re eur 5 ur Re es pdt ones Miro de adore an ster e , st Pop mn .… trs or mat + REC RMRALTES ee me Andre ee ee ri es #—— “ : mi - _ < ! es LE set mn . EE - me ms r ns 9 ES reed — trs re e FF . ; nmareiaie rprtutenree Mes si ut + ste mn es a “ . 2 = ; de > + mr: - des #10 - APT Ent 4 Ver 9 7 ae le Lee tasbur ae nd 04 == mhenrt ni ae prmih nie . PACPTERES EUELEESS a ge gi et Peu te PREEPATOEE ; A =) CRE =4 10] : ë amie), Ve avi a 0 ere nl ;° y Su lions RP et él: e | Groningue et pe My: dr ne F À. F C, Went.… k i ‘oversenkomaig os 15. en ns van de auteurswet 1912, v-A de vorhe0 000000400600 06€ dhorotoetettosttetetettetéreteerettesetete UE de paie des Universités. 4 ‘Amsterdam 2068804 486680%48%08%% 674% % DE T8 498 9 9-D0-% 8 EE RS 48 9 À MOLONTOFTORTITIPÉPÉPÉEÉÉOR IPTC PPT E SEE DLL ALIL LIL TILL LIL LII LIL ILZIS III LL LL LLL 1 121222) _. f AE. té. Recueil des travaux botaniques néerlandais Lu FE Es 1 La L 1 , ’ k / ‘ , \ ï ' ‘ e n \ a * ' 14 “ LE : * A è r = À 0 dl à (0 À | 4 TP + : "31 1 | L à | “ F Vy x Se & Le D ESTE Recueil des travaux botaniques néerlandais publié par la Société botanique néerlandaise et les Laboratoires de Botanique des Universités d'Amsterdam de Groningue et d'Utrecht et de l’Université technique de Delft sous la rédaction de M. M. G. van Iterson Jr. Tine Tammes, Ed. Verschaffelt, Th. Weevers et F. À F. C.Went. Volume XIX. LIBRARY NEW YORK BOTANICAL GARDEN Droits de reproduction et de traduction réservés. Overneming van eenig artike] uit dit tjdschrift is verboden, overeenkomstig art. 15 en 16 van de auteurswet 1912. À. Oosthoek *x Utrecht x 1922 SOMMAIRE. V. J. Koningsberger. Tropismus und Wachstum. Mit IBeResthes undi lab. IMMO RE RE C. P. Cohen Stuart. Ein Mikrothermostat zum Studium der Protoplasmastrômung. Mit Tab. IV und V. . . J. C. Schoute. On Whorled Phyllotaxis. 1 Growth Whorls. Monet He nn NME PMR ENT ARE. Le Anna Haga. Über den Bau der Leitungsbahnen im Knoten der Monokotylen. Mit Tab. VI bis VIII und 4 Text- OO AS DST A NT IPN EARER LACET G. L. Funke. Researches on the formation of diastase by Aspergillus niger van Tieghem. With 14 Textfig. . À. W.van der Haar. Beitrag zur Anatomie der Araliaceae, _ Die Blätter und Stengel von Aralia montanaB]. Mit AE FAN DCR RE TES Re Th. Valeton. Die Gattung Coptosapelta Korth. Mit TS LB tee, Q PAR ee NPA VE B. H. Danser. Fünf neue Rumex-Bastarde. Mit Tafel D CIN ES A VA LEE M POP NET D CA EE RE SERRE RRES Annie M.Hartsema. Index alphabétique . . . . . . . . SSSSPPESITINETENONINIEIIINIITIENINIESSESTEIPEITIS 22272] travaux botaniques néerlandais publié par 'LZZLLLLELSL. RE Société botanique néerlandaise et les : NA Es dé Botanique des Universités d'Amsterdam de Gronimgue et d'Utrecht et de l'Université technique de Delft ; à L iélaaiont de MM: + + + + + + + “ Lx Droits de reproduction et de traduction réservés. … Ovememing van eenig artikel uit dit tijdséhrift is verboden, ‘préréeokomaig art, 15 en 16 van de auteurswet 1912, 4 tPPEPT221221111112/21112122 és #% L Me ta | Sous ce Hitreun :: |: 41 nue RECUEIL DES MONDE APRLER SCENE RAPNTEANI du grand botaniste vient. de. paraître. | y ot ’ a) vil De \Vries la fait tant: de recherches sur toutes sortes pue ter- | | rams que beaucoup de biologistes trouveront sans aucun: he 1151171 dans cet ouvrage un grand nombre d'études qu les mtéresseront. 17 va sans dire toutefois que deux catégonies de recherch 8, où de Vries à fait œuvre de pionnier, occupent Je premier. 1e 1 /\plan: celles sur le turgor et la plasmolyse, qui .ont puissam {| Liment contribué au développement de la chimie physique, pour! | autant que (celle-ci, s'occupe de la théorie des solutions, et Les |: celles qui se rapportent au problème de l'hérédité. je UE 4 De Vries à été mcontestablement un des premiers qui JE | 111ltâché de continuer l'œuvre ‘dé Darwin, non pas én'drés- sant des généalogies hypothétiques ou en se jetant dans des | 4 spéculations philosophiques mais en faisant des recherches # ‘Hlexactement ‘expérimentales au moyen desquelles il comptait 4 1 pouvoir approfondir les lois de l'hérédité et de la variabilité. : | HAN ET C'est jen cela que consiste en tout premier lieu le hautéva- | + 7 W MNT lew de tout ce que de Vries a produit dans les derniers temps. 1° FRA TA ATEN Les biologistes et les médecins accueileront sans doute, : Mh NUIT avec joïe la publication d'un recueil.de ces études, pour la OA LL Der \vplupart écrites en langue française, anglaise et allemande et PEU qui, parues en majeure partie dans un grand nombre |de 11 EN revues scientifiques, sont des à présent presque ! introuvables | 1111 et souvent maccesibles. Fi | L'ouvrage est complet en 6 volumes, chéche de + 580 pages, | AN RE 'orné de gravures en couleurs et d'un grand I nombre de ALT RAR ENT gravures en noir. 1 UEe prix est pour l'ouvrage complet, relié en toile 50 forins, l'a Les volumes ne, se' vendent pas séparément, [je ALL 1 | L'éditeur | | ‘à UTRECHT, à A OOSTHOEK. | + à: SEP 2 4 1929 LIBRARY NEW YORK BOT ANICAL GARDEN TROPISMUS UND WACHSTUM VON V. J. KONINGSBERGER EINLEITUNG. , Ein ausgebreitetes und eingehendes Studium der ,Wachstums- empfindlichkeit und der Wachstumsreaktionen wird für die Analyse des ganzen Gebietes der ,tropistischen" Reizerscheinungen, für die bessere Kenntnis des Wachstums und schliefilich für die Erforschung der tieferen Stoffwechselverhältnisse des Protoplasmas von der grôfiten Bedeutung sein.” Dieser Satz, womit Blaauw (6)! seine bekannte Arbeit über »Licht und Wachstum‘ abschliefit, hat mir zu der vorliegenden Arbeit die Anregung gegeben. Blaauw hat seine Untersuchungen mit Hilfe des Horizontalmikroskops ausgeführt, womit er imstande war, genaue Wachstumsmessungen anzustellen. Eine derartige Methode wurde gleichzeitig von Vogt (42) und später auch von anderen Forschern benutzt. Bei den Versuchen Blaauw’'s (4—6). wurden die äuferen Versuchsbedingungen sehr konstant gehalten. wonach auch die anderen Forscher gestrebt haben. Um aber die Pflanze beobachten zu kôünnen, ist Belichtung notwendig. Man hat dafür immer schwaches rotes Licht benutzt, in der Meinunz, daB dadurch das Wachstum nicht, oder nur verhältnismäfig wenig beeinflufit würde. Zuerst hat aber Vogt (42), später auch speziell Fr]. Zollikofer (44), gezeigt, daB rotes Licht tatsächlich das Wachstum beeinflufit; 1 Die zwischen Klammern stehenden Zahlen beziehen sich auf das Literatur- verzeichnis. 1 2 die Reaktion konnte aber natürlich nur bei rotem Lichte festgestel!t werden. Wenn man mit Blaauw annimmt, dal die phototropischen Er- scheimungen in den Lichtwachstumsreaktionen ihre Erklärung finden, so wird man die Frage stellen, ob nicht auch für den Geo- tropismus eine derartige Erklärung môglich sein würde. In diese Richtung hat Frl. Zollikofer (5) ihre Forschungen gelenkt. Mit der bis jetzt benutzten rmikroskopischen Methode stôfit man aber auf erhebliche Schwierigkeiten, weil man nicht imstande ist, das Wachstum während der Klinostaten- oder Zentrifugenrotation ver- folgen zu kônnen. Weiterhin hat schon Sachs (32) darauf hingewiesen, daf genaue Messungen mit optischen Apparaten in hohem Mafe erschwert werden durch physikalische Ursachen. Die hieraus entstehenden Fehler werden sich desto unliebsamer manifestieren, je weniger die Versuchspflanze eine feste Einheit mit dem Apparate ausmacht. Es hat sich sogar herausgestellt, daf auch beim Apparate, womit Frl.Zollikofer gearbeitet hat, bei welchem Mikroskop und Pflanze auf demselben Tische aufgestellt sind, derartige stôrende Faktoren sich geltend machen. Weil ich unregelmäfige Zuwachswerte für em Avena-Koleoptil fand, habe ich an dessen Stelle den Versuch ausgeführt mit einem Objektglas-Mikrometer, das in die Erde ein- gepflanzt wurde. Das Mikroskop wurde nun auf einen bestimmten Strich des Mikrometers eingestellt und der Stand dieses Striches wurde jede drei Minuten bestimmt. Wo man jetzt einen unver- änderlichen Stend erwarten würde, kamen dahingegen folgende Werte zu Gesicht, wenn die Beobachtungen während einer halben Stunde geschahen: + 12:+8;—15;+0;+3; —10; +7; +15; —12; +7u. Eine kleine horizontale Verstellung des Mikroskops, welche bei der benutzten VergrôBerung bei der geringsten Nutation nicht zu umgehen ist, ergab Fehler, welche von + 52 bis-— 68 y varierten. enn man die grôfieren oder kleineren, aber nicht eliminierbaren, Beobachtungsfehler noch hinzuzählt, wird es einleuchtend sein, daf diese Erwägungen mich veranlafit haben zu versuchen, diese Me- 3 thode durch eine andere zu ersetzen, welche diesen Schwierigkeiten entgeht. Selbstverständlich wurde nach einer selbstregistrierenden Methode gesucht. In der Laiteratur findet man nur zwei Apparate beschrieben, welche für derartige Beobachtungen konstruiert sind. Der eine ist derjenige von Bose und Das (7); sie übertrugen das Wachstum mit Hilfe eines komplizierten Hebelsystems auf eine ge- schwärzte Platte mit 1000- bis 10000-facher VergrôBerung. Dieser ,Kreskograph‘* kann nur während sehr kurzer Zeit das Wachstum registrieren. Die Autoren meinen, dal dieser Umistand kompensiert wird durch die starke VergrôBerung; sie vergessen aber, daB die Beobachtungs- zeit von sehr grofier Bedeutung ist, weil die Ânderungen im Wachs- tum, z. B. infolge Lichtzufuhr, längere Zeit anhalten. Auch würde dieser Apparat auf dem Klinostaten seine Dienste nicht leisten kônnen. Es ist überhaupt wahrscheinlich, da ein solches labiles System auf jeden Anspruch auf Genauigkeit verzichten muf. Der zweite Apparat ist der von Lundegärdh (24). Jede Stunde wird automatisch auf einem sensibilisierten Filme mit gelbem Lichte eme photographische Aufnahme der Pflanze gemacht. Späterhin wird auf dem entwickelten Filme das Wachstum mikroskopisch gemessen. Auch hier wird — und sogar gelbes! — Licht benutzt, weil überdies die stündlichen Aufnahmen uns nicht in den Stand setzen, den Wachstumsverlauf genau zu verfolgen. Ich habe deshalb eine neue Methode ausgearbeitet, welche im Kapitel I beschrieben wird. Das Prinzip meines Apparates ist schon von Bovie (8) für die Konstruktion eines Präzisionsauxano- meters benutzt, aber auf andere Weise zur Anwendung gebracht worden. Vielleicht ist auch diese Methode mit einem Fehler behaftet; die Pflanze ist ja in Berührung mit einer feinen elektrischen Kontakt- vorrichtung. Aber wenn überhaupt dieser Fehler besteht, so ist er doch wenigstens während des ganzen Versuches konstant. Es ist auch die Môglichkeit in Betracht gezogen, ob eine genaue Registrierung ohne irzend eine mechanische Berührung môglich 1* 4 sei. Tatsächlich würde man mit einem Lampenverstärker die Ânde- rung der dielektrischen Konstante messen kônnen, wenn man die Pflanze zwischen zwei Kondensatorplatten wachsen lieB. Die Längenzunahme der Pflanze würde ja diese Konstante beträchtlich ändern. Das Objekt würde sich dann in einem elektro-magnetischen Feld von hoher Frequerz aufhalten, wodurch vielleicht jedoch auch das Wachstum beeinflufit würde. Die hohen Kosten einer derartigen Versuchsanordnung liefien mich darauf verzichten. Mit dem unten beschriebenen Apparat, womit diese Untersu- und den Trieben r; und r2 besteht. Sie kann sich aber nicht entspannen, weil sich auf der Achse 23 von Zahnrad k; und Triebe r; auch ein Echappementrad 24, mit einem Zahn 25 befindet. Der Zahn wird festgehalten von Sperrkegel 26. An der- selben Achse 23 ist auch ein kleines Zäpfchen 27 angebracht, das, wenn es runddrehen würde, in einen Zahn des Zahnrads des Auxano- meters 17 hineingreifen und dieses Rad über eine gewisse Strecke in seiner Rotation mitnehmen würde. Der Sperrkegel 26 ist einheitlich verbunden mit der Gegen- sperre 28, welche die direkte Entspannung der Feder 22 verhindert. Sobald nun der Anker Al angezogen und dadurch die Feder 22 weiter aufgewunden wird, weichen die Gegensperre 28 und damit Sperrkegel 26 aus. In dem Augenblicke, in welchem die Gegen- sperre 28 über die Spitze des Sperrades 20 gleitet, kommt Zahn 25 frei und macht Achse 23 mit Zubehôür eine Umdrehung. Auch das Zäpfchen 27 dreht mit und nimmt das Zahnrad 17 über eine ge- wisse Strecke mit. Durch die Anwendung von Zäpfchen 27 von verschiedener Länge kann man sehr genau die Zähnezahl regu- lieren, welche durch das Zäpfchen jedesmal mitgenommen wird. Zwei Zähne (— 10 w) erwies sich für Avena am besten geeignet. Die allmähliche Drehung des Zahnrades 17 gewährt eine grofe Genauigkeit. Die Verhältnisse der Zähnezahlen des Zahnrads k! und des Triebes r, sind so gewählt (8:1), daB bei jeder Anziehung des Ankers das Uhrwerk genau so weit abläuft, als es zu gleicher Zeit aufgewunden wird. Di: Ablaufsgeschwindigkeit des Uhrwerks wird von einer Flügelregulation 29 moderiert. Dieses Auxanometer gestattet die Registrierung einer Längen- zunahme von ungefähr 3,5 cm eines Keimlinges, ohne jewelche Verstellung. Vor jedem Versuch hat man nur die Kontaktvorrich- tung durch Drehung an der Mutter m herunter zu drehen. Das Aufstellen der Pflanze geht am besten, wenn man die Pflanze genau 14 unter dem Kontakte anbringt und fixiert. Dann dreht man ians- sam und vorsichtig an der Mutter m den Kontakt weiter herunter, bis die Pflanze zum ersten Mal den Kontakt herstellt. Die Mikrometerschraube des Auxanometers wurde geaicht mit der horizontalen Mikrometervorrichtung eines Zeifi-Mikroskops. Dazu wurde an den Mikroskoptubus ein Seitenstück angebracht mit einer Messingspitze am Ende. Diese Spitze wurde genau unter den Kontakt gebracht und emporgedreht. Dann wurde mittels der Mikroskopmikrometerschraube der Tubus jedesmal so weit emporgedreht, bis der Kontakt hergestellt und die Kontaktvorrich- tung verstellt wurde. Dies geschah über die ganze Länge der Schraube genau jede 10 w. Wie schon Bovie I.c.bemerkt hat, bietet der Umstand, daf die Aufstellung der Pflanze vôllig unabhängig ist von dem Resistrier- apparat einen grofen Vorteil. Auch ich habe diesen Umstand be- nutzt. Nur das beschriebene Auxanometer ist in einem Dunkelzimmer mit Vorrichtung für konstante Temperatur aufgestellt. Dieses Zimmer wurde schon von Frl. Talma (40) S. 375 u. f., und später von Frl. Zollikofer (45) S. 242, besch:ieber. Seitdem ist die Thermoregulation viel verbessert worden durch eine verbesserte Aufstellung des Thermoregulators und die Frneuerung der Relais, so dafÿ die Temperatur sehr konstant ist. Hierzu trägt auch die verminderte Ventilation bei. Denn die hohen Kosten der elek- trischen Heizung haben uns gezwungen, die Rühren für Luftzu- und Abfuhr mit Klappen abzuschliefen. Nur nach der Beendigung eines Versuchs, meistens spät am Abend, werden die Klappen ge- ôffnet und wird mittels eines elektrischen Fächers ventiliert. Das Auxanometer wurde für Versuche mit Schwerkraftreizung angebracht auf die Achse eines Universal-Klinostaten nach Van Harreveld (21), welcher ungefähr in der Mitte des Zimmers steht. Ünten am runden Klinostattische sind 4, von einander und vom Klinostate isolierte, konzentrische Messingringe angebracht worden, gegen welche Schleppkontakte drücken, um die elektrischen Ver- bindungen, während der Rotation, herzustellen. PP CRT 0 15 Alle anderen zum Apparat gehôrigen Teile sind in emem will- kürlichen Zimmer aufgestellt, wo auch die zum Klinostate gehôrige Sekundenuhr steht. $ 3. Die Relais. Wie schon betont wurde, schliefit die Pflanze einen sehr schwachen Strom. Um Funken bei der Stromüffnung zu vermeiden, kônnte man einen Kondensator oder einen Widerstand (parallel mit dem Kontakte) in den Stromkreis aufnehmen. Man kann Funken aber sicherer vorbeugen durch die Anwendung eines Stromes von nie- a in ‘js à Fig. 3. Das Galvanometer, umgebaut als Relais. driger Spannung, welcher durch ein geeignetes Relais umgeschaltet wird. Ein solches Relais wurde in einem Spiegelgalvanometer ge- funden. Hinter dem Spiegel des Galvanometers wurde ein weich- eisernes Stäbchen (31) (siehe Fig. 3) angebracht. An beiden Enden des Stäbchens sind zwei umgebogene Platin- stiftchen gelôtet. Wenn der Spiegel dreht, dreht das eiserne Stäb- chen mit und tauchen die beiden Platinstiftchen in zwei Behälter mit Quecksilber hinein, wodurch ein zweiter Stromkreis geschlossen wird. Dieses als Relais umgebaute Galvanometer hat viele Vorteile. 16 Erstens ist das System äuferst empfindlich. (Jede Spule des Gal- vanometers hat 4000 Windungen.) Und zweitens: weil das Galvanometer keinen eisernen Kern hat, im Gegensatz zu sonst üblichen Relais, ist die Selbstinduktion so gering, da8 der Offnungsfunken ganz unterbleiben wird. Schlieflich fordert die Drehung des Spiegels eine ziemlich lange Zeit; dieses Relais hat also eine grofie Inerz. Kurze Stromstôfe, wie sie z. B. durch Vibrationen usw. verursacht werden künnen, sind nicht imstande, das eiserne Stäbchen in das Quecksilber zu bringen. Um das letztere zu erreichen, muf der Strom wenigstens während 1/. Sekunde geschlossen sein. Auf diese einfache Weise ist der stô- rende Einfluf von Erschütterungen genügend beseitigt. Nebst dem Widerstand der Spulen des Galvanometers ist noch ein so grofier Widerstand in den Stromkreis eines Akkumulatoren eingeschaltet, dafi der Spiegel gerade noch einen ganzen Ausschlag macht. Die Stromstärke ist ungefähr 1 Milliampère. Der Strom, welcher das Galvanometer III (siehe Fig. 4) durch- FRE NQERRRSer ), schliefit einen zweiten Stronrikreis (= — ), welcker ebenfalls von einem Akkumula- toren abgelsitet worden ist. Hierdurch wird mittels eines zweiten Relais IV sin dritter Kreis geschlossen ( -—-—-—-—.