zool. 64. S. 596—623. Erklärung der Abbildungen auf Tafel IV — VIII. Sämthche Figuren wurden mit dem ABSEschen Zeichenapparat auf Objekttisch- höhe gezeichnet. Die angewandte Vergrößenmg ist immer Zeiss hom. Imm. 1/^2 Comp. Oc. 12. Die nachträgliche Verkleinerung bei der Reproduktion beträgt ^/s. Tafel IV. Fig. 1—19. Cyclops gracilis. Fig. 1. Frühe Diakinese. Ovar. Fig. 2. Frühe Diakinese. Ovar. Fig. 3. Späte Diakinese. Ovidukt. Drei Doppelfadensegmente. Fig. 4. Späte Diakinese. 0\ndukt. Drei Doppelfadensegmente. Neben dem »primären« Längsspalt (p) ist auch der »sekundäre« Längsspalt (s) sichtbar. 1) Nach einem Referat von R. Fick in Schwalbes Jahresbericht. N. F. 11. 1905. 8* 116 Hermann Jlatscheck Fig. 5. Späte Diakinese. 0\-idukt. Drei Doppelstäbchen. »Sekun- därer« Längsspalt (s). Fig. 6. Späte Diakinese. Ondukt. Drei Doppelstäbchcn. Quer- kerbe. Fig. 7. Umordnung zur biserialen Anordnung. Zerfall des Nucleolus. 0\ddukt. Fig. 8. Einstellung der Doppelstäbchen in die biseriale Anordnung. Zerfall des Nucleolus. Ovidukt. Fig. 9a. Biseriale Anordnung von der Seite. Ovidukt. Fig. 9b. BiserialeAnordnung von oben. Ovidukt. Fig. 10. Biseriale Anordnung bzw. Metaphase I von der Seite. (Sekundäres Keimbläschen). Ausgetretenes Ei. Fig. 11. Beginn derAnaphasel. Fig. 12. Anaphasel mit beginnender Drehung der Tetraden. Fig. 13. Beginn der Abschnürung des Rk. 1. Drehung der Tetraden. Fig. 14. Rk. 1. abgeschnürt. Fig. 15. V 0 r b e r e i t u n g zur zweiten Reifungsteilung. Fig. 16. M e t a p h a s e II. Fig. 17. A n a p h a s e II am Anfang. Fig. 18. A n a p h a s e II am Ende. Fig. 19. Kopulation der Geschlechtskerne. Im 2 - und (5 -Kern je drei lange Clrromosomen. Fig. 20 — 23 Cyclops viridis. Fig. 20. Rk. I mit sechs x förmigen Chromosomen. Fig. 21. Rk. I. Die Tetraden verkürzen und verdicken sich. Fig. 22. Rk. I. Auseinanderweichen der Spalthälften der Tetraden. Fig. 23. Rk. I. Die Spalthälften haben sich getremit. Statt der sechs Tetraden sind nunmehr zwölf quergekerbte einfache Stäbchen vorhanden. Fig. 24 Cyclops albidus. Fig. 24. Rk. I. mit sieben 8-X förmigen Tetraden. Fig. 25 — 26 Cyclops sirenuus (Winterform). Fig. 25. Frühe Diakinese. Doppelfadensegmente. Viele Nucleolen. Fig. 26. Frühe Diakinese. Einseitige Verlagerung des Chromatinknäuels. Fig. 27 — 28 Cyclops viridis. Fig. 27 — 28. Frühe Diakinese. Einseitige Verlagerung des Cliromatinknäuels. Fig. 29 — 31 Cyclops albidus. Fig. 29. Frühe Diakinese. Doppelstäbchen. Fig. 30. » » Auflösung der Doppelstäbchen. Fig. 31. » » Keimbläschenstadium. über Eireifung und Eiablage bei Copepoden. 117 T a f e 1 V. Fig. 32 — 46 Cyclops phaleratus. Fig. 32. Blindes Ende des Ovars mit »A p i k a 1 z e 1 1 e« (6 + l»f^((). und Kernen des Keimpolsters. Fig. 33. Ausschnittaus dem Ovar. Von links nach rechts fort- schreitend Entwicklung der Doppelfäden zu Doppelstäbchen. Frühe Diakinese. Fig. 34. Drei Kerne aus dem mittleren Abschnitt des Ovars. Sechs Doppel- stäbchen und das stärker gefärbte Heterochromosom »ä« sichtbar. Im Plasma be- ginnt die Dotterbildung. Frühe Diakinese. Fig. 35. Auflösung der Doppelstäbchen. Ovar. Frühe Diakinese. Fig. 36. Die Doppelstäbchen werden wieder sichtbar. Ovidukt. Späte Diakinese. Fig. 37. Sechs Doppelstäbchen (z. T. in heterochroner Entwicklung) und das Heterochromosom ( »Ä«). Ovidukt. Späte Diakinese. Fig. 38. Sechs Doppelstäbchen und das Heterochromosom (»/*«). »Sekundärer » Längsspalt undeutlich sichtbar. Ovidukt. Späte Diakinese. Fig. 39. Sechs Doppelstäbchen mit Querkerbe und Heterochromosom (»Ä«). Ovidukt. Späte Diakinese. Fig. 40. Auflösung des primären Keimbläschens und Einstellung der Doppel- stäbchen in die biseriale Anordnung. Ondukt. Fig. 41a. Biseriale Anordnung von oben. Sechs Ditetraden und das Heterochromosom {»h«). Ausgetretenes Ei. Fig. 41b. Biseriale Anordnung von der Seite. Fig. 42a. Anaphase I von der Seite. Fig. 42b. Anaphase I von oben. In der einen Platte sechs Tetraden. In der andern sechs Tetraden und das Heterochromosom (»/i«). Fig. 43. M e t a p h a s e II des Eikerns und des Rk I. In einer Platte das nun- mehr längsgespaltene Heterochromosom »/««. Fig. 44. Doppelte Anaphase 11. Fig. 45. Doppelte Anaphase II in fortgeschrittenem Stadium, a) An- sicht von oben. Die Platten wmrden in der Zeichnung gegeneinander verschoben, um sie alle sichtbar zu machen. In zwei der Platten sind auch die Spalthälften des Hetero- chromosoms »Ä« zu sehen. b) Ansicht von der Seite. Fig. 46. Vereinigung der drei Richtungskörper zu einer Rich- tungskörpermasse. Fig. 47 — 53. Canthocamplus staphylinus. Fig. 47. Biseriale Anordnung. Ausgetretenes Ei. a) von oben. Zwölf Ditetraden. b) von der Seite. Plattenbildung. Fig. 48. A n a p h a s e I. a) von oben. In jeder Platte der doppelten Tei- lungsfigur befinden sich zwölf Tetraden. b) von der Seite. Doppelte Teilungsfigur. Fig. 49. Umordnung der Tetraden zur H e t a p h a s e II. Fig. 50. M e t a p h a s e II. a) von oben. In jeder Platte zwölf quergekerbte Stäbchen, b) von der Seite. Die Tetraden haben sich um 90° gedreht und in die Äquatorebene mit ihrem sekundären Längsspalt eingestellt. Fig. 51. Doppelte Anaphase II von der Seite. 