—.—.—- — ). er Strom dieses und anderer Kreise ist vom Zentralnetze (220 Volt Gleichstrom) abzeleitet worden. Die Stromstärke wird durch geeig- nete eingeschaltete Widerstandslampen reguliert. Dieser Strom lôst drei Dinge aus: 1. Ein drittes Relais V wird affiziert, welches den Elektromag- neten M' des Auxanometers (+ +++ ++4+4+4++++4+4+4+ ) durchfliefit, Dadurch geht die Kontaktvorrichtung 10 4 empor. 2. Wenn die Platinstifte 31 in das Quecksilber hineingedrungen sind, ist eine ziemlich erhebliche Kraft nôtig, um diese wieder frei zu machen. Der Erdmagnetismus ist nicht imstande die Oberflächen- spannung des Quecksilbers mit Sicherheit zu überwinden. Deshalb flieft dieser Strom durch zwei kleine Elektromagneten M!!, welche wagerecht zu dem eisernen Stäbchen angebracht sind. Letzteres wird jetzt kräftig zurückgezogen; die Schwingungen des Spiegels werden *2ZZIHSSSUNJEYIS ‘p SU + _ Ce net on din ade dE Rte + eo Si LE AD ET 4 EC TE CL CE NI TE TE EC EC AT SE = MM ir tee Fier eyes eee See Î + + tt Ï rs + F : Le + 0 (LÉ + + ; - + + 14 +; 1 | + : + ! D + De he 2e ee ee jt +; 1 | s D + + : 2: 1 < + it ‘+ ï VÉC + + + ; +; ï ! * à H 1* + (nl + k : jlossese fire see sens see thererereseeserseses, | + H “ + + |! + + + Lu [ n : : (A) + pm À | 4 Nr VASRSES sal 4 MSN: DUR M RE AE RE = si 1! I] 5 1 (A)SivIau 5€ + + + #+ + M te 4e de 4e le 4e de he 4e “ie 4 de de He 4e 4 nel HO = AR + Poe ; D SR PEER Li ii A + [ ii pal 7 : : bÜ a d'A “+ ? ! al + + de : 1 d—— ir ; " û ( ) té ste 4 + 4 4 + + + 4 + 4 4 4 + M 1 AI + + + + + (l Fe NS + + + + H Ï SIVIJH 3& à Hé + M k k %+4 ++ ts H H î + + Se ; + + + À + 1HDIMAO! ; ; + ; A l + + + + : + + + + LAPS + grivisrsssdsssssss à PET USE PE HQE + + + + + + + + SE " + + HS ct FRE . i = + + gt nn = + + 4 ” 4e ï Ai Ni opus ! + + ! Rte LORS Î nu | (eva 5 Man 71 AC nl ! (siviau 51) HILINONVXAV + 4 + : HILIWONVAIVO LAS : AE ! 4 É 4 ae aA (iA)I1WwwouL en ac AA À À 18 durch Papierstreifen, die auf die Magnetkerne gekittet sind, ab- geschwächt. 3. Ein Elektromagnet MI! einer Wippe VII wird aktiviert. Diese Wippe ist ein Unterteil des Registrierapparates. $ 4. Die Registriervorrichtung. (Siehe Fig. 4 und 5.) Ein einfacher elektrischer Mechanismus zieht die Feder!, welche auf ein Wägelchen 34 angebracht worden ist, das Papier entlang. Zwei Elektromagneten MY und MY! beherr- schen diese Bewegung. Die vordere Seite des Wägelchens 34 ist mittels eines Fadens verbunden an einer hëlzernen Rolle 33, die andere Seite mit einem Gewicht 35. Die Rolle 33 ist auf derselben Achse montiert worden mit dem Sperrad 36, welches nach rechts dreht, wenn die metallene Vorrichtung 37 mit dem Sperrkegel 38 nach unten geht. Jede Sekunde wird durch einen Sekundenpeïdel IX ein Strom- kreis geschlossen ( esesssssessssassssssssss ), welcher mittels eines Relais VI(:+-#+-#:+-#+-+#+-#-+-#+ ), den Elektromagneten MY akti- viert. Dieser Magnet zieht die metallene Vorrichtung 37 an, weil der Anker 40 auf dieser Vorrichtung angebracht ist. Auch Sperrkegel 38 geht mit nach unten und so wird Sperrad 37 um einen Zahn nach rechts gedreht. Auf der mitdrehenden hôlzernen Rolle wird deshalb der Faden aufgewunden, an dem das Wägelchen verbunden ist. Das Wägelchen 34 wird auf diese Weise jede Sekunde um | mm nach rechts gezogen. Eine Spiralfeder 42 zieht die Vorrichtung 37 zu- rück, bis diese durch den Messingblock 43 gehemmt wird. Der Sperr- kegel 38 liegt dann gerade in dem folgenden Zahn des Sperrads 36. Eine Gegensperre 41 verhütet das Zurückrollen des Wägelchens in diesem Augenblicke ; diese Gegensperre ragt mit einem Zapfen durch einen metellenen Ring 44 kinaus. Dieser Ring ist mit dem Anker 39 vom Elektromagneten MI auch auf der Vorrichtung 37 angebracht worden. Wenn nun ein Strom diesen Magneten MY! durchfliefit, 1 Solche gläsernen Federn werden im Meteorologischen Institut zu de Bildt verwendet. Dr. C. Schoute war so freundlich, mir einige Modelle zur Ver- fügung zu stellen. 19 eV «WS PE Fig. 5. Der Registrierapparat. 20 wird die ganze Vorrichtung 37 nach rechts gezogen. Auch die Gegen- sperre 41 geht mit, denn der Ring 44 zieht den Zapfen mit. Auf diese Weise kommen Sperrad 36 und die Rolle 33 frei, und das Wägelchen fährt zurück, indem das Gewicht 35 herunter fällt. Dieser Elektromagnet MV! wird nun von einer Wippe aktiviert, denn wir haben gesehen, dafi jedesmal, wenn die Pflanze den Kontakt herstellt, ein Strom die Spule des Magneten MM! durch- fliefit. Dieser Magnet zieht dann seinen Anker 46 an und entnimmt dadurch dem Hekel 47 seine Stütze. Dieser Hekel schliefit bei* den Stromkreis (++ ++ #4 #4 4 #+# + +) für den Magnet MVI. Wenn das Gewicht35gefallen ist, drückt es den Hebel 48 herunter, und dieser hebt mit seinem kürzeren Ende den Hebel 47, wodurch der Strom des Magneten MV! geüffnet wird. Die Vorrichtung 37 wird dann durch eine (in der Figur unsichtbare) Spiralfeder vom Magneten MY! zurückgezogen nach links. Der Sekundenpendel- strom fängt sofort wieder an das Wägelchen aufzuziehen. Danat das Gewicht 35 immer auf dér rechten Stelle drückt, wird der Fall von einer Rôhre geleitet. Da die Trommel stillsteht, würde die folgende Linie auf derselben Stelle geschrieben werden wie die vorangehende. Deshalb wird vom Gewicht bei ** ein Stromkreis( 1110110111 ) geschlos- sen, welcher den Elektromagnet MVI! aktiviert. Anker 50 wird an- gezogen und damit ein Sperrkegel. Letzterer drückt das Sperrad 49, das an der Trommelachse angebracht worden ist, um einen Zahn weiter, wodurch die Trommel um 1,5 mm gedreht wird. Die neue Linie wird also 1,5 mm weiter geschrieben als die vorige. Weil die Trommel eine grofie Inerz hat und bisweilen zu weit gedreht wurde, wird die Bewegung von einer Olpumpe 54 gehemmt, während eine Gegensperre 51 das Zurückrollen der Trommel ver- hindert. Wenn Gewicht 35 wieder emporgezogen wird, wird der Strom des Trommelmagneten wieder geôffnet, weil Hebel 48 durch ein Gewicht am kürzeren Hebelarm gehoben wird. Auf diese Weise ist eine Registrierung hergestellt, wobei die Länge jeder Linie in mm wiedergibt, wieviel Sekunden die Pflanze für ein Wachstum von 10 y brauchte. Da die Linien 1,5 mm von- A 2} einander gezogen werden, hat 15 cm beschriebenes Papier Beziehune auf | mm Wachstum (100 Linien). Es ist selbstverständlich, daf verschiedene Vorkehrungen und SicherheitsmaBregeln getroffen sind, um eine sichere Aufstellung zu bekommen. Nur die wichtigsten werden hier genannt. Erstens mu die Registrierung automatisch ausgeschaltet werden, wenn die Pflanze unrichtig wächst, das heïfit, wenn sie nicht länger den Kontakt herstellt (siche S. 11). In diesem Falle wird das Wägelchen 34 natürlich ganz aufgezogen und stôfit schliefilich auf einen Hebel 55. Der Strom, welcher den Sekundenmagnet M durchflieft, geht durch diesen Hebel (fortgelassen in der Schal- tungsskizze) und von da in ein Tôpfchen mit Quecksilber 56. Durch das aufdringende Wägelchen wird zuletzt der Hebel aus der Queck- silber gehoben. und der Strom ist geüffnet. Um während längerer Zeiten registrieren zu kônnen, sind einige Meter Papier nôtig. Dieses Papier ist auf eine zweite Trommel gewickelt und geht über eine Messingplatte nach der Registrier- trommel. Auf der Messingplatte 57 wird es beschrieben, so daf die Feder immer auf demselben Niveau sckreibt, während die Trommel dicker wird. Um eine gerade Abszisse zu bekommen, muf das Wägelchen im- mer auf derselben Stelle gehemmt werden. Dies wurde erreicht durch eine Klampe 45 und durch ein kleines Gegengewicht, das mit Rolle 33 verbunden ist. Dieses Gegengewicht wird von der Unterseite des Tisches gehermmt, wenn das Wägelchen die Klampe 45 erreicht hat. Ein zweites Gewicht 53 zieht am Wägelchen, wenn das Gewicht 35 auf Hebel 48 niedergekommen ist. Um dem langweiligen Abbrennen der Kontaktstellen vorzubeugen, sind an der Wippe Spulkontakte angebracht worden, wobei der Offnungsfunken durch Selbstinduktion fortgeblasen wird. Die Verteilung der Linien ist hergestellt worden durch die auf einem Messingstreifen 60 gekitteten Borsten, welche auf Abstände von 5 mm durch die noch feuchte Tinte schleppen. Parallel mit der Abszisse zieht ein elektrisches Zeitsignal eine gerade Linie, welche nach Belieben, z. B. jede 10 oder 6 Minuten, 22 durch einen Querstrich unterbrochen wird. Dieses Zeitsignal wird in der von Van Harreveld (21) beschriebenen Weise (S. 187 u. f.) von der Sekundenuhr gegeben. Da die ,,Wachstumslinien 1,5 mm voneinander gezogen werden, gibt der Abstand zwischen zwei Zeit- signalen sofort bis auf 104 genau die Längenvermehrung der Pflanze während 10 bzw. 6 Minuten. Weil es vorkommen kann, daf das Wägelchen zurückfährt, gerade nachdem das Zeitsignal gegeben wird und das folgende Zeitsignal gerade vor dem Zurückrollen gegeben wird, ist der grôBtmôgliche Fehler 20 uw. Auf diese Weise haben wir eine einfache Methode, nicht nur um unsere Resultate mit denjenigen anderer Forscher zu vergleichen, sondern auchumunsere Versuche wiederzugeben. Denn es ist nicht môglich alle verschie- dene Meter lange Protokolle zu reproduzieren. Dazu kommt noch, daf die ,,Zeitlinie” weitaus leichter berechenbare Werte gibt als die zahllosen ,, Wachstumslinien“. Nichtsdestoweniger aber haben die Originalprotokolle grofen Wert, denn daran kann man Einzel- heiten zurückfinden, welche die ,,Zeitlinie” allein nicht gibt. Die Wachstumsverzôgerungs- bzw. Fôrderungskurven, wie die ,,Wachs- tumslinien“ diese vorführen, laufen ja viel gelinder, als wie man sie aus der ,,/eitlinie konstruieren kann. Endlich kann mani, wenn man auf einen Klingelkncpf im Dunkel- zimmer drückt, noch mit einem zweiten Signal 58 einen Punkt auf das Papier setzen in dem Augenblicke, in welchem man die Pflanze belichtet hat oder auf dem Klinostaten rotieren läfit usw. Ich gebe hier eine etwas verkleinerte Reproduktion eines Protokoll- Fig. 6. Registrierung von mm Wachstum. Bei R gibt jede Linie an, wie- viel Zeit die Pflanze für 10 Wachstum brauchte. T— die Zeiïtlinie; jede 10 Minuten war die Längenvermehrung 290 w. 23 teiles wieder, das 4,05 m lang ist und sich bezog auf eine Längen- vermehrung von ungefähr 27 mm im Dunkeln. Dieser Apparat ist nicht nur geeignet für Wachstumsmessungen, Man kann auch sehr genau den Krümmungsverlauf nach einseitiger Reizung damit bestimmen. Die Pflanze wird dann auch gerade unter der Kontaktvorrichtung aufgestellt, man benutzt jetzt einen Deckel chne-Spiegel. Wird die Pflanze einseitig gereizt, dann wird das Wachstum in der Längsrichtung allmählich geringer, bis die Pflanze sich ganz unter dem Kontakt hinweggekrümmit hat. 85. Das Material. Im Anfang wurden verschiedene reine Linien des Hafers benutzt : Sieges-, Kron-, Liwogo- und Goldregen-Hafer. Die erste Varietät erwies sich bald als die meist geeignete. Ein ausreichender Vorrat Samen des Sieges-(Segre-) Hafers wurde mir freundlichst von Herrn Dr. Àkerman in Svâlév zur Verfügung gestellt. Die Samen wurden entspelzt und auf feuchtes FlieBpapier in Keimschalen ausgelegt. Nach 112 oder 2 Tagen fängt die Wurzel- entwicklung an; dann wurden die Samen in feuchte, gesiebte Erde eingepflanzt, in kleinen runden Zimiktôpfchen. In der Mitte der gut mit Erde ausgefüllten GefäBe wurde mittels eines dreieckigen hôlzernen Spatels eine | cm tiefe Rinne gemacht, worin der Samen gebracht wurde. Die Rinne wurde dann mit Erde ausgefüllt. Ich habe die Samen tiefer gepflanzt, als man es gewôhnlich tut, weil bei häherer Einpflanzung eher Erdverschiebungen auftreten, die Schwierigkeiten verursachen würden. Bei der von mir angewandten Methode erwiesen die Pflanzen sich so gut in der Erde befestigt, daB man selbst bei Versucher mit Klinostatrotationen keine speziel- len Vorkehrungen zu treffen hat. Die tiefere Einpflanzung erschien mir mehr wünschenswert als die Fixierung der Pflanzen mittels Gips oder Nesseltuch. Wo in dieser Arbeit die Koleoptilenlänge angegeben wird, ist die ganze Länge gemeint, vom Samen ab gemessen. Jeden Tag wurden acht gut gekeimte Samen eingepflanzt. Diese bliecben dann noch 24 Stunden im Dunkelzimmer des Gewächs- 24 hauses. In diesem Raum war die Temperatur nicht konstant: sie schwankte bei normalem Wetter zwischen 190 bis 240, An heifien Tagen wurde kräftig ventiliert, um die Temperatur nicht über 249 steigen zu lassen. Am zweiten Tage wurden die Pflanzen in emem lichtdicht abgeschlossenen Kistchen in das Versuchszimmer gebracht. Sie wurden dann noch einmal begossen und blieben weiter im Dunkeln bei konstanter Temperatur. Am dritten Tage wurde eine Pflanze für den Versuch ausgewählt; die oberirdische Länge wurde mittels eines transparenten Mafies bei rotem Lichte bestimmt, und die Pflanze auf dem Auxanometer aufgestellt. Dies war der einzige Augenblick dafi die Pflanze direkt mit rotem Lichte bestrahlt wurde. Wenn die Anfangslänge bekannt ist, kann man ja bei jeder Stufe des Versuchs die Länge nachher bestimmen, weil jede 15 cm des Protokolls ! mm Wachstum entspricht. Die weiteren Manipulationen im Versuchszimmer wurden im Dunkeln ausgeführt, wobei drei äufBerst schwache, rote Glühlämp- chen (Wellenlänge des Lichtes 625—800 mm) zur Orientierung dienten. Diese Lämpchen kôünnen eingeschaltet werden, wenn man in das Zimmer hineintritt; eines ist angebracht an der Stelle wo elektrische Strôme für die Apparate ein- und ausgeschaltet werden müssen ; eines bei der Belichtungsvorrichtung und das dritte bei der Tür des Zimmers. Die roten Punkte im Zimmer zeigten mir, wa ich die Handgriffe zu tun hatte. nas tiens sn. Kapitel II. FRAGESTELLUNCG. $ 6. Allgemeines. Obgleich die jetzt beschriebene Methode für Wachstumsmessun- gen überhaupt brauchbar ist, werden in dieser Arbeit nur einige derjenigen Fälle beschrieben, wo Ânderungen des Wachstums von Ânderungen der äufBeren Verhältnisse hervorgerufen werden. Seitdem Blaauw (4—6) die Theorie aufstellte, das der Photo- tropismus nur eine rein sekundäre Erscheinung sei, welche not- wendig resultieren muf aus der ungleichen Lichtwachstumsreaktion der beiden Seiten des belichteten Organs, haben viele Forscher ver- sucht, diese Theorie mit den Tatsachen zu vergleichen. Es ist in der Tat eine wichtige Sache für unsere Kenntnis der Lebenserscheinungen, daf festgestellt wird: inwieweit erôffnet Blaauw's Theorie die Môglichkeit, das Geheimnisvolle, daf bis jetzt die sogenannten ,,Reizerscheinungen” verhüllte, zu enthüllen? Aber auch wenn die Môglichkeit besteht, die Reizerscheinungen in die Wachstumserscheinungen einzureihen, werden diese nicht ohne weiteres erklärt sein, denn das Wachstum an sich ist ein Pro- ze, dessen Kenntnis noch recht mangelhaft genannt werden mufi. Jede weitere Untersuchung nach dem Einfluf einer ,,Reizung” auf das Wachstum hat also ein zwaiteiliges Ziel: 1. Die Untersuchung einer etwaigen Beziehung zwischen Tro- pismus und Wachstumsänderungen, welche durch denselben ,,Reiz” verursacht werden (Blaauw’s Theorie). 2. Die Vermehrung unserer Kenntnis des Wachstumsvorganges selbst. 26 Indem Blaauw (4—6) sich das Erste als Ziel gestellt hatte, hat Vozgt (42) ungefähr zur gleichen Zeit mehr speziell derartige Unter- suchungen gemacht, um das Wachstum von Avena zu studieren. Vogt kam zu dem Schluf, daf für eine Lichtwachstumsreaktion eine viel grôBere Lichtmenge (3000 MKS) nütig ist, als für eine phototropische Kriüimmung. Sierp (34) kam später zu entgegen- gesetzten Resultaten. Dieser Unterschied wird wohl darin liegen, daB Vogt immer von oben her belichtete, wodurch die Pflanze nur einen winzigen Teil des zugeführten Lichtes empfängt. Van de Sande Bakhuyzen (2) hat die Frage von einer ganz anderen Seite angefafit. In Anknüpfung an Blaauw's Theorie hat er die Ergebnisse von Arisz (1) über phototropische Krümmungen und Stimmungsänderungen auf rein mathematischem Wege um- gerechnet und daraus die Lichtwachstumskurven konstruiert. Er konnte sich dabei nur stützen auf die Ergebnisse, welche Vogt und Sierp bei ihren Wachstumsmessungen erhalten hatten. Es wird : also einleuchtend sein, daB die Umrechnungen von van de Sande Bakhuyzen nicht immer stimmen werden mit den Befunden wei- terer Untersuchungen. Nichtsdestoweniger werden seine Betrach- tungen als Arbeitshypothese wertvolles Material zur Verfügung ‘ stellen. Bisher ist von allen Forschern angenommen worden, daf das Wachstum von Avena im Finstern und bei konstanten Versuchs- bedingungen ein recht konstantes sei. Daf man nicht immér davon überzeugt gewesen ist, hat sich in Vogt’s Ausspruch erwiesen, wo er es nicht ratsam achtet, in kürzeren Zeitintervallen als drei Minuten das Wachstum zu messen, wegen der Gefahr ,,stofweiser Ânderungen des Wachstums (1. c. S. 206). Es schien mir wünschenswert, zuerst das Wachstum im Dunkeln während längerer Zeit genau zu messen, bevor andere Versuche an- gestellt würden. Auch Frl. Zollikofer (45) hat während einiger Stunden das Wachstum im Dunkeln bei rotem Lichte bestimmt. Ich meine dennoch meine Versuche beschreiben zu müssen, well sie sich auf viel längere Zeiten ausgedehnt haben und zugleich wei- tere Frgebnisse über die groBe Wachstumsperiode liefern. 