118 Hermann Jlatscheck Fig. 52. A n a p h a s e II vollendet. Vierfache Teilungsfigur, a) von oben. Vier Platten mit je zwölf Chromosomen, b) von der Seite. — e Eikern; jj. Teilungsprodukte des Rk I. Fig. 53. Vereinigimg der drei Richtuugskörper p- zu einem einzigen Rich- tungskörper. Tafel VI. Fig. 54 — 58 Diaptomus lacinialus. Fig. 54. Beginn der späten Diakinese. Ringförmige Chromosomen- spuren. Ondukt. Fig. 55. S p ä t e D i a k i n e s e. Ringe. 0^’idukt. Fig. 56. Späte Diakinese. Viergeteilte Ringe. 0^^dukt. Fig. 57. Auflösung des primären Keimbläschens und Neubildung des »sekundären« Keimbläschens. Es ist nur ein Teil des Kerns ge- zeichnet. Fig. 58. B i s e r i a 1 e Anordnung. Ovidukt, a) von der Seite, b) von oben. 16 Ditetraden. Fig. 59 — 68 Diaptomus salinus. Fig. 59. Frühdiakinetischer Kern mit fedrigen Chromosomen- spuren. Ovar. Fig. 60. Keimbläschen mit Chromosomenspuren. Ondukt. Fig. 61. Beginn der späten Diakinese. 0\’idukt. Fig. 62. Späte Diakinese mit Doppelfadensegmenten. Fig. 63. Ringe und Doppelstäbchen. Späte Diakinese. Fig. 64. Doppelstäbchen. An einigen der »selumdäre« Längsspalt l sichtbar. Fig. 65. Doppelstäbchen. Fig. 66. Auflösung des primären Keimbläschens. Ditetraden. Fig. 67. Aufstieg des sekundären Keimbläschens zur Eioberfläche. Sekundäre Dotterbildung. Ovidukt. Fig. 68. Biseriale Anordnung. 0\’idukt. a) von der Seite, b) von oben. 17 Ditetraden. Tafel VII. Fig. 69 — 90 Diaptomus eastor. Fig. 69. Ausschnitt aus einem Ovarium. Von links nach rechts Präsynap- sis bis eigentliche Synapsis. Fig. 70. Ausschnitt aus einem Ovarium. Von links nach rechts eigentliche Synapsis. Fig. 71, 72, 73. Einzelne synaptische Kerne. Späteres Stadium als Fig. 70. Fig. 74. Postsynaptischer Kern. Fig. 75. Ausschnitt aus einem Ovarium. Von hnks nach rechts Emwandlung der Doppelfadensegmente in Doppelstäbchen- bis tetradenähnliche Figuren. Frühe Diakinese. Fig. 76. F r ü h c D i a k i n e s e. Doppelstäbchen. Fig. 77. F r ü h e D i a k i n e s c. Ringe. über Eircifung und Eiablage bei Copepoden. 119 Fig. 78. F r ü li d i a k i n e t i s c li e r Kern mit Doppelstäbchen und Hetero- cliromosom »Ä«. Ovar. Fig. 79. Verscliiedene Formen des Heterochromosoms. Fig. 80. Regressive Metamorphose des Hetcrochromosoms »Ä«. Frühe Diakinese. Fig. 81. Regressive Metamorphose des Heterochromosoms »h«. Frühe Diakinese. a) Heterochromosom ringförmig, b) Heterochromosom eine Achter- figur bildend, c) Heterochromosom von der Seite. Fig. 82. Auflösung der frühdiakinetischen Chromosomen. Ovar. ^ Fig. 83. K e i m b 1 ä s c h e n s t a d i u m mit Chromosomenspuren. Ovidukt. Fig. 84. Beginn der späten Diakinese. Vacuole im Kern. Fig. 85. S p ä t e D i a k i n e s e. Ringförmige Chromosomen. Heterochromo- som »A«. Vacuole im Kem. Fig. 86. Verscliiedene Formen des Heterochromosoms. Fig. 87. Auflösung des primären Keimbläschens und Neubildung des »sekundären« Keimbläschens um die biseriale Anordnung. Ovidukt. Fig. 88. Einstellung der Ditetraden und des ringförmigen Heterochromosoms in die biseriale Anordnung. Fig. 89. B i s e r i a 1 e A n 0 r d n u n g. 14 Ditetraden und ein Heterochromo- som. Ovidukt, a) von der Seite, b) von oben. Fig. 90. Biseriale Anordnung (der Fig. 88 entsprechendes Stadium). Das Heterochromosom bildet einen typischen Ring. Tafel VIII. Fig. 91—101. Diaptomus casior. Fig. 91. Biseriale Anordnung (sekundäres Keimbläschen). Ausgetretenes Ei. Fig. 92 und 93. Anaphase I von der Seite. Fig. 94. Anaphase I von oben. Fortgeschrittenes Stadium. Im Eikern und im Rk I je 17 Tetraden. Fig. 95. Rk I abgeschnürt. Im Eikern 17 Tetraden. Fig. 96. Metaphase II von der Seite. Im Rk I 17 Tetraden. Fig. 97 — 101. Verschiedene Stadien der Anaphase II — Telophase II. Fig. 102 — 109 Heterocope saliens. Fig. 102. Ovarausschnitt. Von links nach rechts die allmäldiche Veränderung der Doppelfadensegmente. Frühe Diakinese. Fig. 103. Chromosomenspuren. Frühe Diakinese. Ovar und Ovidukt. Fig. 104. Bildung der Ringe. Späte Diakinese. Ovidukt. Fig. 105. Langgezogene Ringe. Späte Diakinese. Ovidukt. Fig. 106. Verengung der Ringe. » » » Fig. 107 u. 108. Umwandlung der geschlossenen Ringe in viergekerbte Ringe. Fig. 109. Einstellung der viergeteilten Ringe in die b i s e r i a 1 e A n o r d n u n g. On the Dimegalous Sperm and Chromosomal Variation of Euschistus, with Reference to Chromosomal Continuity. By Thos. H. Montgoniery, jr. University of Pennsylvania, Philadelphia. With 1 figure in the text, and plates IX and X. I. The Dimegaly of the Sperm Cells. In my first paper on spermatogenesisi) the discovery of spermato- cytes of two constant sizes was described on pp. 35 — 37, and siimma- rized on p. 64 as follows: „There arc 6 foUicles in the testicle, two of which contain spermatocytes of about double the size of those in the other foUicles. In aU foUicles the spermatogonia are of the same size. About the Stage of synapsis the spermatocytes of the large generation commence to grow in size more rapidly than tliose of the smaU, and their larger size is due to greater increase in the amount of the cytoplasm, idiozome sub~ stance and nuclear sap: the amount of the chromatin is the same in sper- matocytes of both generations. In the ceUs of the large generation the processes of the reduction divisions are exactly the same as in the ceUs of the small generation except that in the fornier the cells are larger.” Ao one has since then restudied this phenomenon, or found a similar case in any other animal, for which reason I decided to reexamine this interesting instance. First, a word is necessary as to the exact species of Hemipteron in- vestigated, a matter of some importance now that it is weU known that different species of the same genus may have different chromosomal 1) 1898. The spermatogenesis of Pentatoma up to the Formation of the Sper- matid. Zool. Jahrb. 12. On the Dimegalous Sperm and Chromosomal Variation of Euschistus, etc. 121 relations^). The footnote on p. 2 of my paper of 1898 States ,,that the species here mentioned belong to the genus Euschistus.” In two sub- sequent papers^) on the spermatogenesis of this genus I have distin- guished two species, E. variolarius Pal. Beauv. and E. tristigmus Say, by comparing my material with mounted specimens of tliese insects determined by Dr. Uhler and in the collection of the Wagner Institute of Science, Philadelphia. But while tristigmus is a readily recognizable form, and my identification of it was probably correct, variolarius is on the other hand more difficult to distinguish from certain other spe- cies of the genus, thus it is highly probable that under the name vario- larius I have included more than one species. Therefore I shall employ in the present paper the name „Euschistus sp.” for what I have hereto- fore called E. variolarius. The reader wiU understand, accordingly, that „Euschistus sp.” probably includes more than one species, which fact, however, does not in any way impair the considerations of this study. A longitudinal section of a testis of Euschistus sp. is shown in the adjoined text figure, in which the proximal end is at the left and the distal end (connecting with the vas deferens) at the right. The stippled areas mark groups of nurse ceUs that nourish the spermatozoa. It is seen to be composed of six tubulär follicles or compartments disposed parallel, in two particular ones of which, those numbered 1 and 3 respec- tively, the spermatocytes at the end of the growth period, and conse- 1) Thus the difference which PajTie (Some New Types of Chromosome Distri- bution and their Relation to Sex. Biol. Bull. IG. 1909) finds between bis results and mine on the chromosomes of Sinea and Acholla seems to be due to my having inter- changcd the names on my material, a likelihood indicated by him. 1901. A Study of the Chromosomes of the Germ CcOs of Metazoa. Trans. Amer. Phil. Soc. 20. — 1906. Chromosomes in the Spennatogenesis of the Hemiptera Heteroptera. ibid. 21. 122 Thos. H. Montgomen’, jr. cjuciitly the spevjiiatids and sperraatozoa rcsiilting froin tliem, are much larger tlian in the otlier follic-lcs. Tins relation was foimd to be constant in all of the 41 testes of Euschistus examined, as well as all 4testes of E. iristigmus. This size difference of the cells in the several follicles is very striking, and at once apparent with low powers of the microscopc. ln certain other Pentatomid genera {Brochjmena, Perilhs, Nezara, Cos- mopepla, Momidea, Trichopepla) no such constant size difference was fonnd, or it is at least niiich less appreciable. The details are as follows in Euschistus sp. The sperniatogonia of correspondent generation are of approxima- tcly the saine size in all