21 $ 7. Dauerbelichtung und nachherige Finsternis. Seitdem Blaauw (3) und Frôschel (18) gefunden haben, daf eine sehr geringe Lichtmenge genügt, um eine phototropische Krüm- mung auszulôsen und da für eine eben merkliche Kriüimmung eine bestimmte Lichtmenge nôtig ist, hat die weitere Untersuchung über Phototropismus sich beschäftigt mit dem Auffinden von weiteren Beziehungen zwischen der zugeführten Energie, der sogenannten , Reizmenge“, und der Reaktionsgrôfie, nach dem ,,Reizmengen- gesetz und der Produktregel. Das Arbeiten mit geringen Licht- und Schwerkraftmengen hat sich für diesen Zweck als notwendig erwiesen; dafi man fast aus- schliefilich damit arbeitete, war eine logische Folge des Stadiums, in welche die Forschung nach diesen Erscheinungen gelangt war. Derselbe Weg wurde verfolgt bei der Untersuchung nach der Lichtwachstumsreaktion, weil diese hauptsächlich nach dem Auf- finden einer Beziehung zwischen Phototropismus und Wachstums- reaktion orientiert war. Jedoch haben Vogt und Sierp (33 u. 36) auch das Wachstum von Avena-Koleoptilen beobachtet bei Dauerbelichtung mit ver- schiedenen Lichtintensitäten; zugleich haben sie die Endlänge ge- messen, welche die Koleoptile in den verschiedenen Lichtintensi- täten erreichten. Die Wahrnehmungen selbst sind nicht sehr exakt, ihre Ergebnisse aber sind so zweifellos, daf man daraus wohl seine Schlüsse ziehen darf. Es hat sich dann erwiesen, daf die Koleoptile eine desto kürzere Wachstumsperiode haben und eine desto geringere Endlänge erreichen, je hôher die Lichtintensität war, womit sie bei Dauerbelichtung bestrahlt wurden. Blaauw (6) hat diese Ergebnisse auch schon erwähnt und disku- tiert (1. c. S. 194 u.f) Er ist der Meinung, daf diese ganze Erschei- nung dem Gebiete der Lichtwachstumsreaktionen zugehôrt; er meint aber auch, da8 bei Dauerbelichtung die Sachen komplizierter sich gestalten als bei Belichtungen mit einer begrenzten Lichtmenge. Damit kann ich mich nicht ganz einverstanden erklären. Die Ver- suche Vogt's und Sierp's haben uns gezeigt, da durch eine Dauer- 28 belichtung von verschiedenen Tagen doch noch eine um so grôfiere Wachstumsverkürzung hervorgerufen wird, je hôher die Licht- intensität war. Die Pflanzen haben sich den verschiedenen Licht- intensitäten angepañit; und die Pflanzen, welche mit geringeren In- tensitäten bestrahlt wurden, haben nach dieser Anpassung ihr Wachs- tum, obgleich noch immer Licht zugeführt wurde, nicht weiter ver- ringern kônnen. Und doch hatten sie ihre Lichtempfindlichkeit aicht eingebüfit. Dieses hat ja Vogt gezeigt, als er bei Pflanzen, welche während 15 Stunden einer Dauerbelichtung mit 5 MK ausgesetzt gewesen waren, durch eine Intensitätserhôhung L.: auf 100 MK noch eine deutliche Wachstumsreakton hervorrufen konnte (1. c. S. 217). Aus diesen Versuchen läfit sich folgern, daf nicht nur die Lichtmenge bestimmend ist für die Lichtwachstums- reaktion, sondern daf auch die Lichtintensität von groBer Bedeutung sein kann. Denselben Gedanken über Anpassung ist auch Blaauw (6) zugetan, wenn er sagt: Daf diese Anpassung zur Lichtwachstumsreektion gehürt, ,Wird jeder zustimmen, der die Reaktion vom Anfang an Stunden lang verfolgt hat... Die Pflanze zeigt also auf die Belichtung eine Wachstumsreaktion und pafñit sich darauf bei Dauerbelich- ,tung einem ziemlich konstanten Wert an,welcher je nach dem Ver- ,suchsobjekt und der angewandten Intensität eine Fôrderung oder eine Verringerung sein kann. Aus den genannten Untersuchungen läfit sich schliefien, daf für die Anpassungserscheinungen die Lichtintensität bestimmend ist. Da diese Erscheinungen zweifellos auf Lichtwachstumsreaktionen zurückzuführen sind, so wird die Lichtintensität bei Dauerbelich- tungen auch dafür bestimmend sein; diese tritt immer als ,, jimiting- factor” in die Erscheinung. Alle diese Erwägungen und speziell Vogt's Versuche führen zu der Schlufifolgerung, daf die Licht- wachstumsreaktion in vollkommener Form rur von einer sehr gro- Ben Lichtmenge ausgelôst wird. Bis jetzt hat man mit geringeren Lichtmengen nur Bruchteile der ganzen Lichtwachstumsreaktion vorgeführt. DaB gerade Blaauw einer anderen Meinung zugetan ist, ist ja 29 selbstverständlich, denn er war der erste, welcher mit damals (1909) erstaunlich kleinen Lichtmengen phototropische Reaktionen her- vorgerufen hat. Wenn die ganze Lichtwachstumsreaktion tatsächlich nur von einer grofien Lichtmenge ausgelôst wird, hat man bis jetzt haupt- sächlich nur die Lichtwachstumsreaktion differenziert, d. h. man hat mit verschieden grofien, aber immerhin verhältnismäfig kleinen Lichtmengen die verschiedenen Anfangsstufen des Prozesses vor- geführt. Für eine exakte Analyse der Lichtwachstumserscheinungen ist diese Differenzierung allerdings von hohem Werte, um so mehr, wo ihre Befunde denjenigen des Phototropismus angeknüpft werden kôünnen und das war ja eben das erwünschte Ziel. Es würde aber nicht ohre Bedeutung sein, den ganzen Lichtwachstumsprozef ein- mal zu integrieren, d. h. die ganze Lichtwachstumsreaktion für ver- schieden hohe Lichtintensitäten vorzuführen. Festhaltend an dem Grundgedanken, daf die Lichtwachstums- reaktion durch eine relativ geringe Lichtmenge zustande gebracht wird, hat man es mit dem Begriff ,,Anpassung‘ nicht immer ganz genau genommen. In den letzten Jahren hat man ôfters zu früh ge- meint, daf die Pflanze einer bestimmten Lichtintensität angepañit war und dann beobachtet, was geschah, wenn man die Pflanze nach der Belichtung wieder ins Dunkel zurückbrachte. Die dann auf- tretenden Wachstumsschwankungen hat man einer ,,Dunkelwachs- tumsreaktion zugeschrieben. Da es aus theoretischen Gründen von dem grôfiten Interesse ist, ob etwa eine Reaktion auftreten kann als Folge des Aufhôrens einer Energiezufuhr (— Reizung) habe ich dieser Frage ein Kapitel (IV) gewidmet. Wenn man in der Tat mit Sicherheit eine derartige Reaktion nachweisen kônnte, müfite man darauf verzichten, für diese Er- scheinungen Analogien zu suchen in Prozessen, welche die Chemie uns kennen gelehrt hat. Dabei würde man nach kurzdauernder Reizung, bzw. Be- lichtung, überhaupt nicht sagen kônnen, inwieweit die auftretende Reaktion der Reizung selber oder dem Aufhôren der Reizung zuzu- schreiben wäre. Man kônnte z. B. wenn man nach allseitiger Vor- 30 belichtung einseitig nachbelichtet, die daraus resultierende photo- tropische Krümmung ebensogut der einseitigen Finsternis als der einseitigen Nachbelichtung zuschreiben. Kurz, diese schon verwickelten Prozesse würden so kompliziert werden, dafi man jeden Versuch sie zu entwirren, aufgeben müfite. Wenn es sich aber als sicher herausstellt, dafi nach dem Aufhôren der Reizung keine Reaktion mehr auftritt, dann wird man in der Reaktion einen sicheren Indikator haben, daf man die Pflanze gereizt hat. Beiden Belichtungsversuchen kann man ein solches Judizium entbehren; es wird aber wohl einleuchtend sein, welche gute Dienste solch” ein Indikator bei Schwerkraftversuchen leisten kann. Ein zweiter Erfolg dessen, dafi man immer mit kleinen Licht- mengen gearbeitet hat, ist, daf man einen sehr engen Verband ge- legt hat zwischen Lichtempfindlichkeit und Wachstumsgeschwin- digkeit. Wenn man aber Rothert's Abhandlung (30) genau studiert, dann wird man m. E. finden, dafi ein derartiger Zusammenhang zweïfelhaft ist. Denn Rothert hat für Avena (1. c. S.26, $ 10 und S.34—49, $13—19) festgestellt, daf die Zone des maximalen Wachs- tums nicht zusammenfällt mit derjenigen der grôfiten Lichtempfind- lichkeit. Auch hat er für Panicum (1. c. S. 173, $ 73) gefunden, daf die heliotropische Reizbarkeit auch dann erhalten bleiben kann, wenn ein Pflanzenteil, infolge Einstellung seines Wachstums, seine heliotropische Krümmungsfähigkeit verloren hat.” Auch diese Frage, nach der Beziehung zwischen Wachstums- intensität und Lichtempfindhchkeit, wird im Kapitel IV in Betracht gezogen werden. $ 8 Kleine Lichtmengen. Nichtsdestoweniger haben die Versuche mit begrenzten Licht- mengen, wie schon betont wurde, eine grofie Bedeutung für weitere Untersuchungen. Denn dadurch wird uns ein Einblick gestattet in die Lichtempfindlichkeit der Objekte; und zweitens werden die ausgelôsten Wachstumsreaktionen dem Phototropismus am nächsten 31 stehen. jedoch kann an der bis jetzt benutzten Methode noch ein Fehler haften. Es ist ja immer mit ,,weifiem” Lichte gearbeitet wor- den, und weifes Licht ist selbst eine komplexe Grôfe. Das wird wobl bei lange dauernden Belichtungen, wobei man die Anpassungserscheinungen studiert und enorme Lichtmengen zuführt, wenig ausmachen und wenigstens den Effekt der Anpassung nicht beträchtlich beeinflussen. Wenn man aber die Wachstums- reaktion auf kleine Lichtmengen studieren will und die Reaktion in einer einfachen Form hervorzurufen wünscht, sell man auch den Reiz in seiner einfachsten Form zuführen und monochromatisches Licht benutzen. Bei der Methode der Wachstumsmessung be: rotem Lichte war das freilich nicht môglich, da das rote Licht doch den Effekt der Reizung trüben würde. Die von mir benutzte Methode hat diese Schwierigkeit beseitigt; und so habe ich eine Versuchs- reihe angeordnet, wobei einfarbiges Licht dosiert worden ist (Ka- pitel V). Ich hatte damit zwei Absichten: erstens wollte ich einmal sehen, ob die Reaktionsart auf einfarbiges Licht vielleicht eine an- dere sei als die auf weifies Licht; und zweitens konnte ich in dieser Richtung die Richtigkeit der Blaauw’schen Theorie prüfen, weil die Lichtempfindlichkeitsverteilung im Spektrum für den Phototro- pismus schon durch Blaauw's Arbeit (3) bekannt geworden ist. Die Anwendung von monochrematischem Licht bietet noch einen groen Vorteil. Denn bis jetzt hat man immer die Lichtmengen ausgedrückt in MKS d. h. in rein optischen Grôfen, welche nur für das menschliche Auge, also subjektiv bestehen. Einfarbiges Licht gestattet uns die Lichtmengen in physikalischen Energiegrôlien auszudrücken. Die Annahme liegt auf der Hand, dafi man mit ein- farbigem Licht die Lichtwachstumsreaktion in ihrer einfachsten Form vorführen wird. Dies wird uns besonders zu Diensten kom- men, wenn wir zuletzt untersuchen werden, ob und inwieweit Licht- und Schwerkraftreizung einander beeinflussen kônnen. &8 9 Die Schwerkraft. Der Einfluf des Lichtes auf den pflanzlichen Organismus darf ein kompliziertes Problem genannt werden; dasselbe gilt aber in 22 noch hôüherem Grade für den Einflufi der Schwerkraft. Als die Gül- tigkeit des Bunsen-Roscoe’schen Gesetzes für den Phototropis- mus erwiesen wurde (Blaau w (3) und Frôschel (18) waren so viele Prozesse aus der Photochemie des Anorganischen bekannt, daf man die gefundenen Tatsachen den Beispielen aus der leblosen Na- tur einordnen konnte. Die vôllige Unbekanntheit aber mit dem Wesen der physiologischen Wirkung der Schwerkraft wird wohl daran zuzuschreiben sein, daB es keine ,,Schwerkraft-Chemie” gibt, d. h. da die Schwerkraft, soweit bekannt, bei chemischen Pro- zessen nur eine untergeordnete Rolle spielt. Frau Rutten-Pekelharing’s (31) Untersuchungen danken wir die Kenntnis, daf auch für den Geotropismus das ,, Reizmengen- gesetz gültig ist. Was hier aber die ,,Reizmenge‘”, oder selbst nur die ,,Menge“, ist, ist dadurch nicht geklärt worden. Während die Schwerkraft selbst ja an der Ober- und Unterseite eines horizontal gelegten orthotropen Organs die gleiche ist, wird dennoch durch eine einseitige Emwirkung der Schwerkraft eine Kriüimmung ausgelëst, durch ungleiches Wachstum der Ober- und der Unterseite. Während beim Phototropismus die Vorder- und die Hinterseite verschieden grofie Lichtmengen bekommen, und man daraus verschiedenes Wachstum und schliefilich eine Krümmung ableiten kann, läfit eine derartige Erklärung uns beim Geotropismus véllig im Stiche. Die einzige verständliche Auffassung ist, daf man die Energie nicht aufer, sondern in der Pflanze suchen muf und annehmen muf,, daB die Schwerkraft eine Massen- bzw. eine Druckwirkung aus- übt. Die pflanzliche Zelle, und wahrscheinlich spezieller das Proto- plasma, ist dieser Massenwirkung der Schwerkraft ausgesetzt. Îst diese Wirkung einseitig, so wird die bekannte geotropische Krüm- mung ausgelôst, ob aber die Einwirkung in vertikaler Stellung und die allseitige Einwirkung auf der horizontalen Klinostatenachse das Wachstum beeinflussen, darüber sind wir noch nicht emmgehend unterrichtet worden. Schon lange Zeit, bevor man die Reizerscheinungen mit denje- nigen des Wachstums in Beziehung brachte, hat man über die Frage 2estritten, ob die Schwerkraft in verschiedenen Stellungen als Reiz 35 wirke. So findet man die Meinung Pfeffer’s (28): es ist jedenrfalls ‘Unrecht, anzunehmen, da nach der Überführung in die Ruhelage (Vertikalstand) der geotropische Reiz aufhërt”, derjenigen von Nol] (27) gegenübergesetzt, der die Vertikalstellung als die ,,reizlose” Lage entscheidet. Diese Frage ist zugunsten Pfeffer's Auffassung entschieden durch die interessante Arbeit von Frau Romell-Rif (29). Für die -weitere Diskussion über die Meinungen Pfeffer’s und Noll's ver- -weise ich auf Frau Romell's Arbeit (1. c. S. 174 u.f.). Ihre Arbeit hat uns die Längskomponente der Schwere kennen gelehrt, wovon man schon früher (Bremekamp (19) S. 18,) die Existenz vermutet hatte. Frau Romell fand, daf eine allseitige Reizung vertikal zur Längsrichtung die Reaktion nach vorangehender oder folgender einseitiger Reizung nicht beeinflufite. Eine Zentrifugal- oder Schwer- kraftreizung in der Längsrichtung aber hemmte die Reaktion auf einseitige Querreizung. In der jüngsten Zeit erschien die neue Arbeit von Frl. Zollikofer (45), die zum erstenmal das Wachstum nach allseitiger oder in der Längsrichtung einwirkender Schwer- kraftreizung zu messen versucht hat. Sie hat dabei Blaauw's mi- kroskopische Methode benutzt und konnte also nicht während der Reizung ihre Messungen verfolgen. Die ältere Literatur ist von 1hr diskutiert worden, so daf ich dafür aufihre Arbeit hinweise. Esgenügt hier nur noch zu betonen, dafi man früher keine Ânderuagen des ‘Wachstums auf der horizontalen Klinostatenachse gefunden hatte, mit der einzigen Ausnahme der Knoten einiger Gelenksprosse (Gra- mineenstengel: Elfving (17) und einige anderen Knotensprosse: Luxburg (25). Auch die Wirkung der Schwerkraft in der Längs- richtung würde das Wachstum nicht ändern. Nur in inverser Stel- Jung würde das Wachstum herabgesetzt sein. Frl. Zollikofer findet, da nach einer Klinostatenrotation oder Zentrifugalreizung wohl Wachstumschwankungen auftreten. Bei der Besprechung meiner Resultate (Kapitel VI) komme ich auf ihre Arbeit noch zurück. Hier will ich nur betonen, dal sie nicht während sondern nur #ach der Reizung ihre Messungen verrichten konnte. Dazu kommt noch, daf sie die Versuchspflanzen vor der 3 34 Reizung auf dem Klinostaten oder der Zentrifuge aufstellen mufite und sie nachher wieder in den Thermostaten zurückbrachte, was für ein regelmäfliges Wachstum recht stôrend sein kann. Es gibt da ferner noch eine Frage, welche nur durch genaue Wachs- tumsmessungen auf dem Klinostaten entschieden werden kann: Wie bekannt, hat Czapek (16) die Theorie aufgestellt, daf die Schwerkraft auf der horizontalen Klinostatenachse gar nicht perzi- piert würde, wenn nur die Umdrehungsgeschwindigkeit nicht zu klein wäre. Man hat immer diese Theorie für unwahrscheinlich gehalten, ohne daB schlagende Beweise gegeben sind, da Czapek sich geirrt hat. Nur die genannten Versuche über Knotenstengel scheinen Czapek's Theorie zu widersprechen. Auch auf die Frage zur Klinostatentheorie wird noch näher eingegangen werden. & 10. Licht und Schwerkraft. Schon während eines ganzen Jahrhunderts haben die Forscher sich beschäftigt mit der Frage, ob und inwieweit Licht und Schwer- kraft zusammenarbeiten bei der Bestimmung der Lage eines Pflan- zenteils. Später wurden die Untersuchungen in dieser Richtung übertragen auf das Gebiet der tropistischen Erscheinungen und hat man untersucht, ob es müglich sei, eine geotropische Reaktion durch eine entgegengesetzte phototropische zu unterdrücken, wobei immer di: Frage gestellt wurde, ob es etwa Analogien, oder selbst Homo- logien gebe zwischen Geotropismus und Phototropismus. Die recht komplizierten und scharf einander gegenübergesetzten Mei- nungen sind von v. Guttenberg (20) weitgehend diskutiert worden. Für die bis 1907 erschienene Literatur verweise ich auf seine Ab- handlung. v. Guttenberg selbst hat versucht, die geotropische Krümmung bei Dauerreizung aufzuheben durch eine Dauerbelich- tung, welche an sich eine entgegengesetzte Krümmungstendenz hervorrief. Für die untersuchten Pflanzen war die Lichtintensität welche diesen Effekt hervorrief, eine recht miedrige; für Avena z.B. 0,0475 HK. v. Guttenberg hat aber nur mit verschiedenen Re1z- intensitäten gearbeitet, ohne die Reizdauer in Betracht zu “rcnhétrb M os Co LL 39 ziehen, so daf die Daten seiner Arbeit nicht ohne weiteres brauch- bar sind. Frau Rutten-Pekelharing (31) hat versucht, unterschwellige geotropische Reizung mit unterschwelliger phototropischer zu summieren. Îhre negativen Resultate sind später von Bremekamp (11 u. 14) erklärt worden. Clark (15) (1. c. S. 763) hat gefunden, daf allseitige Belichtung, welche auf eine geotropische Induktion folgte, die geotropische Re- aktion, welche anfangs negativ war, später in eine positive ändern konnte. Dies trifft aber nicht zu für geotropische Induktionen mit weniger als 600 mgr.Sek. Er meint, diese Abänderung der Reaktion nicht in der Perzeption, sondern in der Reaktion selber finden zu müssen. Krones (23) hat gefunden, dafi die geotropische Präsentations- zeit unter dem Einfluf allseitiger Vorbelichtung merklich verlängert wird. Diese Erscheinung soll, nach Krones, aber nicht auf Wachs- tumsänderungen zurückgeführt werden, denn diese hat er nicht nachweisen kôünnen. Wie er aber das Wachstum gemessen hat, wird nicht mitgeteili. Sperlich (39) hat eme Anzahl Daten geliefert, welche aber kom- plizierte Verhältnisse zwischen beiden Reizen betreffen und wobei verwickelte Prozesse in die Erscheinung treten. Bremekamp (11 u. 14) hat zum ersten Male der schon längst bekannten Tatsache Rechnung getragen, dafi die phototropische Reaktionszeit eine viel längere ist als die geotropische. Mit einer ge- eigneten Aufeinanderfolge der beiden Reizungen hat er die Sum- mationserscheinungen erhalten, nach welchen Frau Rutten-Pe- kelharing vergebens gesucht hatte. Für die weitere Erklärung der tropistischen Erscheinungen durch Wachstumsvorsänge werden die von Bremekamp aufgedeckten Tatsachen ein wichtiges Material hefern kônnen. In dieser Arbeit müssen wir uns beschränken auf diese zwei prinzipiellen Fragen: 1. Wie verläuft eine Lichtwachstumsreaktion vor, während und nach einer Klinostatenrotation ? 