six follicles, as sho^^■Tl in figs. 8 and 16 of PI. IX, from the second and tliii-d follicles respectively; the dimegaly does not arise until the growth period of the sperniatocytes. This can be definitely decided by coinparing actually equivalent stages of cells from different follicles. Xow there are two genera tions of sperniatogonia in the adult testis, and it is sometimes difficult to distinguish these with certainty, but by examining the early synapsis (synizesis) stage of the sperniatocytes an exact comparison can be niade, for this stage is immediately recogni- zable by the dense condensation of the nuclear chroniatin. Fig. 37, PI. X, represents a portion of a longitudinal section tluough parts of follicles 1 and 2; the septuni is shown down the length of the figure, and to the left of it is follicle 1, to the right foUicle 2. It will be seen that the germ cells of the synaptic stage, those cells with the massed chromosomes, are of approximately equal size in the two follicles. Yet the sperniato- cytes of follicle 1 will beconie several tinies larger than those of follicle 2. It results from a study of several testes that the dimegaly arises in the sperniatocytes after the early synapsis stage, i. e., at the commeiicement of the growth period. This positive decision enables us at the sanie time to conclude definitely that sjierniatogonia of the sanie generation are of the sanie volunie in all the testicular follicles. This dimegaly is illustrated in the figures of PI. IX all drawn from one testis (no. 282) and to the sanie scale. Sperniatocytes at the end of the growth period, which is an approximate if not complcte rest stage, are in follicles 1 and 3 (fig. 17, follicle 3) constantly of several tinies the volunie of s])ermatocytes in the other follicles (fig. 9, follicle 2; fig. 27, follicle 4). Cells at the stage of first maturation spindle are siniilarly largest in foUicles 1 (figs. 1—3) and 3 (fig. 18), considerably smaller in the other follicles (figs. 10, 11, follicle 2; fig. 30, follicle 5; fig. 34, follicle 6). In the sanie way the second sperniatocytes of follicles 1 (figs. 4, ö) and 3 (figs. 19 — 23) are constantly larger than those of the other follicles (fig. 12 On tlie Dimegalous Sperm and Chromosomal Variation of Euschistus, etc. 123 follicle 2). Conseqiiently the speriiiatids of follicles 1 (fig. 6) and 3 are constantly lai'ger than spermatids of the other follicles (fig. 13, follicle 2). The same relations can be seeii in any one of the testes, and the case of figs. 57 and 58, PI. X, exliibits the average comparative sizes of fü'st sperniatocytes froni another testis. These relations are as described in niy earlier paper, though then they Avere not followed beyond the stage of the early sperinatid. The compaiison of the sizes of the full formed spermatozoa had to be inade upon the study of rather thick sections, for smear preparations were impracticable since in them spermatozoa froni different follicles would become mixed together. In such sections the whole head of the sperm can be found intact whenever the sperm bundles he directly in the plane of the section, but the flagella ai'e so niuch longer than the head, and often so sinuous, that they can never be followed A\ith certainty in theh- full length. Thus only sperm heads could be compared and not the flagella. Only such spermatozoa were studied as lay at the distal ends of the follicles, all such sperm being fuUy formed. The results may be seen at a glance at PI. IX: the sperm heads froni follicles 1 (fig. 7) and 3 (figs. 24 — 26) are in aU cases markedly longer than those froni fol- licle 2 (figs. 14, 15), 4 (figs. 28, 29), 5 (figs. 31, 32) and 6 (figs. 35, 36). There is some individual Variation in the length of the sperm heads of a ]iarticular follicle, as illustrated in the two extreme sizes froni follicle 2 (figs. 14, 15), the three froni follicle 3 (figs. 24 — 26), and the extremes of size found in follicles 4 (figs. 28, 29), 5 (figs. 31, 32) and 6 (figs. 35, 36). AVhether the size differences of sperm froni the same follicle are true in- dividual differences, or only differences in state of loconiotion (contrac- tioii), was not deterniined. But hoivever this may be, the sperm heads of foUicles 1 and 3 are invariably niuch larger than the kargest froni the other follicles . It is probable that there are even greater differences in the flagella, though this could not be deterniined. Sperm heads froni the vas deferens also exhibit size differences like those found in the folh- cles of the testis. The differences of the sperm heads seem to be one nierely of size, especially length. The terminal acrosonie (a of the figimes) is iisually a narrow tlu'ead, though sometimes branched, in the case of sperm of the first (fig. 7) and thh'd (figs. 24 — 26) follicles, Avliile it is more usually bifid in the case of the sperm of the other follicles (figs. 14, 15, 28, 29, 31, 32, 35, 36). This difference may, however, not be constant but be due to pseudo- podial extension of this part, for it is this portion that conies in dosest contact Anth the nurse cells. 124 Thos. H. Montgomen’, jr. But in addition to tliese major size differences tliere is a third or minor difference that was not specially noted in my first paper. It is that the spermatocytes, spermatids and spermatozoa of follicle 2 are in- variably somewhat smaller than those of foUicles 4 — 6. This second follicle is always the most narrow and is always constricted at one point (text figirre). Thus on PL IX cells of the second follicle are represented in figs. 9 — 15, and it will be seen that the several stages there sIiowti are always smaller than correspondent stages of the other follicles exhibited 011 the Same plate. Thus there are three constant size differences of the spermatozoa, the largest in follicles 1 and 3, the smallest in foUicle 2, and ones of mter- mediate size in follicles 4 — 6. Xow what produces these cellular growth differences in the different follicles? In the paper of 1898 I concluded (p. 36) that „the greater size of the cells in the follicles 1 and 3 must be due to thetr recemng a greater amount of food than those in follicles 2, 4, 5 and 6. That is to say, the follicles 1 and 3 must be nourished by a richer blood supply”. That con- clusion was correct with regard to nutritional differences, but probably wrong is ascribing them to the direct difference of the blood received. For I now find that the size differences of the spermatocytes are due to differences in the folhcular nurse cells of the testis. Fach testis (text figure) has an elastic outer sheath, containing red pigment and numerous tracheae. IVithin this is a non-pigmented sheath, continuations of which compose the interfollicular septa. A portion of such a septum is shown in fig. 37, PL IX; it is composed of a dense tissue, shown by fine stippling, with occasional coarse fibrUs, isolated smaU nuclei and scattered cliroma- tin particles, and tracheae (t). Eesting upon the inner surfaces of the inner sheath and the septa are the nurse cells, ceUs with delicately fibrUlar cytoplasm and lai'ge nuclei (fn.) of quite irregulär forms. These nurse ceUs are excessively branched, and their branches interlace between the sperni cells and bind them into spermatocytes. It would be impossible to follow all the branches of such a nurse cell without recourse to maceration methods, consequently I have no data to offer with regard to their cell bodies. But the relative sizes of theh nuclei may be compared, even though the larger of these may extend over several sections. To deter- mine whether the nurse cell nuclei differ in size in the several follicles, I have compared their proportions by drawing to scale with the camera lucida a considerable number of them from all the follicles of the testis. In doing this I chose at random every eighth or tenth section of a series so as to exclude drawing any one nucleus twice, drew only those foUicle On the Dimegalous Sperm and Cliromsomal Variation of Eusdiistus, etc. 125 cell nuclei in tlie \ncinity of the spermatocytes of the growtli period (the period wliere the dimegaly of these germ cells first manifests itself), and front eacli such portion of each foUicle I drew the largest nucleus present. This was done without determining whether the greatest diameter of a nurse cell nucleus lay in the section drawu, for that would have involved very much additional labor. Such drawings were made on 41 sections of three different testes, with the foUowing results, the numbers given repre- senting the number of cases: Follicle Largest Nucleus Next Largest Nucleus 1 27 6 2 0 0 3 9 21—22 4 1 3 5 17 4 6 3 5 — 6 Though the method used was far front precise it gives the result that the largest nurse cell nuclei occur in follicles 1 and 3 in 87,9% of all cases, the next largest in follicles 1 and 3 in Qö,6%, while in not a single section was the largest nurse cell nucleus found in follicle 2. Now when we recall that the spermatocytes of follicles 1 and 3 are the largest of all, and those of follicle 2 the smallest, a significant coiTespondence beconies evi- dent : the largest nurse cell nuclei are associated with the largest