3% 36 2. Ist es môglich etwa eine Schwerewachstumsreaktion durch «eine Lichtwachstumsreaktion aufzuheben, oder wenigstens zu be- -influssen ? Wenn wir auf diese orientierenden Fragen eine Antwort bekom- men, ist dadurch die Môglichkeit für weitere Untersuchungen auf diesem Gebiete erôffnet, und ein Weg zu weiteren Forschungen gezelgt. in its à bn inst Kapitel III. DAS WACHSTUM IM DUNKELN. — DIE GROSSE PERIODE. $ 11. Allgemeine Versuchsbedingungen. Schon Rothert (30) hat Ergebnisse mitgeteilt über das Wachstum von Avena-Koleoptilen und über den Einfluf äuferer Umstände auf das Wachstum. In jüngerer Zeit haben Vogt (42), Sierp 33—37), und Frl. Zollikofer (45) weitere Beiträge für unsere Kenntnis des Wachstums dieser Versuchspflanze geliefert. Aus allen diesen Untersuchungen geht hervor, dafi nahezu jede Ânde- rung der äuBeren Verhältnisse das Wachstum mehr oder weniger beeinträchtigt, so da man danach streben soll, die Temperatur, den Feuchtigkeitsgehalt usw., so konstant wie môglich zu halten. Die von mir benutzte Methode hat ungefragt einige Tatsachen ge- liefert, welche ich hier kurz erwähnen will. a) Der Boden. Wie schon bemerkt wurde (siehe Seite 23) werden die gekeimten Samen in gesiebte Erde gebracht. Es kam einige Male vor, daf augenscheinlich normale Pflanzen, welche bei übrigens normaler Entwickelung kürzer waren, als man erwarten konnte, ein so herabgesetztes und unregelmäfiges Wachstum auf- wiesen, daf sie für Versuche nicht verwendbar waren. Wenn man nachher diese Pflanzer einseitig belichtete, so erwies sich die Reak- tionsfähigkeit auch stark herabgesetzt. Das Wurzelsystem war in diesen Fällen immer kümmerlich entwickelt. Hauptsächlich im Anfang meiner Versuche kamen solche Pflanzen vor. Ich meine die Ursache suchen zu müssen in dem Zufestandrücken der Erde, was ich anfangs tat, um etwaige Verschiebungen durch Erschütte- rungen zu vermeiden. Diese Furcht erwies sich alsbald unbegründet ; seitdem die Erde nicht mehr so fest angedrückt wurde, haben der- artige Erscheinungen sich äuBerst selten gezeigt. b) Feuchtigkeitszustand. Der Feuchtigkeitsgehalt der Erde 38 scheint nur in geringem Mae das Wackhstum zu beeinflussen. Nur bekam ich den Eindruck, da die Hypokotile infolge geringen Wasser- gehaltes des Bodens auszuwachsen anfangen und Nutationen in den Vordergrund rücken. Ebenso wie Sierp (33) (1. c. S. 12) für Lepidium eine starke Wachstumssteigerung nach dem Begiefen ge- funden hat, habe ich ein derartiges Verhalten bei Avena beobachtet. Auch ich war der Meinung Sierp's zugetan, dal die scheinbare Wachstumssteigerung nur physikalischen Prozessen im Boden zu- geschrieben werden müfte und habe diese Meinung als richtig be- weisen kônnen. Ein gut mit Wasser durchtränktes hôlzernes Kole- optil-Modell wurde in mäfig feuchter Erde eingepflanzt und auf das Auxanometer aufgestellt. TE Fig. 7. Scheinbares Wachstum nach einer Begiefiung. Zeitsignal — 6 Min. Nach einiger Zeit fing dieses Modell zu ,,wachsen” an, zuerst schnell, dann langsamer. Die ganze Längenzunahme betrug 80 w und dauerte ungefähr 12 Minuten. Ich habe darum immer 24 Stunden, bevor der Versuch angefangen wurde, das letztemal begossen. Die Luftfeuchtigkeit war so, daf die Verdunstung nur gering war und während des Versuchs war das Tôpfchen allerdings nahezu ganz abgedeckt, wodurch die Ver- dunstung auf ein Minimum beschränkt war. Die Untersuchungen Vogt’s (42) und Walter’s (43) haben klar gemacht, daf die Luftfeuchtigkeit für das Wachstum von sehr grofier Bedeutung ist. Im Versuchszimmer war der relative Feuchtigkeits- zustand bis auf 5% konstant, d. h. er schwankte zwischen 65—70%, dem hôüchsten Gehalt, der erreichbar war. Oberhalb der elektrischen Ofen, welche eine auBerordentliche ,,trockene” Wärme abstrahlen, sind grofe platte Zinkgefäfie mit Wasser angebracht worden und weiter strômt mittels einer Rieselvorrichtung, immer Wasser an einem 2 m langen herabhängenden Tuch entlang. Nichtsdesto- dote. fofo lee à ES 39 weniger war der Luftfeuchtigkeitsgehalt auf nicht hôher als 70% zu bringen; er sank aber auch nicht unter den genannten Wert herab. c) Die Temperatur. Diese konnte im Versuchszimmer Tage hindurch konstant gehalten werden. Ein kontrollierender Ther- mograph zog eine vollkommen gerade Linie. Die auf S. 14 er- wähnten Verbesserungen gewähren eine Temperaturkonstanz bis auf !/,,°. Der Einfluf stärkerer Temperaturschwankungen auf das Wachstum der Avena-Koleoptilen ist schon von Vogt (42) und Sierp (33) studiert worden. Noch abgesehen von plôtzlichen star- ken Ânderungen der Temperatur, hat es sich herausgestellt, daf auch eine blofe Inkonstanz der Temperatur schon sehr merklich das Wachstum beeinflufit. Das habeich deutlich beobachtet in den wenigen Fällen, wo ich das Material nicht zuerst 24 Stunden in das Versuchszimmer gebracht hatte, sondern sofort nach der Über- führung aus dem Gewächshause für den Versuch benutzte. . Ob- gleich im Gewächshausdunkelzimmer mit seinen doppelten Wänden, die Temperatur sich nicht schnell ändert, macht der Einfluf der nicht konstanten Temperatur sich stundenlang merkbar in einem schwan- kenden Wachstumsverlauf. Tabelle 4. Einfluf nicht-konstanter Temperatur auf das Wachstum. Wachstum in w pro Minute. Zeitsignal 10 Min. : Temp.- Nr. Schwankung SA A 22 ne CON 6 12 |115. 12.8 à 155 | 180-200 NÉS 1:01 10,910; EE 2 Std. 3 Std. 4 Std. Der 7 7 ACER ET 02e D : 155 | 9 10 10 FAI EC TEE 9:11 10 13 14 14: Fortsetzung : 5 Yd. £ PA AID 2002 PE: 15% 1617 155 | 40 d) Das rote Licht. Die Aufstellung der Pflanze wurde angestellt bei ,,schwachem‘ rotem Lichte (nach Frl. Zollikofer (45) S. 248, 0,4 HK.) Der kombinierte Einfluf der Aufstellung und des roten Lichtes äuferte sich in einer kleinen Wachstumshemmung, welche, bisweilen nach einigen Schwankungen, nach 1 bis 113 Stunden vorüber war. Das Wachstum wurde dann ganz regelmäfig und eine Stunde später konnte der eigentliche Versuch anfangen. Nach der Aufstellung wurde das Zimmer nicht ôfter als notwendig war be- treten. Nur wenn ich für längere Zeit das Institut verlief, wurde zuvor die Stellung der Pflanze bei so wenig rotem Lichte, wie es. mir môglich war, kontrolliert. Der Einfluf dieser Kontrollbelich- tung war bisweilen nicht, bisweilen aber wohl merklich. Ich gebe- nur ein Beispiel des letztereni Falles wieder. Tabelle 5. Einflufi roten Lichtes auf das Wachstum. Wachstum in w pro Minute (Zeitsignal 10 Minuten). Bei ? rotes Licht. Vers.- Nr. | Std. 61 | 30 30 30 | 30:30) 22131 50 D °° 2e 68 22, 1 21 | 21. 22 18. 24 29.29: | 2 0 Im fünften Kapitel wird noch auf den Einfluf des roten Lichtes zurückgekommen werden. e) Nutationen. Schon Rothert (30) (1. c.S.27) erzählt uns, daB er nicht selten beobachtete, daf die Spitze eines Avena-Kole- optils in einer Stunde über | cm weit nutierte. Tatsächlich sind derartige Pflanzen nicht seltsam. Die stark nutierenden Individuen geraten bald unter der Kontaktvorrichtung hinweg und der Ver- such stellt sich selbst ein. Nur mit sehr gutem Material kann man Versuche von 12 Stunden oder länger unternehmen; ja nicht selten ist die Versuchsdauer, sozusagen, unbeschränkt. Das ausgezeich- netste Material aber weist auch bisweilen eine kleine Nutation auf. Sobald eine Nutation auftritt, steht die Koleoptilenspitze nicht 41 linger wagerecht unter der Kontaktvorrichtung; so hat diese eine läingere Strecke zurückzulegen, bevor wieder der Stroni geschlossen wird. Es treten dann plôtzlich längere Linien am Versuchsproto- Loll auf: diese setzen uns instand, mit Gewifheit die Nutationeri von anderen Wachstumsänderungen zu unterscheiden. & 12. Die grofe Wachstumsperiode. Sogar wenn alle äuBeren Verhältnisse vollkommen konstant sind, ist der Wachstumsverlauf der Avena-Kolecptile nicht 2eradlinig. Ein Faktor, offenbar autonomer Natur, verleiht dem Wachstum den charakteristischen Verlauf, der schon längst als die ,,grofie Periode” bekannt ist. Rothert (30) hat schon bei Avena diese grofie Periode beobachtet: mit Rücksicht auf den Zweck seiner Versuche hat er aber mehr die Verteilung des Wachstums im Koleoptil studiert. (1. c. S. 28). Er hat gefunden, daf die Zone des maximalen Wachs- tums, welche von der absoluten Länge unabhängig ist, 9 bis 12 mm unter der Koleoptilenspitze liegt. Vozgt (42) (1. c. S. 197 u. f.) hat die grofie Periode studiert durch 12-stündliche Längenbestimmungen einer grofien Zahl Koleoptile. Aus seiner Tabelle (S. 198) läfit sich erstens ableiten, daf die grofie Periode vorüber ist, wenn die Pflanzen eine Länge von 30—43,3 mm (im Mittel 37 mm) erreicht haben. Zweitens läfit sich, allerdings nur sehr oberflächlich, berechnen, daB die Wachstumsgeschwindigzkeit von Pflanzen von einer Länge, die sie für Versuche geeignet macht, vor der grofen Periode stündlich im Mittel mit 1,65 4 pro Minute zunimmt. Sierp (33 u. 36) hat die Lage der grofien Periode durch halb- stündliche mikroskopische Messungen der Längenzunahme be- stimmt. Weil auch er aber nur das Wachstum pro Halbtag angibt, liefern seine genaueren Messungen keine weiteren Ergebnisse. Aus seiner Tabelle läfit sich eine stündliche Zunahme der Wachstums- geschwindigkeit von ungefähr 1 w pro Minute ableiten, für Pflan- zen, welche die grofie Periode noch nicht erreicht haben. Genauer ist das Wachstum ,,im Dunkeln‘* von Fri. Zollikofer L (45) bestimmt worden, welche jede 3 Minuten die Längenzunahme 42 mittels des Horizontalmikroskops bei schwachem rotem Lichte bestimmt hat. Sie hat als durchschnittliche Wachstumszunahme 5% pro Stunde gefunden; ihre Messungen jedoch hat sie nur wäh- rend einiger Stunden verfolgen künnen. | Auf welchem Augenblick die grofie Periode in absoluter Finster- nis erreicht wird ist noch nie bestimmt worden, ebensowenig wie sie erreicht wird und wie die Pflanze später wiede: langsamer zu wachsen anfängt. Es schien mir von Interesse dies zu untersuchen. Zu die- sem Zwecke wurde das Wachstum von Koleoptilen verschiedener Länge im Dunkeln bestimmt, auch einigemale während 12 Stun- den und länger. Zehn Versuche von sehr larger Dauer wurden ge- macht, wie aus folgenaer Tabelle hervorgeht: Anzahl Pflanzen | Anfangslänge | Endlänge 5 18 mm | 43 mm 3 20 — 40 — 2 25. — 47 — Weiter wurden zahlreiche Daten benutzt aus Protokollen von Pflanzen verschiedener Länge, bevor diese Letzteren belichtet usw. wurden. Es ist nicht müzlich, alle Daten wiederzugeben; ich be- schränke mich auf eine Ulbersichtstabelle, welche die äufersten, stündigen Wachstumswerte pro Minute gibt. Aus den sämtlichen Werten wurde der Mittelwert berechnet. Letzterer wurde auf | 4 so abgerundet, daf er am besten in die Kurve hineingetrazen werden konnte. Tabelle 6. Wachstum im Dunkeln. a. Zeit in Stunden. b. Âuferste Werte und c. Mittelwert des Wachstums. Diese Zahlen sind die durchschnittlichen Wachstumswerte in w pro Minute, berechnet aus den stündlichen Mittelwerten. Bei d. die durchschnittliche Länge des Koleoptils in mm. (f,13 15 18.20 OS OA NA OT OS M7 6 10 10 MOV 2 RD > 10-12" 14 16 N IS 20 0 RO d 151203 21 218 27 23825 02630076 AIRE 43 Tabelle 6 (Fortsetzung). a. 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 b { PR F2 33 31 31 27 27 24,0 22 20 | 290026 26 PRE 21 20 19 18 18 31 31 20L/029520728/ 001726 24 22 20 18 d. DANS 0 3030 130.2 039 600 4130 AZ JA TA, 452. 46,3 (o Aus dieser Tabelle 6 sind zwei Kurven konstruiert worden. Bei der einen ist die Zeit auf die Abszisse eingetragen, während das Wachstuin pro Minute von den Ordinaten angegeben wird (Fig8,A). Bei der zweiten Kurve (Fig. 8,B) ist bei denselben Ordinaten die Länge der Koleoptilen als Abszisse ausgesetzt. Es hat sich erwiesen, dafi bei den untersuchten Pflan- zen das maximale Wachstum erreicht wird bei einer Länge von 3i bis 37 mm, durchschnittlich also bei einer Länge von 34 mm Die stündliche Wachstumszunahme ist anfangs 2 w pro Minute und wird kurz vor dem Maximum bis 3 L’ gesteigert, um dann wie- der auf | y zu sinken. Das Maximum scheint einige Stunden an- zuhalten, dann sinkt das Wachstum zuerst langsam, dann etwas schneller wieder herab. Da gewôhnlich Pflanzen, die länger als 40 mm waren, nicht mehr benutzt wurden, hatte es für diese Ar- beit keinen Wert über noch längere Koleoptile die Versuche aus- zudehnen. Die ziemhich grofie individuelle Verschiedenheit der Versuchs- pflanzen nimmt diesen Messungen den Anspruch auf vollkemmene Richtigkeit. Doch werden die Resultate im allgemeinen den Wachs- tumsverlauf ungefähr wiedergeben. Es wird uns allerdings weiter- hin môglich sein, mit ziemlich grofier Gewifiheit mit Hilfe dieser Daten zu berechnen, wie das Wachstum, das von äuferen Umstän- den stark geändert wurde, gewesen sein würde, wenn diese äuferen Bedingungen konstant gewesen wären. Da Frl. Zollikofer nur mit kürzeren Koleoptilen und bei rotem Lichte arbeitete, scheint mir ihre Berechnung für nicht allzulange Versuche mit meinen Befunden ziemlich gut zu stimmen. 44 30 20 e s Ja pro Minut œ L=2 LE Le] Wachstum in 1 — de 1 L— 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 4 Länge des Koleoptils in m.m. Fig. 8. Die groBe Periode. A) die Zeit in Stunden als Abszisse: B)\ die Koleoptilenlänge als Abszisse. Das Wachstum in & pro Minute. 45 “A Der Einfluf des ersten grünen Blattes. Nebst der Lage der grofien Periode, gibt es noch eine Frage, welche für die Kenntnis von Avena als Versuchsobjekt im allge- meinen und fü; die Wachstumsreaktionen im Besonderen von grofiem Interesse ist : nämlich der Einfluf des ersten grünen Blattes, welches vom Koleoptile eingehüllt wird. Rothert (30) S. 27, verdanken wir die Kenntnis, dafi im Anfang das Koleoptil schneller wächst als das erste Blatt. Kurz bevor das Wachstum des Koleoptils sich aber einzustellen anfängt, fängt das erste Blatt an sehr schnell zu wachsen, um schliefilich das Koleoptil zu durchbrechen. Diese Augenblick und was ihm kurz vorausgeht, ist von Vogt (42) S. 268, genau beschrieben worden, soweit es sich allerdings makroskopisch verfolgen läfit. Es ist nun einigemale geschehen, da das Koleoptil während der Registrierung durchbrochen wurde. Tatsächlich geht dieser Vorgang sozusagen wie eine Explosion vor sich. Fig. 9. Durchbrechung des Koleoptils. Zeitsignal: 10 Minuten. Das Wachstum wird plôtzlich in hohern Grade beschleunigt; man bekommt den Eindruck, dafi im Koleoptile eine Spannung herrschte, welche in einem beschleunigten Wachstum des grünen Blattes einen Ausweg sucht (cf. Vogt, IR c:). Das Wachstum des ersten Blattes bleibt dann immer viel schneller als das Wachstum des Koleoptils am Ende war. Wegen dieser Spannung kommt es mir erwünscht vor, nicht zu alte Koleoptile für Versuche zu ver- wenden. 46 Die Tatsache, daf der Apparat imstande ist, das Wachstum des äuferst zarten ersten Blattes zu registrieren, dürfte den Leser mit der Anwendung mechanischen Kontaktes versôhnen: offenbar wird hierdurch nicht schroff in die Lebenstätigkeit der Pflanze ein- gegriffen. Mit der Registrierung des Wachstums des ersten Blattes konnte noch eine zweite Frage entschieden werden. Denn obgleich Ro- thert (1. c.S. 27) schon gezeigt hat, daf das erste grüne Blatt keinen Phototrepismus aufweist, und Vozt (1. c. S. 266) erwiesen hat, daf dieses Organ, wenn man das Koleoptil entfernt, auf geringe Licht- mengen weder Phototropismus, noch eine Wachstumsreaktion auf- weist, gibt es dennoch Forscher, welche aus diesen Gründen Avena für kein geeignetes Versuchsobjekt halten. Sie gehen ja von der Annahme aus, dafi das grüne Blatt lichtempfindlich ist und die Reaktion des Koleoptils beeinflussen kann. Tatsächlich darf dieses Blatt bei einseitigen Belichtungen mit nicht einfarbigem Lichte die Ursache davon sein, daf die Hinter- seite Licht einer anderen Zusammenrsetzung bekommt wie die Vor- derseite. Dafi aber eine von einer allseitigen Belichtung (wenn also die Absorption keine vorwiegende Rolle spielt) ausgelôste Lichtwachstumsreaktion nicht vom grünen Blatte beeinflufit werden kann, wird durch den folgenden Versuch erwiesen. Tabelle 7. Versuch Nr. 129. a. Dauerbelichtung des Koleoptils, und b. (18 Stunden später) des ersten grünen Blattes mit 90 MK während 112 Stunde. Wachstum in #4 pro Minute (Zeitsignal 10 Minuten). lemp. 2103: Licht! ] Std. a | 11 1 2012013026 6 7 16 PSN D 0023.e 3025 95 l'as 242 gs 27 02 Fortsetzung : Dunkel 2 Std. MU CECI EL PR 20 02 2 47 Tabelle 7 bezieht sich auf einen Versuch, welcher 28 Stunden dauerte. Das Koleoptil wurde verschiedenen Belichtungen ausge- setzt u. a. der hier angegebenen Dauerbelichtung mit 90 MK während 114 Stunde. 