sperma- tocytes, the smallest with the smallest spermatocytes. The actual volu- minal differences of the nurse cell nuclei are to be seen in fig. 37, PL X: on the left side of the figure are seen five nurse cell nuclei (/, n) of follicle 1, and on the right one such nucleus of follicle 2, this figure presenting a fair example of the average differences. The proportion of largest nurse cell nuclei in follicles 1 and 3 would probably have been greater had I taken pains to draw the greatest actual diameter of each. Whether the size of the body of a nurse cell varies directly vdth the size of its nucleus was not decided for reasons stated. But from what we know of ceU metabolism in general we may conclude that in a homo- geneous group of ceUs one with a larger nucleus is more active than one with a smaUer. There can also be little question that these nurse ceUs are providers of food for the germ ceUs. It would then foUow that those nurse ceUs with larger nuclei are the most active in elaborating food ma- terial for the spermatocytes, and the difference in the size of the sperma- tocytes be then due directly to such differences of the nurse cells. 126 Thos. II. ^lontgomery, jr. Ccrtain it is that the dimogaly of the spcriu cells is occasioned by some outsklc influence diiring tlicir early growth period. for the sperma- togonia of a giveii gciieratioii exhibit no appreciable differences among tliomselves. And sincc the diniegaly is a voluminal difference it must be referable to a difference in the food supply, and this in turn to size (con- sequently amonnt of activity) of the niirse cell nuclei. This seems a consistent and satisfactory answer to the probleni. Thus far wc have considered only the phenomenon of the dimegaly and the reason for the differences in total cell volume; it is now in place to compare the behavior of the different constituents of the cells. When we compare spermatocytes at the end of the growth period. one fronr follicle 2 (fig. 9. PI. X) and one from follicle 3 (fig. 17), we find the size differences of the nuclei are relatively less than those of the cell bodies^). The chromatin mass of the nuclei appears relatively constant, it is the karyolymph that differs in amount in spermatocytes of different sizes, conscquently the larger nuclei appear clearer than the smaller. The niantle fibres, those that connect the chromosomes with the centrosomes, are of nuclear origin, and their mass is relatively greater in the larger sper- matocytes (fig. 18) than in the smaller (fig. 10), though again the volu- niinal differences of these fibres is not as great as that of the cytoplasm. But most remarkable is the fact, that 1 pointed out eleven years ago, that despite differences in the cell volumes the chromosonie sizes remain constant! If one compares chromosomes of the first maturation division of large spermatocytes (PI. IX, figs. 1 — 3, 18) and of small spermatocytes (figs. 10, 11, 30, 34) no appreciable size differences are noticeable; the same relation is to be seen also in figs. 57 and 58 of PI. X. This comes out equally clearly on comparing chromosomes of the second maturation spindle from the large cells (figs. 23) and those of the small (fig. 12). The nuclei of the early spermatids are larger in the large spermatocytes (fig. 6) than in the small (fig. 13) but it is a difference in amount of the karyo- 1) Within any nucleus of tliis stage there is to be seeii besides the linin net- work witli the cluomatin upon it, a diplosome or niodified chromosome (e) as well as a true plasraosome (p). Though I have described these structures before I mention them again because Foot and Strobell (1909. The Nucleoli in the Spermatocytes and Genninal Vesicles of Eu^chistus variolarius. Biol. Bull. 16) have denied the conconii- tant presence of both of these organs in these cells, and have scarcely considered my (letailed descriptions of them. Evddently either their method of smear preparations produced a collapse of the plasmosome, or eise they did not employ an adequate stain- ing method. With the safranine-gentian violet stain of Hermann plasmosome and diplosome may be shaiqdy differentiated. On the Diinegalous Speim and Chromosomal Variation of Euschistus, etc. 127 lymph and not in inass of chroniatin. In this object the chromatin mas.s does not vary with the size of the cell. The chromosomes in all six folli- cles agree in nnmber, volume, mode of conjngation and division, and therefore cannot be the cause of the dimegaly. A large spermatocyte of follicle 1 or 3 is several times the volume of a small one of follicle 2, yet no appreciable size differences of the chromosomes of the two can be foimd. It is curious that with this constancy of chroniatin mass from the spermatocytes up into the spermatids the sperm heads should differ so much in volume. But suitable staining shows that the sperm head pos- sesses a hollow peripheral cylinder of chromatin, not a solid rod of it. It is then probable that the size of the sperm head depends upon the amount of the karyolymph in it, and this amount will determine whether she sperm head be short or long. The mass of chroniatin is probably the tarne in both large and small spermatids, for it is not probable that the mass of this substance should change during the histogenesis of the Sper- matozoon. Therefore it is probable that the large sperm possess no niore chromatin than do the small, though the heads in the fornier are much 1 arger. The dimegaly expresses itself accordingly in difference of amount of karyolymph, and of the substance (linin) that composes the mantle fibres, but much more markedly in amount of cytoplasm. There is a substance that varies in amount directly with the size of the cell quite as much as the cytoplasm does, and that is the mitochondrial substance. At the commencement of the growth period there lies at a particular pole of the niicleus a body (i, fig. 37) which is at this stage of eqiial volume in cells of all the folliclcs. Just what this body is from the morphological Standpoint 1 wish to leave for later decision; but it seens to be an idio- zome (Xebenkern) within and aroiind which mitochondria (seemingly of niiclear origin) appear. For present piirposes we will speak of it as the mitochondriuni. This mass increases directly with the amount of the cytoplasm: in the largest spermatocytes it is kargest (i, fig. 17), conside- rably smaller in the smaller spermatocytes (figs. 9, 27). In the early spermatids it is a much karger mass in the larger cells (t, fig. 6) than in the smaller cells {i, fig. 13). There is no evidence in any part of the spermatogenesis that ceUs cut off any of their substance. There is also no evidence that in any of the follicles the spermatozoa degenerate, therefore all niay be functional. 128 Thos. H. Montgomery, jr. II. General Results from the Preceding. The observations just presented allow these main conclusions: 1. In follicles 1 and 3 of the testis of EimMstus sp. the spermato- cytes, spennatids and spermatozoa are constantly much larger than in follicles 4, 5 and 6, wliile in follicle 2 they are constantly somewhat smaUer. 2. This is a voluininal difference, apparcntly not associated with diniorphism of the spermatozoa, dne to constant differences in volume in the several follicles of niass of karyolymph, linin (substance of mantle fibres), cytoplasm, and mitochondiial substance. 3. The chromosomes, however, are constant in their behaviorinallthe follicles with regard to number, mass, mode of conjugation and ofdivision. 4. The dimegaly of the spermatocytes arises in the early growth period, and is due directly to differences of the nurse cells of the different follicles, i. e. to degree of nutrition. These results lead to the following ones of greater Import: 5. The growth of germ cells may be modified by them trophic en- vironnient, and dimegaly of spermatozoa may be produced other\\ise than thi’ough intrinsic differences. Om’ observations would show that these germ cells become as much modified by amount of nutrition received as do somatic cells. 6. It is possible that the amound of those substances, cytoplasm, karyolymph, linin, mitochondria, which vary according to the size of the spermatozoa, may be of use in determining the relative value of the sperm in fertilization, consequently sex. With the head of sperm is introduced into the egg all of these substances, and it is possible that in a considerable number if not all cases the whole Spermatozoon may enter the egg ; that is certainly the case with the sperm of Ascaris. The obser- vations showing that the sperm flagellum is left outside of the egg are few in number, and much more evidence is necessai-y before we can put it dovTi as a rule that only the head and middle piece enter. But with the Penetration of head and middle piece much more than chromatin is inti’oduced, consequently the chromosomes alone need not determine the sex. This is put forth simply as a Suggestion to be tested. 