14 Stunden nach dem Anfang dieser Belich- tung wurde das Koleoptil durchbrochen und wieder 4 Stunden später wurde das erste Blatt derselben Dauerbelichtung ausgesetzt. Aus diesem Versuch hat sich klar herausgestellt, daf sogar Dauerbelichtung mit 90 MK das Wachstum des ersten Blattes nicht beeinflufit. Kapitel IV. DAUERBELICHTUNG UND VERDUNKELUNG. 8 14 Theoretisches. Im zweiten Kapitel wurde die Frage der Dauerbelichtung und der Anpassung an bestimmte Lichtintensitäten diskutiert. Bisher hat man nur grobe Méessungen des Wachstums angestellt für sehr lang anhaltende Dauerbelichtungen, während man die mikroskopischen Wachstumsmessungen bei Avena bei Dauerbelichtung noch niemals über eine so grofie Zeitstrecke ausgedehnt hat, dafi man während der Belichtung ein wirklich konstantes Wachstum auftreten sah. Und doch hat man jüngst Schlufifolgerungen gemacht über die Wachstumswellen, welche man nach der Belichtung im Finsteren beobachtete. In seiner in 1918 erschienenenArbeit teilt Sierp (34) zum ersten- male mit, dafwährend einer, auf Dauerbelichtung während kürzerer oder längerer Zeiten folgenden, Finsternis eine so erhebliche Wachs- tumsbeschleunigung zutage tritt, da er sich vorstellt, es gebe eine , Dunkelwachstumsreaktion, welche der Lichtwachstumsreaktion entgegengesetzt sei. Auch würde eine Intensitätsverringerung wäh- rend der Belichtung eine Reaktion hervorrufen, welche derjenigen auf Intensitätserhôhung entgegengesetzt sein würde. Sierp zieht hieraus den Schluf, daf das Zurücklaufen einer. phototropischen Krümmung, früher dem Autotropismus zugeschrieben, von der Dunkelwachstumsreaktion verursacht wird. Diese Auffassung ist mit allen ihren Konsequenzen übernommen 49 worden von Van de Sande Bakhuyzen (2) (Kap. IV, S. 85); denn auch die Tatsache, daf man nach sehr kurz dauernden Be- lichtungen auf dem Klinostate die Kriüimmung zurückgehen sieht (cf. Arisz (1) $ 11) wird von Van de Sande Bakhuyzen mit der Dunkelwachstumsreaktion in Beziehung gebracht. Letzterer stellt sich vor, daB die Lichtwachstumsreaktion sich aus zwei Prozessen zusammenstellt; die Wachstumsverzôgerung, als Folge der Nach- wirkung des Lichtes und zweitens die Wachstumsbeschleunigung, als Folge der auf der Belichtung folgenden Finsternis. Damit eine vollständige Geradestreckung der Pflanze daraus resultiere, ist die Annahme notwendig, daB die Wachstumsbeschleunigung um so erheblicher sein wird, je grôfier die vorangegangene Wachstums- verzôgerung gewesen ist (1. c. S. 87). Bevor ich weiter auf meine Versuche eingehe, werden wir die äuferst wichtige theoretische Seite dieses Problems einmal ins Auge fassen. Die Theorie der Dunkelwachstumsreaktion muf ja für den, vielen unkiaren, Begriff ,, Autotropismnus" an die Stelle treten und läfit sich etwa folgenderweise definieren: , Die Rückkehr aus einem, von geänderten äufBeren Bedingungen bedingten Zustand in den frü- heren Gleichgewichtszustand, durch eine Reaktion, welche der- jenigen, die zum Verlassen des Gleichgewichtszustandes fiührte, entgegengesetzt ist.” Diese Auffassung steht aber im Widerspruch mit der ursprüng- lichen Meinung Blaauw's (4—6), welcher die Verschiebung des Gleichgewichtes von der Belichtung bedingt achtet, als Folge eines photochemischen Prozesses. Kurze Belichtungen werden das Dun- kelgleichgewicht für kürzere Zeit stôren; die auftretenden Wachs- tumswellen werden schwanken um das alte Gleichgewicht und schliefilich in ihm auslaufen, weil die Ursache der Gleichgewichts- stôrung inzwischen selbst nicht mehr existiert. Bei Belichtungen während genügender Zeit aber werden Schwan- kungen um eine neue Gleichgewichtslage auftreten; wenn diese zuletzt erreicht ist, ist das Wachstum der Pflanze an die bestrahlende Lichtintensität angepalit. Für die benutzte Intensität ist der photo- chemische Prozefi dann abgelaufen; auch werden geringere Inten- 4 50 sitäten nicht aufs neue eine Reaktion hervorrufen künnen, was für hôhere Intensitäten wohl môglich ist. Betrachtet man nun die Finsternis als untere Grenze der Licht- intensitätsverringerung, dann muf auch diese keine Reaktion her- vorrufen. Van de Sande Bakhuyzen hat dieser Frage wichtige und inte- ressante Erwägungen gewidmet ($ 17, S. 85 und $ 19, S. 108). Er hat sich aber die Verhältnisse zu einfach vorgestellt. Die Lichtwachs- tumsreaktion ist tatsächlich viel mehr verwickelt, als sich aus seiner Berechnungen folgern läfit und seine Erklärung des Autotropismus wird sich im folgenden als unrichtig erweisen. Es ist besser, im alten Begriff des Autotropismus zu beharren, welcher sagt, da der Organismus Lage und Gestalt anstrebt, welche er ohne die Ein- wirkung äuferer Verhältnisänderungen erhalten hätte: besser, als eine unrichtige Vorstellung anzunehmen, welche zwar die Begriffe vereinfacht, aber zugleich mit den Tatsachen in Widerspruch kommt. Inzwischen hat Sierp (37) seine Forschungen fortgesetzt und auch von Tollenaar und Blaauw (41) erschien eine Arbeit, worin die Existenz einer Dunkelwachstumsreaktion scheinbar er- wiesen 1st Das Problem ist für die Schwerkraftversuche von so grofier Be- deutung, daf auch ich Versuche in dieser Richtung angestellt habe. Diese werde ich im nächsten Paragraphen besprechen, um nachher die Mitteilungen aus der Literatur weiter zu diskutieren. $ 15. Wachstumsmessungen bei und nach Dauerbelichtung. Die untenstehenden Tabellen beziehen sich auf Wachstums- registrierungen von Avena während und nach 2-,3-,4- und 5-stün- digen' Belichtungen mit 90 MK. Die Temperatur war 2193; nur für die Versuche 143, 144, 145 und 148 war sie 209. Die Zahlen be- ziehen sich auf das Wachstum pro 10 Minuten und sind aufgegeben worden in u pro Minute. 5] Tabelle 8. 2-stündige Dauerbelichtung mit 90 MK. Wachstum in 4 pro Minute(Zeitsignal 10 Min.). Temp. 21° 3. Bei l Licht, bei | Dunkel. Vers.- Nr. Länge des Koleoptils | Std. 2#Std: 107 mm 1230 2402625" 25 25 Î25 22300 LD 5 PRE CA TE 129 2 (PE PQLE EN FE CS 7 CA A PE ARC SAN 130 PRE TS 0 AT PEAR 2IIEENISE 200 4210 132 240, AMG ICI 8E 20-2200 22,014 0920010 Durch- | 26 mm 1B218218218218 193 202 21 182 13 126 15% schnitt es Fortsetzung 107 te 00) NE SOC QE 18 20002226 210#2000e20; 120%: 129 Preis 1219 IOMIEMRIS ER 210e 200,18 1: 130 PMP IBeA16121182-19""20 NS 2 OR TAN ENT : 132 167 17" 7 LAS CAN) ORNE Durch- | 166 16.2 146 128 17 19.2 | 188 19 20.2 20.2 185 17,5; schnitt | Vers.- ë Fortsetzung Nr. 5 Std. 20 D 20 20 020 020 20 20 Moi 136 It CB 6: 6 16! lé Bol 1éC 18 18 18 16 17 18 17 Balade ler 16-1616 16 Télé Bo 17016. 17: 18-175 172: +175 172 schnitt 22 Tabelle 9. 3-stündige Dauerbelichtung mit 90 MK. Wachstum in y pro Minute (Zeitsignal 10 Min.). Temp. 21°3.Bei Ds Licht, bei ÿ Dunkel. Nr. Vers. Länge des Koleoptils 1 Std. 2 Sd 80 | 16mm 1515 14 15 17 17 + 18 19 17 17 16.19 103 NUE 4. 1.4 3 3 A | 7 2040 HU 020 16-16 15:15 416 15 | 15.17 10 SRE Ho NE à 25 25 2% 26 24 24 | 24125 24 UNE EN Re 15.14 12 12 1200 | 1 11778 Se RO dE 26 25 25 26 25 25 |/24 26 18 SRE PH 26 mm |19819819.4196196196| 19.820 15 12.512.5 126 Ke Fortsetzung Û 3 Std. 4 Std. 5 Std, 80 |24 23 19 18 17 20 | 22 20 20.20 21 21 | 23 23 25 26 25.21 103 F 16 17 19 19:19 | 19 -18 17 16 15 15 | 15 16 20000 104 2 16 13. 10 10 15: 12 17 15 45 dé ‘16: |. 16 7 IS 110 20 17 17 18 19 18 | 18 18 19 19 20 21 | 20 21 23,200 113 1415 130 9 11 11 9 | 8 8.9 11) 10 11000 134 (15° 16 13 15 20 24 | 19 16 19 23 21 22 | 22 2 CNRS Durch- a 84 16.814615.216.2 17.3 |17.216.216.516.817.417.2| 17.2 18.4 204 20 19 182 Nr Fortsetzung ; 6 Std. 7 Std 80 [21 20 20 20 20 20 | 20 20 20 20 20 20 103 |19 19 19 19 19 19 | 19 19 19.19 19 19 104 117 17 16 19.17 17) 17 (PONT 11017 16 15 16 16 13 | 14° 4 WIR BU 12 12 12 42 | 12 15022 OUR 1340122 92 21019 20 21 | 21 -2102102R 0 Durch- | 178 17.417.217.817.417 | schnitt 17.2 17.4 17.4 17.4 17.4 174 | PONT TT 10 Tabelle 10. 4-stündige Dauerbelichtung mit 90 MK. Wachstum in & pro Minute. (Zeitsignal 10 Min.). Temp. 21° 3. Bei À Licht, bei ÿ Dunkel. Länge Vers. des Nr. | Kole- optils 1 Std. 2 Std. 71 |22 mm] 20 20 20 20 20 20 [21 22 19 13 10 8 : RE IN 2I0 22 250024 %)025-21", (Se CUT, 210: : 9: * 26 = 240025 25004 22 #29 |N23 20 149 9 8141 : RO LE Ib IS 12 16-17: L'IZLL-17e d 8 17 001106 TI6- 16-015: 16-4151) 16 17. 15 10. 7. 9.: Bt 0. 014 14415 16. 15 17 | CN RE ME ET Durch- |26 inm| 18 18 19 19 19 19 | 19519 15 95 84 9: schnitt Vers- Fortsetzun Nr. < 3 Std. 4 Std 71 DBENCNIENE | TC ACRE CNET gl | 160 15-14-11 9 M | 015 US: 4e 5 15 88 Er Jon i0r ITS Se 15 DS CII 9 RS it do 1e dl ON IS SM I 7,9 137 FEI HS 15: 12 LE SN EE DE CO CO RL 138 el IN 152 AL, 20 PUS VE240016) (I!) | 2: Duc (200) LCR ON OS LC: 134 15 15.8 15.4 13.8 138 : schnitt : Vers Fortsetzun Nr. à 5 Std 6 Std. 71 HATCPCEUG TN TMONENTETS gl BA 176 TS LS IC: 219 18 17%20, 240 20 17 88 OP ETeTe NT D TAN IA SON EL 0 92 JD 16 10017 120 021 18, 15° 13 137 re 2201010 10 HOT 22021020) 22 138 220: DE 220!- 30 2H 200 249 27 271; 25 Durch- 16 16 16 148 16.8 17.4 12401000194119 17: 162: schnitt Tabelle 10 (Fortsetzung). 54 Vers. Nr. 71 8 88 92 137 138 Durch- schnitt 5-stündige Dauerbelichtung mit 90 MK. Wachstum in y pro Minute (Zeitsignal 10 Min.). Temp. für Nr. 95 und 109 2193, für die anderen Versuche 20°. Bei À Licht, bei ÿ Dunkel. Fortsetzung 7 Std. LL 0 27100 1 GS 1 os 1 10 (PE 10 1 oc) 17 EP 18 ANTEL 7 05.8, CG 7 (De GNT TOME 15 182481007210 017 16 PT LTIOR 2 TETE TIRE? 27 16-16 16517. 016 1154 15.4 Tabelle 11. 9 15 6 16 17 27 10 12 «7 16 17 27 15 15 Pause) Vers. des Nr. | Kole- optils | 1 Std. 2 Std. 05425) 135414 CIE MSN [10 8 6 5 Sr 109 |20 | 14- 13, 13° 16 IGN TANT 02 CNRS 18120 | 12: 11 12 A0 HO PMPNMONT SES 144 122. | 13 14 12 1228 MANS CUS SE 145 | 26 14 14 16° 19220 192) A8 17 20 148 22 EL EN PP CT OR | 19 20 14 10 14 19. Durch- | 22 mm| 13.6 14 14 14.4 148 44 144132 9817506000 schnitt E Vers. | Fortsetzung Nr. 3 Std. 4 Std. Du TEL LS MON TE 7: 4 V6 EE RE 109 TMINAANARIS NS 12. t 145 M2 IDN 7 EC OUE NII0 1110-12 CIE SION ET TNT PRET SES ET 010 1511 IS SRE SIA US C4 04 17 0017 18" 19 18-117 00250080 ST" 12201213 14 14 . 4 40 I IN Durch- | 11.2 11.2 10.8 10.4 10.5 11.4 | 11.4 11.2 13.2 125 138 14 schnitt 55 Tabelle 11 (Fortsetzung). Vers.- °” | Fortsetzung Nr. 5 Std. 6 Std. Rd no a D Tr 12. 0 8 RE It 2 2 NO 044 12. 14 1 PB TO CE 6 18 (17. (4 A0 -17 «20 ,20 PE A2 De 08 9 DO ANIO 10 JE 2,5 BD rire NE 70237 21 2] D CA on 170012 le IBRU 22. 19 2160016 14 Durch-| 148 14 135 13 14 148 | 15.4 162 148 15 146 138 : schnitt | ni Fortsetzung É 7 Std. 8 Std. SE Sub AN dr iD COS VE NE PR OANTS oié rio /l0ale 14 CIS Cd: 16 : 14 nie eo MIT C7 8 17 16 RE D 2 MID IDE U-13 12 PIN IS 20 IL AMe2re 2020 2PE 20 -20.- 20 REC ol 2h 1e A2 16. De 18! 17 Durch- | 13,4 124 142 15 15 16 | 15 142 138 146 15 141 schnitt Vers. ‘” | Fortsetzung Nr 9 Std. 10 Std. | | NN OR ON IN OMNGRe 7 6. GENE : AP OO ab NO 13" 15 014: TA 14 ro 0 18 150 uns à ta té 1713 15 HN 120 12/10: 9. 8 9 DUO ROMEO 9 19 0020019 18 20, 20 200 0 21-19 18 20 20 20 RE OI AU. M6 120 174 17 17 Durch- | 13,8 144 148 148 14 138 | 136 13 13.5 138 13.2 13.5 schnitt en: 20 B 20 10 10 (0) lLichtl 90MK. 31 31 Zeït(in Std) 1 2 3 8 9 10 Fig. 10. Das Wachstum bei und nach Dauerbelichtung. A 2-, B 3-, C 4-, D 5-stündige Belichtung mit 90 MK. CR Abe Duilelt 57 Die Resultate lassen sich noch besser in den graphischen Dar- stellungen wiedergeben. (Fig. 10, nebenstehend). Die ausgezogenen Linien beziehen sich auf die Mittelwerte der Versuchsreihen. Weil aber die Versuchsdauer erheblich ist, ist es notwendig, die grofie Wachstumsperiode zu berücksichtigen. Die darauf umgerechneten Kurven sind punktiert worden. Zur Elektrizitätsersparnis mufite während der letzten Versuchs- reihe die Temperatur um 1|,3° erniedrigt werden. Um sicher zu sein, daf die Wachstumsgeschwindigkeit und damit die Lage der grofien Periode sich nicht geändert hatte, wurden einige Kontrollmessungen im Dunkeln vorgenommen, welche aber keinen merklichen Finfluf. zutage brachten. Um die punktierten Kurven zu konstruieren, ist ausgegangen worden von der Mittellänge der Koleoptile im Anfang der Versuche. Dann wurde berechnet, nach. wieviel Zeit diese Pflanzen ihr maximales Wachstum erreicht haben würden. Von diesem Punkte aus wurden die im dritten Kapitel ermittelten Werte für das Dunkel- wachstum nach links und nach rechts eingetragen. Von diesen Werten wurden die Werte aus den Tabellen 8—11 abgezogen und nach den Differenzen wurden die Kurven konstruiert. Die gerade, gestrichelte Linie stellt also das Dunkelwachstum dar, wobei die gro8e Periode eliminiert worden ist. Die absoluten Werte auf dieser Linie ändern sich demnach fortwährend; sie sind für jede Stunde mit Ziffern ein- getragen. Es ist zwar sehr fraglich, ob derartige Umrechnungen erlaubt sind. Wir kônnen sie anstellen, um das Wachstum während einer Belichtung und während. der darauffolgenden Finsternis mit dem Dunkelwachstum vergleichen zu künnen. Weil aber das Wachstum im Lichte und dadurch auch dis Lage der gro8en Periode geändert ist, kônnen die Berechnungen keinen absoluten Wert beanspruchen. Es stellte sich auch heraus, daB die während einiger Stunden belichteten Koleoptile eine viel kürzere Endlänge erreichten, als die Dunkelpflanzen. Diese Tatsache ist schon von Rothert (30) S. 10, erwähnt und genauer von Vogt (42) und Sierp (33, 36) beschrieben worden. Die letzteren geben sehr interessante Versuche und Erwägungen über den Einfluf anhaltender Dauerbelichtung auf die Lage der groBen Periode; für unser Ziel sind ihre Ergebnisse aber nicht verwendbar, weil die Be- lichtungsdauer in meinen Versuchen zu gering und die Belichtungsweise eine: andere ist. Aus meinen Versuchen hat sich erstens herausgestellt, daf selbst nach einer 5-stündigen Belichtung das Wachstum noch nicht vôllig konstant gewordenist, d.h. daB die Anpassung noch nicht in jeder Hinsicht 58 vollzogerist. Längere auf diese Weise hergestellte Belichtungen sind aber bei meiner Versuchsanstellung nahezu ausgeschlossen, da die geringste Abweichung der Koleoptilen-Spitze zu ungleicher Belichtung und demgemäf schliefilich zu Krümmungen führt. Wenn man nach einer 5-stündigen Belichtung (Fig. 10, D) die Pflanze wicder ins Dunkel zurückbringt, tritt weiter keine Reaktion auf, welche der von der Belichtung hervorgerufenen entgegengesetzt ist. Wenn man die verschiedener Lichtwachstumskurven betrachtet, fällt es auf, wie ungefähr zu gleichen Zeiten in allen Kurven Hebungen und Senkungen auftreten. Ich habe die verschiedenen Wellen mit Buchstaben (a-h) ange- deutet. Das grofie Wellental a, welchem bisweilen eine geringe Hebung vorabgeht, fällt immer 40 bis 50 Minuten nach dem Anfang der Belichtung. Wenn man nun nach 4-stündiger Belichtung Finsternis eintreten läfit, tritt scheinba- ein Gipfel hervor. In Kurve D tritt aber zu gleicher Zeit während der Belichtung auch diese Hebung auf. Die Kurve B weist nach 3-stündiger Belichtung eine kleine Beschleunigung auf, welche mit dem Gipfel f der Kurven C und D zusarnmenfällt. Nach 2-stündiger Belichtung (Kurve A) kommt eine Schwankung zutage, welche merkwürdigerweise zu- sammenfällt mit Welle d, welche insbesondere in Kurve C schôn auftritt. Im Dunkeln setzen sich die vom Licht erzeugten Wachstums- schwankungen fort; die Wellen werden immer flacher, bis das Wachstum einen konstanten Wert erreicht hat. Nach einiger Zeit wird bisweilen das Wachstum wieder ein wenig gesteigert; diese Steigerung ist aber meistens relativ, denn bei der 4 und 5-stündigen Belichtung wurde die grofie Periode schon während der Belichtung erreicht, so daf das Wachstum tatsäch- lich sich etwas verringerte. Diese Versuchsresultate stimmen nicht mit den Erwäzgungen, welche Van de Sande Bakhuyzen (2) Seite 116, über die An- passungserscheinungen gibt. Erstens hat er die für die Anpassung nôtige Zeit viel zu kurz gewählt (d. h. 20 Minuten). Zweitens meint _ inter sbétdéné nca” ccm 39 er aus seinen Erwägungen schliefen zu kônnen, ,,daf auch nach Belichtungen, welche länger als 20 Minuten anhalten, der Effekt (der Belichtung) keinen konstanten Wert erreicht* und schliefilich : das Licht bleibt immer als Reiz wirksam, weil die Wachstums- hemmung immer zunimmt, auch wenn die Pflanze angepalit worden SE Grafe (19) S. 331, hat, anknüpfend an die Theorien von Van de Sande Bakhuyzen, diese Prozesse bei den ,,gekuppelten Lichtreaktionen” eingereiht. Die Erwägungen, welche 1hn ver- anlafit haben, sie zu gleicher Zeit ,,pseudoreversible Lichtreaktionen” zu nennen, sind, obgleich interessant, rein hypothetisch und mit den mitgeteilten Tatsachen im Widerspruch. Vielmehr entsteht während der Belichtung eine Art Gleichgewicht, wobei zu jeder angewandten Lichtintensität ein bestimmter Anpassungsgrad gehürt. Obgleich die Wachstumsgeschwindigkeit von der Dauerbelich- tung erheblich herabgesetzt wurde, ist, wie gesagt, das Wachstum nach der Belichtung nicht fixiert. Die Wachstumsgeschwindigkeit steist aber niemals zum ursprünglichen Dunkelwert. Die ursprüng- liche Lichtempfindlichkeit aber kehrt nach der Belichtung, wie unten gezeigt werden soll, wieder zurück. Von Van de Sande Bakhuyzen wurde die Lichtempfindlichkeit in eine zu enge Be- ziehung mit der Wachstumsgeschwindigkeit gebracht; darauf komme ich noch zurück. Ich bin jetzt bei der Besprechung der letzten Arbeit Sierp's (37) angelangt, worin dieser einen Abschnitt (S. 14) dem Einfluf der auf Belichtung folgenden, oder damit abwechseln- den Finsternis widmet. Auffallend ist, daB das Wachstum der Pflanzen Sierp’s imAllgemeinen viel langsamer ist als bei Vozt (42), Frl. Zollikofer (45) und mir. Auch sind die von ihm gefundenen Wachstumswerte vor der Belichtung nicht sehr konstant. Diese Tatsachen kônnen vielleicht erklärt werden durch den Umstand, daB Sierp mit einer anderen Haferrasse gearbeitet hat, und auch durch die Temperaturverhältnisse, welche nicht angegeben werden. Am besten ist Sierp's Tabelle auf S. 148 mit den Ergebnissen meiner Versuche vergleichbar, weil dort von zwei antagonistischen Seiten und nicht von oben her belichtet wird. Die Pflanzen wurden 60 während verschieden langer Zeit mit 100 MK behchtet und der Einfluf der darauffolgenden Finsternis wurde beobachtet. Auch hier sind die Zahlen viel unregelmäfiger als die meinigen. Das erste Minimum tritt nach 40—70 Minuten ein. Die darauffolgende Fürderung ist viel erheblicher als diejenige meiner Versuche, die meistens unter dem Dunkelwert bleibt. Letzteres liegt vielleicht daran, daB Sierp’s Pflanzen mit 2X 100 MK und die meinigen mit 3 *X 90 MK bestrahlt wurden. Weiter wird von Sierp die Lage der grofien Periode nicht berücksichtigt, welche speziell für lang- andauernde Versuche nicht ohne Einfluf ist. Es ist in Sierp's Tabelle sofort einleuchtend, da die Verdun- kelung stattfindet, wenn das Wachstum noch keineswegs konstant geworden ist. So tritt beim Versuch 1 die Verdunkelung ein, wenn eben das erste Minimum noch keineswegs erreicht ist. Sierp selber sagt, dal es nicht leicht zu entscheiden ist, welche Wachstumsände- rungen auf das Licht und welche auf das Dunkel zurückzuführen sind. Diese Schwierigkeit kann man nur umgehen, wenn man ein während der Belichtung vüllig konstant gewordenes Wachstum ab- wartet. Meines Erachtens sind die von Sierp festgestellten und in Tabelle 21 (S. 146) und 22 (S. 148) verôffentlichten Wachstums-- schwankungen nur auf die Nachwirkung des Lichtes zurückzu- führen. Wenn man die Zahlen der beiden letzten Versuche von: Tabelle 22 von Sierp miteinander vergleicht, so bekommt man: Tabelle 12. Aus Tabelle 22 von Sierp. Dauerbelichtung mit 100 MK. a. wäh- rend 2 Stunden, b. während 2 Stunden 50 Min. Wachstum in 4 pro 10 Minuten: bei Si Licht, bei Ÿ Dunkel. 1 Std. a. |100 94 90 79 60 69100 % 78 6 4 38 52] b. |100 |103 96 86 84 78 92:76 103 92 92 82 64 Fortsetzung 3 Std. a. 66 107 109 166 143 126: 95 73 160 149 b. 115 132 158 110 144) 770 117 148 162 131 de is mn te à tiens dis 6] Die von Sierp selbst angegebenen Maxima (Fett) und Minima (Kursiv) tréten ganz unabhängig von dem Augenblick der Verdun- kelung gleichzeitig in die Erscheinung. Dieses Beispiel spricht am meisten für meine Auffassung: man kann aber aus jeder Tabelle Sierp's die ziemlich stark schwan- kenden Werte auf diese Weise interpretieren. Wenn unsere Anschauungen über die Anpassungserscheimungen im zweiten Kapitel richtig sind und die Lichtintensität ein ,,h\miting factor für den Lichtwachstumsprozef darstellen kann, so ist es nicht unwahrscheinlich, da die Anpassung an eine hohe Licht- intensität in kürzerer Zeit stattfindet, als diejenige an eine niedrige Intensität. Wir haben gefunden, da die Anpassung an 90 MK in © Stunden kaum erreicht war, für die Anpassung an 25 MK würde nach dem obenstehenden noch längere Zeit nôtig sein. Mit diesem Vorbehalt mufi man die Tabelle 23 (S. 150) Sierp's be- trachten, um so mehr, weil die Wachstumswerte während der Be- lichtung nicht angegeben sind. Sierp meint in diesen Versuchen auch nach der ersten im Dunkeln auftretenden Wachstumsfôr- derung noch weitere Schwankungen zu sehen, während doch die Zahlen untereinander nicht mehr verschieden sind, als z. B. die- jenigen, welche er in der Tabelle auf S. 126 vor der Belichtung ge- funden hat. Aus demselben Grunde beweist meines Erachtens Tabelle 52 (S. 153) nicht, da die kurze Verdunkelung für die auftretenden Wachstumswellen verantwortlich ist. Wenn hier erwiesen wäre, daB das Wachstum während der Vorbelichtung konstant geworden war, so würde die Auffassung Sierp's richtig sein kônnen. Daf seine Resultate nach einer längeren Dunkelperiode jetzt auch auf andere Weise erklärt werden künnen, werde ich unten zeigen. _ Sierp's Erklärung für die Tatsache, ,,daf Keimlinge, die vom Anfang an sich im Lichte entwickelt hatten, keine Dunkelwachs- tumsreaktion nach der ersten Verdunkelung zeigten,* (S. 150), liegt schlieflich viel weniger auf der Hand, als diejenige, dafi man hier mit einer vülligen Anpassung zu tun hat, so daB im Dunkeln keine nachträglichen Wachstumsschwankungen auftreten. 62 Blaauw undT ollenaar(41) haben jüngst die Existenz einer Dun- kelwachstumsreaktion für Phycomyces verteidigt. Weil es sich hier um ein anderes Objekt handelt, scheint es mir besser, ihre Versuche nicht zu diskutieren, um so mehr, weil überhaupt keine Zahlen an- gegeben und die Resultate nur in schematischen Kurven wieder- gegeben sind. Wenn wir aber diese Kurven mit denjenigen aus früheren Arbeiten Blaauw's (4 u. 6) vergleichen, dann halten in den letzteren die infolge der Belichtung auftretenden Schwankungen viel längere Zeit an, als in den Kurven der jüngsten Arbeit. Dieser Umstand macht mir die Richtigkeit der Erklärung der nach einer Dauerbelichtung auftretenden Wachstumshemmung zweifelhaft. $ 16. Krümmungsversuche. Nicht nur Blaauw und Tollenaar, sondern auch Sierp sind der Meinung, dafi — nach Blaauw's ursprünglicher Theorie — eine phototropische Krümmung von einer ungleichen Lichtwachs- tumsreaktion der Vorder- und Hinterseite des belichteten Organs verursacht wird. Um diese Frage weiter zu entscheiden und auch um meine Auffassung über die Anpassungserscheinungen auf 1hre Richtigkeit zu prüfen, habe ich einige von jedem leicht zu wieder- holenden Versuche angestellt. Was soll nämlich geschehen, wenn man vorher mit einseitiger Dauerbelichtung belichtete Pflanzen auf dem Klinostaten einer allseitigen Dauerbelichtung aussetzt? Während der einseitigen Vorbelichtung bekommt die Vorderseite viel mehr Licht als die Hinterseite und soll darum eine stärkere Lichtwachstumsreaktion aufweisen. Während der allseitigen Nachbelichtung aber wird nach genügend langer Zeit die frühere Hinterseite ebensogut wie die Vorderseite der bestrahlenden Lichtintensität angepañit werden; die sämtliche Wachstumshemmung der Hinterseite wird dann der- jenigen der Vorderseite gleich geworden sein. Wenn die Blaauw- sche Theorie zutrifft, muf in diesem Augenblicke die Krümmung verschwunden sein. Tatsächlich hat der Versuch dieses mit über- raschender Gewifheit gezeigt. Zwei Versuchsreihen wurden nacheinander angestellt. Bei beiden 63 wurde während 2 Stunden einseitig mit 96 MK belichtet. Nach dieser Zeit war schon eine deutliche Krümmung merklich (siehe Fig. 11 A u. ©). 2 Std 90MK it Le Anach 8/2 Std. alls. Bel. Re > 2 Std. 90 MK. Do _() AA AAA ana C.nach 8/2 Std. Rotat.im Dunkeln D.nach 12 Std. Vertikalstellung Fig. 11. A und C sind die während 2 Stunden mit 90 MK einseitig belichteten Pflanzen. B sind die Pflanzen von À, nach einer 8 !/;-stündigen allseitigen Be- lhichtung mit 90:7 MK. D die Pflanzen von C nach 8!/;-stündiger Klino- statenrotation im Dunkeln, E dieselben, nach 12-stündigem Aufenthalt in der Ver- tikallage. Die Krümmungen sind von der Schwerkraft ausgeglichen worden. Die Pflanzen der einen Versuchsreihe wurden nach der einsei- tigen Belichtung auf die horizontale Klinostatenachse angebracht ; das Ende der Achse wurde mit 90 MK bestrahlt. Durch die 64 Rotation wurden die Pflanzen allseitig belichtet. Die Pfianzen dieser Versuchsreihe waren in kurze Behälter (10 X 3 X 3 cm) einge- pflanzt, damit nicht infolge der ungleichen Abstände von der Licht- quelle in den äufersten Lagen, Krümmungen induziert werden konnten. Der Fehler war hierdurch genügend beseitigt, denn nicht vorbelichteten Kontrollpflanzen, welche in einem 20 cm langen Behälter mitrotierten, wiesen nach Ablauf des Versuchs nur in den : äuBersten Ecken des Bshälters schwache Krümmungen auf. Wiederholt wurden die Pflanzen beobachtet. Während der ersten 11% Stunde nahmen die Krümmungen noch etwas zu; später wurden sie langsam aber deutlich ausgeglichen. Einzelne Pflanzen waren nach 6 Stunden schwach negativ gekrümmt; andere hatten sich noch nicht ganz gerade gestreckt; bei den meisten aber war die Krümmung verschwunden. Nach 8 2 Stunde war bei allen Koleop- tilen die letzte Spur einer Krümmung verschwunden (Fig. 11 B.). Wenn nun eine Dunkelwachstumsreaktion auftreten würde, mu auch umgekehrt, wie Van de Sande Bakhuyzen (siehe S. 49) auseinandergesetzt hat, nach der einseitigen Dauerbelichtung, ein Zurückgehen der Krümmung von der Dunkelwachstumsreaktion verursacht werden. Deshalb wurden die Pflanzen der zweiten Ver- suchsreihe nach der Vorbelichtung auf der Klinostatenachse im Dunkeln rotiert. Würde jetzt eine Dunkelwachstumsreaktion ein- treten, so müften nach einiger Zeit die Kriüimmungen ebenfalls zu- rückgehen, um schliefilich ausgeglichen zu werden. Die Krüm- mungen wuchsen hingegen energisch heran. Schon nach 5 Stunden waren alle Koleoptile im Halbkreis gekrümmt. Nach 8/2 Stunden wurden die sehr starken Krümmungen aufgenommen (Fig. 11, D). Dann wurden die Pflanzen im Dunkeln vertikal gestellt; 12 Stunden später waren alle, offenbar noch nicht fixierten, Krümmungen durch die Einwirkung der Schwere (Fig. 11, E) verschwunden, mit Ausnahme einiger Krümmungen der Basis einiger Pflanzen. Eine eventuelle Dunkelwachstumsreaktion hätte die Kriümmung also ausgleichen kônnen. Da die angewandte Lichtintensität und die Versuchsdauer hierbei keine Rolle gespielt hat, zeigen folgende Versuche. 65 Sechs übliche Zinkgefäfie (20X 3% 3 cm) mit je 14—16 Avena- Keimlingen wurden einer 2-stündigen einseitigen Dauerbelichtung ausgesetzt. Nach Ablauf der Expositionszeit waren bei allen Keim- lingen deutliche phototropische Krümmungen merklich, welche bei den niedrigsten und hôchsten Intensitäten am stärksten waren. Die sämtlichen Pflanzen wurden dann im Dunkeln auf der horizontalen Klinostatenachsen aufgestellt. Mit Absicht habe ich auch hier die Belichtungszeit viel kürzer gewählt als die Zeit, welche für eine vollständige Anpassung nôtig ist, damit nicht etwa Krümmungen schon fixiert waren, bevor die Keimlinge auf dem Klinostaten zu rotieren anfingen. Auch hier wuchsen bei allen Pflanzen die Krüm- mungen energisch heran. Nach 8 Stunden ragten alle Koleoptilen- spitze über die Ränder der Gefäfie hinaus, ohne daf in irgend einem Teil der Koleoptile eine Geradestreckung merklich war. Nach 21 Stunden waren fast alle Koleoptile durchbrochen. Die Basis aller Pflanzen war in noch hôherem Grade gekrümmt. Der obere Teil der Pflanzen war weniger gekrümmt als die Basis; von ungefähr 50% der Koleoptile waren die Spitzen nahezu gestreckt. Die basale Krümmung erwies sich später als fixiert. Auch an diesen Versuchen hat sich nichts von einer Dunkelwachstumsreaktion gezeigt. Die Resultate dieser Versuche lassen sich nur auf eine Weise erklären. Die fortgesetzte, allseitige Belichtung macht zu- letzt den Zuwachs der ursprünglichen Hinterseite mit dem der Vorderseite gleich. Wenn der gesamte Zuwachs der beiden antagonistischen Hälften der gleichegeworden ist, ist die Krümmung ausgeglichen, die beiden Hälften sind dann an der benutzten Lichtintensität angepañt. Für diese Anpassung (an 90 x MK) waren offenbar, die Vorbelichtung nicht in Betracht gezogen, 8/3 Stunden nôtig. Die Versuche, wobei die Pflanzen nach der einseitigen Vorbelichtung auf dem Klinostaten im Dunkeln rotier- ten, sagen uns etwas aus über die Stärke des Autotro- pismus. Es hat sich als sicher herausgestellt, dafi die 2 66 Rückkrümmung nicht auf eine Dunkelwachstumsreak- tion zurückgeführt werden kann; und weiter, dafi der Trieb, eine Krümmung auszugleichen, d. h. der Auto- tropismus, nur in beschränktem Grade sich äufern kann. Offenbar kann eine autotropische Rückkrümmung auf dem Klino- staten nur dann erreicht werden, wenn die Krümmung nur von einer beschränkten Lichtmenge ausgelôst wird. Es würde sehr er- wünscht sein, einmal nachzuprüfen, inwieweit die von bestimmten Lichtmengen hervorgerufenen Krümmungen noch ausgeglichen werden künnen, d. h. die Grenze des Autotropismus zu be- stimmen. Jedenfalls hat sich dieErklärung des Autotropismus durchBreme- kamp (14), S. 412, als nicht ausreichend erwiesen. 817. Wachstumsgeschwindigkeit und Lichtempfindlich- keit. Die Theorie der Dunkelwachstumsreaktion sollte nicht nur den Autotropismus, sondern auch die Neuentstehung der Lichtempfind- lichkeit erklären. Nun habe ich gelegentlich untersuchen kônnen, in welchem Grade und nach welcher Zeit die ursprüngliche Licht- empfindlichkeit nach Dauerbelichtungen mit 90 MK zurückkehrte. Debei wurde zuerst folgende Methode benutzt. Eine bestimmte Lichtmenge wurde dosiert; und dann wurde gewartet, bis der Ein- fluf derselben abgeklungen war. Daraufhin wurde während einiger Stunden mit 90 MK bestrahlt, um dann die Pflanze während einer bestimmten Zeit (der fraglichen) im Dunkeln wachsen zu lassen. Schlieflich wurde wieder dieselbe Lichtmenge dosiert, womit die Pflanze anfangs bestrahlt wurde. Wenn der Effekt dieser letzten Belichtung demjenigen der ersten Belichtung gleich war, würde die ursprüngliche Lichtempfinälichkeit sich wieder hergestellt haben. Ich gebe nur einige Versuche wieder und zwar nur die ersten Schwankungen. 67 Tabelle 13. Bei a wird eine gewisse Lichtmenge zugeführt:; dann folgt eine Dauerbelichtung mit 90 MK und nach einiger Zeit Finsternis, die zweite Belichtung b mit derselben Lichtmenge als a. Wachstum in w pro Minute (Zeitsignal 10 Min). Bei À Licht. Temp. 21°,3. Vers. Nr. 130. a 90 MKS: b 90 MKS, 2 Stunden nach einer 2 stündigen Dauerbelichtung mit 90 MK. 1 Std. 23023 20 PO) Pet | PQ CS 016723 14 Le A 5 ON Pa EE Te SMART Vers. Nr. 132. a 100 MKS.: b 100 MKS, 1 Stunde nach einer 2 stündigen Dauerbelichtung mit 90 MK. 1 Std. 18 Sa CL ee CSI 1 a. b. LABO les 1641607212 1 155 Diese Versuche stimmen gut mit denjenigen Sierp'’s (37, S. 15). Die obigen Versuche zeigen ja, dal nach einer 2-stündigen Finster- nis, welche einer 2-stündigen Belichtung folgt, kaum von einer Reaktion die Rede sein kann; nach I-stündiger Finsternis ist gar keine Reaktion bemerklich. Die Tatsache, daB Sierp nach einer kurzen Dunkelperiode wohl eine Reaktion feststellte, wurde oben erklärt und den fortgesetzten Wachstumsschwankungen, welche infolge der Belichturg auftraten, zugeschrieben. Daf nach einer längeren Dunkelperiode (2 Stunden) keine Reaktion auftritt, muB meines Erachtens in der Tatsache seine Erklärung finden, dafi die Lichtempfindlichkeit sich noch nicht wieder hergestellt hat. Um diese Wiederherstellung der Empfindhchkeit aufzufin- den, hatte ich einen anderen Weg zu beschreiten, da der beschriebene zu lange Zeit forderte (d. h. 13—18 Stunden). Deshalb wurde in Zukunft gleich mit einer Dauerbelichtung an- gefangen und untersucht, nach welcher Dunkelzeit eine neue Dauer- EX 68 belichtung, von derselben Intensität wie die erste, denselben Effekt hervorrief. Ich gebe nur einige positive Resultate wieder. Tabelle 14. Bei a der Effekt der ersten Dauerbelichtung mit 90 MK, bei b der Effekt der zweiten Dauerbelichtuny mit 90 MK nach einer 5-stündigen Dunkelperiode. Wachstum in # pro Minute (Zeitsignal 10 Min). Bei À Licht. vs 37 a — 4-stündige Me FU 21153 a. TOME EMI ITS I OO DS ARS Re TE OT Vers. a — 5-stündige Dauerbelichtung. Temp. 20° Nr. 143] 1 Std. a. HU A 2 D TE EE b: [420132 1005 8 RE DICO Man muf in dieser Tabelle mit der Tatsache Rechnung halten, daB die erste Belichtung weiter vor der grofien Periode anfing, als die letzte Belichtung nach derselben stattfand. Aus diesen Versuchen geht also hervor, daf nach einer nahezu vollständigen Anpassung an 90 MK (Be- lichtungszeit 4—5 Stunden) die ursprüngliche Licht- emafindlichkeit sich nach einer 5-stündigen Dunkel- periode wieder hergestellt hat. Künnen nun die Wiederherstellung der Lichtempfindlichkeit und die Anderung der Wachstumsgeschwindigkeit direkt miteinander in Beziehung gebracht werden? Auf S. 58 habe ich betont, dafi das Wachstum nach einer Dauer- belichtung noch sehr lange Zeit, wahrscheinlich wohl fortwährend, unter dem EinfluB der Belichtung steht. Nach gewisser Zeit wird das Wachstum bisweilen um ein wenig beschleunigt, aber niemals wird der ursprüngliche Dunkelwert erreicht. Diese Tatsache tritt in den Kurven (siehe Fig. 10), wo mit der grofen Periode Rechnung getragen wird, deutlich hervor. 