7. The relative constancy of chromatin mass in spermatocytes and spennatids of very different volumes speaks strongly for its enzyme nature. Eitschistus presents a very beautiful and decisive natural experi- ment in which cells of the same kind receive different degrees of nutri- tion, and in which des])ite marked growth differences of other substances the mass of chromatin remains very constant. Further, while a spermato- On tlie Dimegalous Sperm and Cliromosomal Variation of Euschistus, etc. 129 cyte (fig. 18, PL IX) is many tiines tlie size of a spermatogonium (fig. 16) the difference in volume betweeii the univalent chromosonies of the two is very much less; in making the comparison between the chromosomes of these two cells the reader will recall that one half of any bivalent ele- ment of the spermatocyte is to be compared wdth a single element of the spermatogonium. After a mitosis mEuscTiistus each danghter chromosome grows to the size of the mother chromosome, biit grows no more than that or oiily little more. In accord with this is the well known fact that the sperm introduces into the egg chromosonies of the same size, and of equal total mass, as those present in the matured egg, though the egg is many times greater than the sperm. An enzyme possesses among other pro- perties the power of engendering changes in its medium while stiU preser- ving a constant mass. Of all the larger cellular compounds that we know the chi'omosomes agree most closely with this definition, and by reason of this constancy of mass alone miglit be considered enzyme masses. Chromosomes effect a most active metabolism during the growth period of the gerni cells, yet at the end of this period, in the fh'st matm'ation spindle, are not greatly different in volume from what they were at its commencement. The mass of the karyolymph, linin, cytoplasm and mito- chondria is readily changed by the degree of nutrition, the totality of tlieir mass is also much greater, wherefore it is probable they play a minor part in metabolism and consequently in inheritance. III. Chromosome Variation in Euschistus sp. The questions to be determined are the following: 1. is there any Variation in the number or behavior of the chromosomes in cells of the same generation of the same individual ; and if so, 2. does such Variation speak for or against the theory of the individuality of the chromosomes? In the fh’st place we need recall the normal or usualcourseof thesper- matogenesis, according to my previous account (1906). E. B. Wilson^) has emended my earlier observations (1898, 1901) in one respect, whith regard to the behavior during the maturation mitoses of the pak of niodi- fied chi'omosomes. Wilson called these bodies „idiochromosomes” ; I proposed (1906) to call the ordinary chi'omosomes „autosomes”, and the modified ones „allosomes”; and such allosomes as occur in pairs during the spermatogenesis I proposed to terni „diplosomes”; this terniinology will be followed in the present paper. The normal process is as follows. There are 14 chromosomes in the spermatogonia, one of which is very 1) Studies on Chromosomes III. Journ. Exper. Zool. 3. 1906. Archiv f. Zellforschung. V. 9 130 Thos. H. ilontgomery, jr. much smaller than any of the others and is tlie smallcr diplosome {d, figs. 8, 16, 33, PI. IX; 38, PL X). The larger diplosome is either the chro- raosome next in size, as I held, or one of the still larger ones, as Wilsox maintained, but it is difficult to be certain of this larger diplosome at this stage. There are then 6 pairs of autosomes or ordinary chromosomes, the two of each pair of equal size, and one pam of diplosomes or modified chromosomes of very imequal size. All these di^'ide in the spermatogonial mitoses. ln the growth period, which was not studied by Wilson, I found (1906) : „In the synapsis the 12 autosomes con jugate to form 6 bivalent ones. The diplosomes also alwaysunite then endtoend”, andthelatter arereadily recogiiizable in the growth period by maintainiug tlieh- compact structure and d“nsity. The diplosomes separate from each other just before the first maturation division, so that in the spindle (figs. 2, 10. 11, 18, 30, 40, 41, 57, 58) there are 6 bivalent autosomes and 2 univalent diplo- somes, a total of 8 clements (1 more than half the number in the spermato- gonia). ln the first maturation mitosis the 6 autosomes dmde reduction- ally, and the 2 diplosomes equationally. Each second spermatocyte recei- ves, accordingly, 8 elements (fig. 21, PI. IX), and in each before its division the unequal diplosomes conjugate to compose a bivalent {d, e, figs. 4, 22, PI. IX; fig. 52, PI. X) — this important phenomenondiscovered by Wilson. ln the second maturation mitosis each autosome divides equationally, but the bivalent diplosome reductionally (