69 Die Wachstumsgeschwindigkeit verhält sich also ganz andersals die Lichtempfindlichkeit. Währenddie erstere nicht oder nur wenig zunimmt, ist die ursprüngliche Lichtempfindlichkeit nach einigen Stunden wieder zu- rückgekehrt. Diese Tatsache stimmt nicht mit den Theorien Bremekamps(12) und Van de Sande Bakhuyzen'’s (2). Der letztere stellt sich in seiner Theorie der Dunkelwachstumsreaktion (cf. 1. c. S. 87 und 113 u. f.) auf den Standpunkt, daf die Lichtwachstumsreaktion ein reversibler Prozef ist. Seine Wackstumsverzôgerungskurve ist semer Empfindlichkeitskurve identisch. Auch Bremekamp hält , Empfindlichkeits-" und ,,Wachstumskurve”* für miteinander iden- tisch, weil seine Theorie dieWachstumsgeschwindigkeit von der vor- handenen Zahl der lichtempfindlichen Teilchen abkängig vorstellt, welche von der Belichtung zuerst verdrängt oder vernichtet werden, um sich später wieder aufs Neue zu bilden. Ich meine gezeigt zu haben, da die Wiederherstellung der Licht- empfindlichkeit nicht in direkter Beziehung steht zur Wachstums- geschwindigkeit. Man braucht sich über diese Tatsache auch nicht zu wundern. Bei dem Phototropismus äufern sich die inneren Vorgänge, welche wahrscheinlich photochemischer Natur sind, in Krümmungen oder Wachstumsreaktionen. Bei der Phototaxis aber, welche dem Photo- tropismus doch nicht wesensverschieden sein wird, ist die Âuferung der inneren Vorgänge ganz anderer Natur. Ebensowenig wie die Ortsänderung bei der Phototaxis, ist die Wachstumsgeschwindigkeit an sich beim Phototropismus eine direkte Funktion des Lichtes. Doch werden die Wachstumsreaktionen (bezw. Kriüimmungen) an sich ihren Wert behalten, denn nur an diesen läfit sich der Einfluf geänderter äuferer Verhältnisse studieren und nur durch diese bekommen wir einen Eindruck der ,,Empfindlichkeit* des Orga- nismus. Wenn man mit dieser Auffassung einverstanden ist, wird es ein- leuchtend sein, da der wellenartige Verlauf der Wachstumsreaktion nicht mit der Empfindlichkeit selber zusammenhängt. În der 70 jüngsten Zeit (cf. Sierp,[33—37], Zollikofer,[45], und Walther [431 hat man gefunden, da derartige Wachstumsschwankungen von verschiedenen Umständen verursacht werden kônnen. In Kapitel V komme ich noch auf den wellenartigen Verlauf der Lichtwachstums- reaktion zurück. Ich werde mich hier darauf beschränken, zu be- tonen, daf man aus der ersten Welle einen richtigen Eindruck der .Empfindlichkeit des Organismus einem Reize gegenüber be- kommt. Für die ,,Wachstumsreaktion‘" aber trifft dieses nicht zu; man mu bei ihr die ganze Reaktion verfolgen. Kapitel V. MONOCHROMATISCHES LICHT. $ 18 Apparat. Um einfarbiges Licht zu bekommen, habe ich folgende Methode benutzt. Eine 6 Volt-,,Nitra' -Lampe von 25 HK (wie man sie für Automobillaternen benutzt) ist mit einem Rheostaten in den Strom- kreis einer Akkumulatorenbatterie geschaltet. Die Lampe ist auf einem Messinggestell angebracht worden, welches mittels einer Mikrometerschraube in einem Schlitten (S) hin- und hergeschoben werden kann. Die Lampe (L) ist mittels eines ringsum lichtdicht- verschlossenen Tubus (T) (siehe Fig. 12) mit einem rechtsehenden Prisma verbunden (P). (S. Fig. 12 umstehend.) Bevor das Licht auf das Prisma fällt, wird es von einer Linse |’ parallel gemacht und nach dem Austritt aus dem Prisma wieder von einer zweiten Linse l‘ konvergiert, so daf in die Brennfläche ein scharfes Spektrum projiziert wird. An dieser Stelle ist ein Schirm angebracht, worin sich eine, mittels einer Mikrometer- schraube änderbare Spalte (Sp) befindet. Zwischen dem Prisma und dem Schirme sind noch angebracht: Ïl. em Flüssigkeitsbehälter von Glas (F’), in welchem sich eine Flüssigkeit befindet, um infra-rote, bzw. rote Strahlen zu absor- bieren. 2. ein Momentverschlufi (M) eines photographischen Apparates. 3. ein Gestell in welches gläserne Farbenfilter (F””) angebracht werden kônnen. Wenn der Momentverschlufi geüffnet ist, tritt aus der engen Spalte ein divergierendes Bündel einfarbigen Lichtes aus, welches auf | m Abstand einen Durchmesser von 10 * 16 cm hat. ‘T1 84 10}eu101H9OUOJA] 1 12 w su ir Co > OPUS. LEZ 73 Um die Farbe dieses Bündels zu ändern, hat man nur mittels der- Mikrometerschraube der Lampe eine andere Stelle in Beziehung- zum Prisma zu geben. Die Lampenmikrometerschraube gestattet eine so grofie Verschiebung, dafi man die verschiedenen Wellen-. längen des sichthbaren Spektrums alle auf die Spalte werfen kann Auch dieser Apparat ist von Herrn P. À. de Bouter angefertigt worden, nach Angabe der Herren Prof. Dr. L. S.Ornstein, Direk- tor des physikalischen Instituts der Utrechter Universität und Dr. J. W. Moll. Ich môüchte diesen Herren an dieser Stelle meinen verbindlichsten Dank sagen für die liebenswürdige Weise, in der sie mir geholfen haben: und Herrn Prof. Ornstein noch besonders,. weil er die Apparate seines, in dieser Hinsicht so reichlich ausge- statteten, Instituts mir zur Verfügung stellte. Ohne diese Hilfe wäre dieser Teil meiner Arbeit nicht müglich gewesen. Dasselbe trifft auf meinen Kollegen, Herrn Denier van der Gon, zu, welcher mit den empfindlichsten Apparaten alle physikalischen Bestimmungen für mich ausgeführt hat mit einem Interesse, wofür ich 1hm recht dankbar bin. Es wurde zuerst das aus der Spalte hervortretende Strahlen- bündel spektroskopisch untersucht. Dabei wurden nicht nur die Stellungen der Lampenmikrometerschraube für die verschiedenen Wellenlängen des Spektrums bestimmt, sondern auch untersucht, ein wie grofer Teil des Spektrums bei verschisdener Offnung des Spaltes hinaustrat. Es wird einleuchtend sein, daf infolge geringerer Dispersion der längeren Wellenlängen, im Rot von einer bestimmten Spaltweite ein viel grôferer Spektralbezirk hindurchgelassen wird, als im Violett. Das ganze Spektrum wurde in zehn Teile zerlegt,. und die Spalt- und Lampenmikrometerschraube wurde für jedes Gebiet geaicht (siche Tabelle 15). Dann wurde die Strahlungs- energie jedes Gebietes mikrophotometrisch bestimmt. Dazu wurde eine Anordnung gemacht, wobei sämtliche Strahlen des Bündels auf eine Thermosäule nach Moll konzentriert wurden. Der von dieser Strahlung erzeugte Strom flofi durch ein Galvano- meter nach Moll, welches seine Ausschläge auf photographischem Wege registrierte. Diese Messungen wurden zuerst hergestellt ohne 74 besondere gläserne Farbenfilter. Es blieb dann aber noch ungefähr 1%, falsches Licht im Bündel. Um die letzten Spuren hiervon zu beseitigen, wurden für jede Wellenlänge geeignete gläserne Farben- filter zwischengeschaltet, welche auch später bei meinen Versuchen immer verwendet wurden. Die Galvanometerausschläge wurden auf den photographischen Aufnahmen später mikroskopisch ge- -messen. ÂAlle so gewonnenen Daten über den Apparat findet man in nächster Tabelle. Tabelle 15. = 2 d n © £ Æ ë D S = L Galvanometer- È 5 & £ Lu ausschläge os |5$| £ E E Ds | s à T © & 20 e ÉE- ohne mit = A El UT, ee) PRE | & == È E2 À LS Farbenfilter E 400—420 | 29 40 |2% CuCI, blau 60% 3.— 1.8 420—440 | 24 2h J 61% 5.4 30 440— 460 | 20.5 122 ! & 38% 6.— 2 460—480 | 18 0.4 _ | blaugrün | 32% 3.4 1.1 480—500 | 15.5 0.4 * | - 4% 57 2.4 500—530 | 13 0.4 x | 45% 95 43 530—570 | 10.5 0.3 | æ | + 30% 12,5 3.8 570—620 8 03 | Je | orange 21% 18.5 5.— 620-700 | 5.5 | 0.2 | Wasser | E 35%, |. .275 000 700— 800 3 0.2 x | rot 59% | 53.— 31.— Die Galvanometerausschläge sind der Strahlungsintensität pro- portional. Nun habe ich für meine Versuche eine spezielle Ein- heit der Energiemenge angenommen. Die [ntensitätseinheit sei die, welche in der Thermosäule einen Strom erregt, welcher dem Gal- vanometer einen Ausschlag 1 gibt. Die Energiemenge dieser Inten- sität, welche während einer Sekunde auf 1 m Abstand einen Schirm bestrahlt, habe ich als Energieeinheit ® angedeutet. Diese Einheit gilt jedoch nur für diesen Apparat. So war es eine wichtige Aufgabe, die Energiemengen auf wirkliche physikalische Energiegrôfien zurückzuführen. Diese rein physikalische Aufgabe 75 ist von Herrn M. J.Druyvesteyn, phil. nat. Cand., gelôst worden. Er hat eme Versuchsanordnung gemacht, wobei die Energie einer Hefner-Kerze mit derjenigen des von mir benutzten Monochro- mators verglichen werden konnte. Es stellte sich heraus, dafi I D— Sn 0,02 Eres/ M ° Sek. Ich verzichte auf die Beschreibung dieser Versuche, die selbst- verständlich auch mikrophotometrisch mit derselben Thermosäule und demselben Galvanometer, welche oben erwähnt wurden, statt- fanden. Die Messungen dürfen eine Genauigkeit bis auf 10% beanspruchen. Nur will ich hier auch Herrn Druyvesteyn für seine Bemühungen mit dieser, für mich so wichtigen Frage recht herzhich danken. Ich beschränke mich auf die folgenden Berechnungen: Die Hefner-Kerze bestrahlt auf 1 m Abstand einen Quadratzentimeter mit 900 Erg und gibt auf | m dem Galvanometer einen Ausschlag 9. Das Wellengebiet 700—800 wu des Monochromators ohne Glasfilter gibt auf 13,8 cm dem Galvanometer einen Ausschlag 0,6: d. h. auf 1 m 0,011. Setzt man die Ergenzahl des Monochromators für dieses Wellengebiet — x, dann ist: 900 : x— 9:0,011 oder «= ||] Das Wellengebiet 700— 80041, welches (siehe Tabelle 15) ohne Glasfilter, bei der Aichung einen Ausschlag 53 gab, sendet also auf 1 m Abstand 1,1 Ergs/ Kalorie und auch: 10—7 Watt, ist: 1 g — 0,000000002 = 2 : 10 —° Watt/cM° Sek. und 1 œ@ — 0,000000004 8 — 4,8 - 10—° Kalorie/cM* Sek. Nach dieser physikalischen Abschweïfung kehren wir zu unsern Koleoptilen zurück. Wo diese Belichtungen allseitig stattfanden, wurde die Pflanze während der Belichtung auf der vertikalen Klino- statenachse schnell rotiert. weil das Wellengebiet nicht homogen 76 war und die Pflanze von links z. B. mit 480 44 und von rechts mit 460 uu bestrahlt wurde. Der Abstand des Auxanometers vom Monochromator war 1,30 m. Während der Belichtung wurde selbstverständlich die Spannung der Akkumulatoren mittels des Rheostaten konstant gehaïten. Das Licht fiel in horizontaler Rich- tung auf einen Spiegel, welcher um 45° geneigt, sich über dem Auxanometer befand und das Licht also auf die drei Spiegelcken des Auxanometers reflektierte. Mit diesen Reflexionen wird immer ein (konstanter) Fehler gemackt, w2lcher immerhin einige Prozente nicht übersteigt. $ 19. Krümmungsversuche. Bei Versuchen mit einfarbigem Lichte versagt jede Vergleichung mit weifiem Lichte, wenn man letzteres im MK angibt. Wie be- kannt, strahlt eine Hefner-Kerze auf 1 m 900 Erss/ 1° Sek. aus. Von disser Lichtmenge ist aber nur ungefähr 1% auf das sichtbhare Spektrum zurückzuführen, die anderen 99% gehôüren der infra- roten Wärmestrahlung an. Wenn man also | MKS. mit einer Hefner-Kerze zuführt, so stimmt dieses mit 9 Erss/ M° Sek. sicht- barem Lichte, und 900 Erss, 142 Sek. totaler Strahlungsenergie. Man kann also erwarten, daB die einfarbigen Lichtmengen, den weifien Lichtmengen gegenüber winzig klein ausfallen werden. Blaauw (3} gibt .uns darüber sehr wichtige Daten, aber er hat auch nur Ver- hältnisse angegeben und keine physikalischen Energiemengen. Bevor ich mit Wachstumsmessungen anfing, habe ich also zuerst geprüft, wie es mit den Krümmungserscheinungen bestellt war. Nachdem ungefähr die Schwelle ir Violett (400—420 uu) bestimmt worden war, habe ich mit Berücksichtigung der Angaben Blaauw’s (1. c. S. 58 u. f. $ 17) eine Anzahl Koleoptilen in jedem Spektral- gebiete belichtet. Nach der Belichtung kamen die Pflanzen auf die horizontale Klinostatenachse und 3 Stunden später wurden die Krümmungen aufgenommen. Ich bekam die folgenden Er- gebnisse: 77 Tabelle 16. Pflan- Abstand Wirklichzu- Lichtmenge auf 100cm | Zahl der Mittlere von der | geführte à à Krüm- zen- |, : : berechnet: gekrümm- 2 Hl Lichtquelle |Lichtmenge à Lu e-bn mungsgrôfie za AU in @ dé œp | in eee enFtlanzen rar 1 400-420 | 12 | 100 60 60 12 il 2.5 | II 420—449 | 10 100 8 8] 1.62 9 42 | III 440—460 | 12 100 72 72 1.44 12 4,3 IV 460—480 | 11 100 34 34 0.78 11 4 “ V 480—500 | 12 100 68.4 68.4 1.363 10 0.8 VI 500—530 | 11 50 1900 475 9.5 2) 0.2 | VII 530—570 | 12 50 5000 1250 25 3 0.1 VIII 570—620 | i0 50 11.300 2775 45.5 0 0. IX 620—700 | 11 50 27.500 6875 1579 2 0.i X 700—800 | 10 50 | 63.600 15.900 318 ] 0.1 Es ist aber klar, daB die Krümmung bei IV (460—480 uu) den Krümmungen bei II (420—440 uu) und [IT (440—460 ui) gegen- über nicht mit der zugeführten Lichtmenge in gutem Verhältnis steht. Ich habe deshalb den Versuch mit einer doppelten Licht- menge wiederholt und fand: Tabelle 17. Wellen- Pflan- | Abstand Wirklich Zu-| [Lichtmenge auf | Z,h] der Mittlere länge zen- |v. d. Licht- geführte 100 cm berechnet. gekrümm- Érär : ; L'ichtmenge É Va mungsgrüBe in Lu zahl. Iquellei.em.| jh (2 ing |" Fe COOP PSNE JV 40 12 | 100 | 68 | 68 | 1.56 12 4.2 Mit Absicht habe ich diesen Versuch erwähnt, weil er uns zur Vorsicht mahnt, Folgerungen aus den Krümmungsvorgängen zu machen, wenn wir nicht von vornherein den Krümmungsverlauf kennen und nur das Endergebnis beachten; das ist sehr gefährlich. Offenbar hatte in Tabelle 16 nach 3 Stunden die Krümmung bei IV die von II und III eingeholt. Hierauf mul man selbstverständlich achten, wenn man mit ziemlich erheblichen Krümmungen arbeitet, wie Lundegärdh (24) dieses tut. Er hat sogar gemeint, Wachs- 78 tumsmessungen ausführen zu künnen, welche auf Genauigkeit An- spruch machen künnen, bei Krümmungen, welche von der Schwere energisch entgegengewirkt wurden. Aus den von mir gefundenen Kriimmungen läfit sich noch nichts über die Reizschwelle aussagen. Diese hat aber Blaauw (3) L. c. schon eingehend studiert, so daf ich zufrieden sein “konnte, wenn meine Versuche mit den seinigen stimmten. Um das zu prüfen, habe ich auf meine Versuche zwei Gesetze angewendet. 1. daB die ,,Reizschwelle“ von der Lichtmenge (unabhängig von der Belichtungsdauer und der Lichtintensität) bestimmt wird, (Blaauw 3). 2. daf die Kriümmung, innerhalb gewisser Grenzen, der zuge- führten Lichtmenge proportional ist (Arisz |). Man kann dann das absolute Lichtempfindlichkeitsverhältnis in dieser Formel wiedergeben: #1 k.r° FEcE M worin, F2 — Lichtempfindlichkeitskoeffizient, für eine bestimmte Wellenlänge À. k — Krümmungsstärke in mm. r — Abstand von der Lichtquelle in cm. MA — Lichtmenge für die bezügliche Wellenlänge À in @ auf 100 cm Abstand. c — willkürliche Konstante. Wenn man die Ergebnisse der Tabellen 16 und 17 in diese Formel hineinträgt, bekommt man: Tabelle 18. 2.5 X 10000 F1 400 4:0 = c — cr 4166 60 4.2 X 10 000 F2 420-449 — c si — c.519.9 4.3 X 10000 u 0909722 72 E2 449-460 — c 79 4.2 X 10000 F2 460480 — c à —c-017.6 Eee ce 117 EE om = c- 1.05 E2 530-570 — c nn = c-0.2 07 X 2500 F2 570-620 — c - es. Vrai E2 620700 — c ©. 0.036 F2 700-800 — c = — c - 0.002 Setzt man nun die Konstante c — 1,4, so bekommt man: Tabelle 19. Das absolute Empfindlichkeitsverhältnis : Berechnet : Nach Blaauw: 400—420 uu 583. 392 uu 427. 426); 1683. 420—440 ,, 728. 436.:.11%721: 440—460 ,, 835 448 , 825. 466 ,, 884. 460—480 ,, 864. MONET: 487 ,, 546. 480—500 164. A9 ES heu 175: 499 .. 20. 500—530 .. 1.47 510. 1.96 530—570 ,, 0.28 534 . 0.34 570—620 ,, 0 In die zweite Spalte der Tabelle 19 sind die Zahlen der absoluten Verhältnisse der Lichtempfindlichkeit nach Blaauw hineinge- tragen worden. Es ist wirklich erfreulich, wie schôn unsere Befunde miteinander stimmen. Zu gleicher Zeit kann man hierin einen schônen Beweis für die Richtigkeit der von Blaauw und Arisz gefundenen Gesetze ersehen. 80 & 20. Wachstumsmessungen. Jetzt wurden allseitig geringe Mengen monochromatischen Lichtes zugeführt. Um, soviel wie es ausführbar war, die individuelle Variabilität zu eliminieren, wurden verschiedene Belichtungen an derselben Pflanze vorgenommen, nachdem sich herausgestellt hatte, daf bei diesen kleinen Lichtmengen schon nach 2 bis 214 Stunden die ursprüngliche Empfindlichkeit sich wiederhergestellt hatte. Die kurzen Wellenlängen beeinflufiten das Wachstum bei einer Licht- menge. von 100 @ —2 Eres/. ?Sek. schon beträchtlich. Für die Wellenlängen über 500 uu mufite die Lichtmenge immer vergrôfiert werden, um noch eine Reaktion hervorzurufen; bis schlieBlich die Lichtmengen für 620—700 und 700—800 4 so gro wurden, daf mit Hinsicht auf die schwachen Akkumulatoren, nur wenige Ver- suche angestellt werden konnten. Allerdings sind diese Mengen rotes Licht doch noch klein, wenn man sie mit derjenigen einer ebenso langen Belichtung mit einer von Rubinzglas umhüllten Lampe vergleicht. Die Resultate dieser Versuche sind in den folgenden Tabellen aufgenommen. | Tabelle 20. Belichturg mit 400—420 pu. (80 Sek.) (100 y — 2 Erss/,,? Sek.) Wachstum im {4 pro 6 Minuten. Temp. 20%. Bei À Licht. Vers. ee | Licht A 191a | 36 mm 160 150 150 140 120 | 140 130 140 130: 193a 41224586; 120" 1420 120 120 140 | 140 150 "159" 440 20121185 90 90 90 90 9% 90 90 110 "100 201b | 22 Fe 100 90 90 100 100 | 100 100 90 9% : 711) soil PANNES 202020201208) RTT0TODNODESIEN D la. | 118 114 114 114 114 | 116 114 116 112: -schnitt Durchschnitt Roue | 198 19 19 19 19 | 194 19 192 186. p. Minute Tabelle 20. (Fortsetzung.) Vers. Nr. Fortsetzung 191a 20.00 12000130 : 130 193a | 1200 | LI0 120: 120 201 a 110 ‘110 110 . 110 _ 201b 901 MOD: 490 | 1.00 202b 100: "109. 110 .110 Que 08 GE 1e 2 schnitt 10 Il échecs rs : (B I76 CIS 6 LU I8 pre Min. Vers. | Nr. D er D. Fortsetzung 191a 140 150 150 140 193a 140 140 150 160 201 a 110120 150 120 201b 90 100 100 100 202b 110: "T0 TO Te M 0 ot Lo, 118 124 128 126 schnitt Durchschnitt | 198 208 214 21 pro Minute 1 Std, 130 140 130 120 130 130 140 140 110 100 90 90 90 100 100 100 120 120 120 120 116 118 116 114 194 198 194 19 2 Std. 130 136 146 140 150 160 150 150 120 120 110 110 100 100 100 100 110 110 110 110 122 124 122 122 20.4 20.8 20.4 20.4 82 Tabelle 21. Belichtung mit 420—440 yu. (44 Sek.) 100 @ — 2 Erss/.m® Sek. Wachstum in y pro 6 Minuten. Temp. 209. Bei À Licht. Vers. ange Nr. Licht A 191b | 39.5 mm | 140 130 140 130 130 | 120 110 110 110 192 |30 ,, | 160 160 150 150 160 | 160 150 140 140 193b | 285 ,, 170 170 170 180 170 | 160 160 130 130 194a | 225 ,, | 150 150 160 170 170 | 170 150 120 110 (5 Er 150 130 130 140 130 | 130 130 130 140 Durch- h | hong | 225 mm | 154 148 150 150 152 | 148 140 126 12 schnitt | THERE 25.8 248 25 25 254 | 248 234 0100 pro Minute Vers. Ne Fortsetzung 1 Std. 191b 80. 100: 110: 110: 110 129 |" 192 | 140: 130: 150: 150: 150 140: "150 193b 130 140 140 160 160 150 160 160 194a | 410. AIO HD 1012 100 2100 100 110 185a | 140 110. 100 130. 130 130 130 140 Durch- 2 1: RP EE EE OR 130 130 schnitt LES LS, 198 204 -22 - 218 214 | OR pro Minute Tabelle 21 (Fortsetzung). 83 Vers. Nr. Fortsetzung es 2 Std. 191b 110 110 110 100 110 110 110 110 192 130 130 150 150 140 140 140 140 193b 160 160 160 160 160 160 160 150 194a 110 120 120 130 130 130 130 130 185a 130 140 140 140 140 140 140 140 Durch- Le 128 132 136 136 136 136 136 134 Durchschn. M 21.4 22 22627 C2 C2 GEI CRE T7 A p. Minute Tabelle 22. Belichtung mit 440—460 uu (63 Sek.) 100 g — 2 Erss/.y° Sek. Wachstum in 4 pro 6 Minuten. Temp. 200. Be 4 Licht. Vers.- = Ke Länge Licht ADO 28 mm 170 180 170 160 150 | 150 MAÉ 27 120 130 130 120 120 | 130 Pal 31 140 140 150 150 150 | 160 Mic.|. 26 , 120 110 110 110 110 | 120 RP |: 22: 120 01201 (120 1200. 120 | 120 Dia pan 2/mm | 134 136 136 132 130 | 136 schnitt | SE a y le pro Minute | 140 130 170 110 110 132 22 130 130 180 110 120 134 22.4 Es 84 Tabelle 22 (Fortsetzung). Vers.- Fortsetzung Nr. 1 Std. 187a 120 110 100 100 100 90 100 | 100 100 120 120 194b 102010 0OMMOO 6070 70" "70 "606 195a 160: 150: 150: 130 130 140: 140 |! 140: 150 “1602170 201 c 110 100 100 100 100 100 100 90 #90 90 90 202a 140 140 140 140 140 130 130 | 120 120 110 100 Durch- | e Le 132 124 120 114 112 108 108 104 106 112 112 schnitt Durch- Fe. 22 208 20 19 186 18 18 | 174 176 18608 Minute Eee Fortsetzung Nr. 2 Std. 187a 120201201120 150. 130"! 194b 80 90 100 100 100 100 195 a 180 180 180 180 180 180 201c ODA OU OD 08080." 00 202a 1204150150 11508%150.1150 Durch- | bni MSM22 112412224268 schnitt | Durch- "ut 198 204 206 204 206 21 pro Minute nie orme tin 85 Tabelle 23. ; Belichtung mit 460—480 uu (131 Sek.) 100 @ — 2 Erss/ 1° Sek. Wachstum in & pro 6 Minuten. Temp. 200. Bei À Licht. Vers.- Nr. Länge Licht 190 31.5 mm ICO TOME FO "TI 110 110 100 189 24), 170 170 180 180 160 160 150 150 lee 3l1p > 1200120 082001000120 1100 1002100 199 PTE 150 4150150160 150 150 140 140 2004-27 -. | 0505040140 140 130 120 200b | 3] e | 20200 O0 120004120710 Durch- : : 28 mm 1351356140. 158.155 1828175120 schnitt hschn. Durchschn. pro HN) 012 40 095 025 2200.20; 012( Minute Vers.- Fortsetzung Nr. | Std. 190 90 JORAICOMAICOAITIOMAITONN 0 | 120 110 189 BOMIAOAMATE ISO 1501..1207,. 120 120 110 187c 100 90 110 140 140 140 140 140 140 199 140 120 110 130 140 160 160 160 160 200 a HOMO ZONI2 0 IP 020 150 130 140 200b | LODANTOOMNIODMIOOMATITION A TTIO AI 00 100 100 Durch- me AMNNNIET MONS NT Nr 12784126 schnitt è Durchschn. (Bee I 020%, 620.84 212 21.2 PP? 1 pro Minute Il Tabelle 23 (Fortsetzung). 86 Vers.- Nr. 190 189 187c 199 200a 200b Durch- schnitt Durchschn. pro Minute Fortsetzung 2 Std. 110 1100 7110 120 120 130 130 130 110 120 © 120 0 120 M0 20 NIET 120 140 1301530 130 1202 120,20 170 170 160 160 160 160 160 160 140 © "150-150 150 140 140 150 150 100 110 110 110 110 110 110 110 127 132 130 . 132128" 130 115208 21.220227 2126 2 RAA 216 22 22 Tabelle 24. Belichtung mit 480—500 uu (60 Sek.) 100 — 2 Erss/ 2 Sek. Wachstum in g pro 6 Minuten. Temp. 20° Bei : Licht. pro Minute es Länge Licht 188a | 26 mml 140 140 140 150 140 À 150 140 140 130 140 187d [35 ,,| 100 100 100 100 100 | 100 100 110 110 90 195b |36 ,,| 180 180 180 170 180 | 170 170 160 160 160 203b | 30 ,,| 130 130 130 130 120 -| 120 110 110 110 110 204c | 31 130 120 120 130 130 | 130 130 140 140 140 paie 51 mn 136 134 134 136 134 | 134 130 132 130 128 schnitt Durchschn. | 226 2924 0994. 226, "224 11224 216 2202000 Tabelle 24 (Fortsetzung). 87 Vers.- Nr. Fortsetzung 1] Std. 188a | 130 140 160 150 150 150160170070 T70 187d 90 80 80 90 90 90 80 80 90 90 195b | 160 170 170 180 190 190 180 180 190 190 203b | 100 100 100 100 90 IOOATIDENT O0 EI 00 NTDD 204c 140 140 140 140 140 140 140 140 150 140 Durch- | 3 122) AS AT) 17 757 134 134 134 134 138 schnitt | Durchschn. es Minute 206 21 21.6 2202 | PONT SP NTAIUNNEE Vers.- Nr. Fortsetzung 2 Std. 188a 180817070180 0100 1874 TOO COMMODE NTO 195b 180 180 190 190 190 203b (00 COIDO I 00100 204c ONTATSIEO IE 0 180 Durch- 140 138 138 142 144 schnitt D M NN 3 2360 24 pro Minute 88 Tabelle 25. Belichtung mit 500—530 x (67 Sek.) 200 o — 4Erss/ ve Sek. Wachstum in pro 6 Minuten. Temp. 200. Bei Î Licht. Vers.- Nr. | Länge | | 188b | 32.5 mm | 180 190 190 180 180 170 ° 170 "179 196b.129. 160 160 160 160 160 160 160 180 [ON 150. 01502 1400150 0150 150 140 130 19841550 150 150 160 160 160 160 170 170 Es DJ DIE 100 90 90 90 90 80 80 80 | Durch- 30 bn: mm 148 148 148 148 148 144 144 146 schnitt Durchschn. - | tute | 24.6 246 246 246 246 | 24 24 244 Vers.- Nr. Fortsetzung 188b ! 150 140 150 170 160 170 170 170 160 160 160 196b | 180 160 160 160 160 170 170 160 160 170 160 197 130 130,130 0150; 129, NO M0 110 120 120 120 198a | 160 160 160 160 160 160 170 170 170 170 150 203c 10. 70 n 70:60 7% 160 /MEDEEO 60 50 7007 schnitt Panne 224027 224 26 22 15 354 | HN EURE Durch-| 134 132 134 136 132 138 140 | 138 138 138 132 pro Minute | 89 Tabelle 25 (Fortsetzung). Vers.- Nr. Fortsetzung 2 Std. 188b 170 : 170 170 170 120: ‘170 196b lé 4010, 1700170 170 197 120 120 * 130: 130 130 130 198a 170 170 170 170 170 170 203c 10 70 © 70 70 70 70 Durch- BR EL A LOU Le schnitt Bucehsenne 3 24 34 D6 6 26 pro Minute Tabelle 26 Belichtung mit 530—570 uu (114 Sek.) 300 9 — 6 Erss/ 1? Sek. Wachstum inf! pro 6 Minuten. Temp. 20°. Bei s Licht. Vers.- Nr. Länge Ba 025 een | 600090, 90, 90: 100 | 100 100 “90 JL AR AE OEUE EU ON 50 | 130 120 :f20";:120 2044 | 345 ,, |130 130 130 130 130 | 110 100 90 106 A6an 1:27, *, | 100 100 100 110 100 | 110 120 110 100 | » |100 100 100 100 100 | 100 90 90 90 Durch- | OR an 008 NO CIO 2 ©112:| 110 106. 100. 100 schnitt Durchschnitt pro | d 18 184 184 186 186 | 184 176 166 166. inute Tabelle 26 (Fortsetzung). 90 Fortsetzung INSEE 203 a ODNIOD TION 120120 120 | 120-120 1200120 204a 20)20 2005020120 120 "100 NI 0 2044 | ONI20NI20 NN I20NI20AIE0 130 130 120 120 206a TOO 20 120 2020120 120. 130 "15088150 206c 100 100 100 90 90 100 100 100 100 100 Durch- e OA TE is ie 18 METEO schnitt Durch- pue 174 186 19 194 19.196 | 196: 194 1929104 Minute Vers.- Fortsetzung Nr. 2 Std. 203 a 20 OI OI ORMIECMUIE0 204a MONO 00200 150 204d 1208200 AIDO AI DO 100 206 a 200 TIOMeTIOSIIOAATTO 206c lOOMI DETIIIOMAETIO AT 0 Mee]11 0 Durch- à mire ANA NTOMAlI2NiA 116 Durch- F Ë RS 0 DD CIB60010. 104 pro Minute Wachstum in 4 pro 6 Minuten. Temp. 200 Bei ? Licht. 91 T'abelle 27. Belichtung mit 570—620 uu (116 Sek.) 400 œ —8 Erss/ y? Sek. ee Länge Licht 195e | 40.5 mm | 190 180 180 180 180 | 180 170 170 196a | 27.25 | 140 140 150 140 140 | 130 130 .140 mie 70 |L110 100 100 90 100 100 100 100 M5a 025 | 110 110 110 110 110 120 120 120 206b 130 2 "100 110 110. 110” 110 110 100 100 Durch- poncl 32 mm|130 128 130 126 128 128 124 126 schnitt PRE 216 Ma Al eL20e2140 2140 02067 21 pro Minute 2 Fortsetzung | Std. 1956010170) 160 14 01602170 2417001701 | 170 170 170. 170 196a | 140 140 130 130 140 140 140 | 140 150 160 160 204e | 100 90 90 100 100 110 110 | 110 100 110 110 Al 110012010120 0120 0 110 |8:110. - 120.100! - 100 206b | 100 100 100 90 100 100 100 | 100 100 100 100 Derch- a 1247 120%:116 12004126 0126 0126 | 126 128 128. 128 schnitt Durch- | EH IDR P RE ET 21212121. 1 21.4..21:4. 214 Minute | 92 Tabelle 27 (Honcrune). Vers. Fortsetzung Nr. 195c 170 170 170 160 160 160 1% a 160 160 160 160 160 160 204e 1102110. 110: A00 100 T0 | 205a 100 110- 120 110 110 120 206b 100 100 100 100 100 100 — Durch- Fe] 128 130 132 126 126 130 schnitt Durch- FRE D Di IE 22 C1 1e pro Minute Tabelle 28. Belichtung mit 620--700 uu (145 Sek.) 1000 og — 20 Erss/.m° Sek. Wachstum in 4 pro 6 Minuten. Temp. 209, Bei ? Licht. Vers. a Länge Licht 207 a 25 mm 130 130 130 140 140 Î 130 130 120 100 208a 200 020501500150 120 120 - 130 150 2094 3306 MHOMAION ICO TON TIT0 110 110 110 110 Durch- | pee 29 mm 120120 1201260126 12040120 120120 schnitt Durchschnitt pro Minute 201020 020 2177021 20 20 20 20 93 Tabelle 28 (Fortsetzung). Le Fortsetzun Nr. Ë 1 Std. 207 a 100 120 120 120 120 130 208a 170 160 150 140 150 169 2094 90 90 90. 901. 907 60 Durch- | schnitt | 130 120 126 120 120 160 180 170 150 150 801 80% 60. 100 ::- 90 | | 120. :124 120: 119: 120°: 124 | 124 128 124 124 120 Durch- schnitt pro Minute 20 206 20 198 20 206 | 20.6 21.4 20.6 20.6 20 LES Fortsetz un Nr. 5 2 Std. 207 a 130 130 140 140 14 208a 150 150 150 150 150 2094 90 80 80 80 80 Durch- | schnitt | | Durch- schnitt pro Minute Pet 0m EAN IE r 124 206 20 206 20.6 20.6 Tabelle 29. Belichtung mit 700—800 uu (135 Sek.) 3000 g — 60 Erss/ m° Sek. Wachstum in & pro 6 Minuten. Temp. 200. Bei À Licht. Vers.- inc Nr. Licht 207b | 27.5 mm | 130 130 140 140 140 130 130 130 07e 505 €: 130 130 120 130 130 130 130 120 Te 535% ‘: 130 140 140 140 149 140 140 140 Durch- 31.5 mm | 130 133 133 137 137 1530183150 schnitt Durchschnitt MU | ROMA 272022261228 222,,22.2021.6 94 Tabelle 29 (Fortsetzung). Vers.- Fortsetzung Nr. È | 1 Std. 207b | 120 110 110 120 130 140 140 140 140 140 207e.-|:: 120. 120: 100: 110. : 1102120: 120: di0 OO 215e +130 110: 110110: 12020130 150 WP0 CET Durch-| 126 113 108 113 120 130 130 123 126 136 schnitt Durch- schnitt 21-188: 18" N88 + 20 216 216 : 205 PNR pro é Minute Vers. Fortsetzung Nr. DRE 207b | 150 150 140 130 120 120 120 207c | 120 120 120 130 130 130 130 215e | 120 120 120 120 120 110 120 Durch- schnitt 1307 430: 128 201280 1241200124 Durch- schnitt pro Minute 216% 21:6" 21.4 21:47 2067 *20. 206 Übersichtlicher sind die Resultate in den Kurven (Fig. 13) wieder- gegeben. In diesen Kurven sind die Rekonstruktionen auf die groBe Wachstumsperiode (gestrichelt) wieder purktiert angegeben worden (siehe S. 57). Mit Ausnahme der Belichtungen mit 440—460 us, 530—570 uu und 620—700 yu gibt es in allen Kurven ein Minimum nach 36 Mi- nuten. Bei der benutzten Lichtmenge scheint für 440—460 uu die Reaktionszeit etwas länger zu sein, wodurch auch das Minimum erst nack 1 Stunde auftritt. Für 530—570 zy2 wird dahingegen bei der "48F Fig. 13. Licht | 400 - 420 uu 100# à 420 - 440 u 100 @ 440 -460 ju 100 460-480 uu 100 @ 480- S00 uu 100 @ 500-530 uu 200 P 530-570 mu 200 @ 570 - 620 u 400 @ 3000 (q a per RER PA PNR PATATE | pr Enr | Det AS Le À Dr one Li ET el ets ee mm mm mm mm mm es ee Re ni =] d pro Minute. | | | | EinfluB einfarbigen Lichtes auf das Wachstum. Wachstumswerte im 96 ‘benutzten Lichtmenge das Minimum schon nach ungefähr 18 Mi- nuten erreicht, während bei 620—700 uu in den Durchschnitts-" werten überhaupt keine Reaktion zu erkennen ist. In der Tabelle schwankt das Minimum zwischen 30 und 48 Minuten. Nach dem Verlassen des Minimums steigt das Wachstum wieder an. Es ist aber sehr deutlich, daf die Verzôgerung für Wellenlängen kleiner als 500 y noch sehr lange Zeit anhält und nach 2 Stunden noch nicht abgeklungen ist. Für mich ist es selbst fraglich, ob nicht das Wachstum auch hier auf die Dauer etwas herabgesetzt worden ist. Diese starke Hemmung wird aber offenbar nur von den kurzen Wellenlängen ausgeübt. Die Wellenlängen oberhalb 500 yu ver- ursachen ebenfalls eine Wachstumshemmung. Diese ist aber nur von kürzerer Dauer. Es erscheinen selbst die meisten Wachstums- werte nach 2 Stunden bisweilen hüher als man im Dunkeln erwarten wiürde. & 21. Blaauw's Theorie. Die lange dauernde, von den kürzeren Wellenlängen verursachte Wachstumshemmung wird bei einer einseitigen Belichtung eine auftretende Krümmung auf dem Klinostaten noch Stundenlang ver- stärken, so da schon nach Zufuhr kleiner Energiemengen (cf. S. 77) dennoch erhebliche Krümmungen zutage treten werden. Kleine Lichtmengen aber, von einer Wellenlänge grôfier als 480 bis 500 pe ändern das Wachstum nur für kürzere Zeiten. Der An- fang einer Krümmung wird — sei es auch makroskopisch unsichtbar — wenigstens auftreten, wird aber später nicht grôBer werden; er tritt also nicht zutage. Wir sind imstande, die totale, von einer bestimmten Lichtmenge verursachte Wachstumshemmung zu berechnen, wenn wir dabei die groBie Periode in Rechnung tragen. Man kann dazu die Ober- flâche bestimmen, zwischen punktierten Kurven und gestrichelten Linien, aber auch aus den Tabellen die vermutliche totale Wachs- tumshemmung ungefähr berechnen. Letzteres habe ich ausgeführt und die gefundenen Werte auf eine Energiemenge von 100 g 1m- gerechnet. In nächster Tabelle sind neben den so berechneten 97 Wachstumshemriungen die Zahlen des absoluten Lichtempfind- hichkeitsverhältnisses (Tabelle 18) angegeben. Wenn Blaauw's Theorie richtig ist, so müssen die Werte der Wachstumshemmungen derjenigen der Empfindlichkeit, welche aus Kriüimmungen berechnet sind, proportional sein. Tabelle 30. | Von 100 œ wird während Neue Absolutes Lichtempfind- | 2 Std. die folgende Wachs- lhchkeitsverhältnis. | tumsverzügerung (in 4) hervorgerufen: 400—420 um | 416.6 275 420-440 ,, 519.9 462 440460 ,, 597.2 528 460-480 ,, 617.6 506 480—500 ,, 117 108 500—530 .. 1.05 té XU120— 60 530—570 ,, 0.2 14 X 126 — 42 570—620 ,, 0 AG nn 12 620—700 ,, | 0.036 IX E0—= 0 700-— 800 ,, 0.002 LE 00D—= 3 Die Berechnungen kônnen naturlich keine grofe Genauigkeit beanspruchen, denn wir wissen nicht genau, wie grof das Wachstum im Dunkeln gewesen wäre. Die Ordnungz der Zahlen aber muf richtig sem. Ich meine in diesen Ergebnissen eine kräftige Stütze für die Blaauw'sche Theorie gefunden zu haben. Diese Theorie erklärt vôllig die von Blaauw gefundenen phototropischen Krümmungserscheinungen im Spek- trum. $ 22. Theoretisches über die Lichtwachstumsreaktion. Eine bisher immer gefundene und für die Lichtwachstumsreaktion charakteristische Erscheinung war der wellenartige Verlauf der Reaktion. Wenn man aber die Wachstumsreaktionen auf einfar- biges Licht beachtet, speziell die Einzelbeobachtungen in den Tabellen, dann wird es klar sein, daB von einem wellenartigen Ver- 7 98 lauf hier nicht die Rede ist. Man kônnte die Ursache auf die kleiner: Lichtmengen zurückführen; das trifft aber nicht zu, denn auch viel grôfiere Lichtmengen verursachen nur eine Welle, welche hôchstens aus einem Wellental und Wellenhügel besteht. Tabelle 31. Einfluf grôfierer Mengen monochromatischen Lichtes auf das Wachstum. Wachstum in & pro 6 Minuten. Bei À Licht. Vers.- Weleneebret Energie-| Länge der | Nr. menge | Pflanzen REGÉE A 224b | 440—460 uu 500 @ | 30.5 mm 160 150 160 150 140 | 188c | 460—480 ,, | 4500 ,, | 36.5 170. 170 150 160150 224a | 570—620 ,, 1000/2708 1200420 1505050 207d | 620—700 ,, | 2000 ,, | 33.5 120120 NI0RTI0IIN Vers:- Fortsetzung Nr. 1 Sid. 224b | 140 150 140 140 140 130 130 130 130 120 | 188c 150: 140. 1305120, MO4110. 100 TION 150 IS 224a 140 140 140 130 130 120 120 120 120 110 20740 MIDI ONCE 0707 OO DENT COST CONTOD Vers.- Fortsetzung Nr. 2 Std. 2245 NINI20 2020 120 012012000200 120 188c 160 150° 150 160 160 160 160° 160 160 160 224a 120 120 130 120 130 140 130 130 130 140 207 d MOMAIOONI OI INT DMIOOICOEIU0 | Vers.- Fortsetzung Nr. 3 Std. 224b | 120 120. 130 140 130 130 140 140 140 140 | 188c 160040504050 ISO 2002012080 150 224a 1402013024150%150 150: 160150 M60 160 150 207d | 100 100 110 110 100 100 100 100 100 100 st. fab 99 Diese Tatsache hat mich zu der Theorie veranlafit, daf die Ursachedes wellenartigen Verlaufs nicht, oder wenig- stens nicht ausschliefilich, in der Pflanze, sondern in derzusammengesetzten Natur desweifen Lichtesgesucht werden mufi. Wie oben auseinandergesetzt wurde, besteht 99% des künstlichen weifen Lichtes aus infra-roter Strahlung. Nur 1% hat eine Wellenlänge von 800 uu und weniger. Die Versuche des 4: Kapitels wurden mit einer Philips ,, Arga-Lampe vorgenommen. Die Energieverteilungskurve (26) dieser Lampe im sichtbaren Spektrum, ist folgende: 1060 040 0.50 0.69 070 Mikron Weillenlange Fig. 14. Energieverteilung einer ,,Arga‘‘-Lampe, Im Rot (700 y) ist die Energie etwa I0X so groB wie im Indigo (450 wu). Das war auch ungefähr das Verhältnis in meinen Ver- suchen, d. h. 1000 œ (20 Erss/u? Sek.) 620—700 uu gegen 100 (2 Eres/M° Sek.) 440—460 uu. Von beiden Lichtmengen wird ungefähr zu gleicher Zeit eine Wachstumshemmung hervorgerufen. Die Hemmung auf 620—700 uu ist aber bald vorüber und wird selbst vielleicht in eine Fôrderung übergehen, indem die von 440 bis 460 uu verursachte Hemmung noch anhält, wenn eben die ge- nannte Fôrderung schon wieder vorüber ist. 1+ 100 Ich habe versucht, auf diese Weise einen künstlichen wellenartigen Wachstumsverlauf mittels Kombination zweier -Spektralgebiete herzustellen. Tabelle 32. Vers. Nr. 228. Wachstum in w pro 6 Minuten. Temp. 20°. Bei di Licht. a. Belichtung mit 440—460 un (315 Sek) — 500 o + (570—620) uu (290 Sek.) — 1000 o. b. È » 270—620 uu (290 Sek.) — 1000 . c 2 » 440—460 pu G15 Sek)- — 500 y: Länge | Licht | À a. | 27. mm | 140 140 140 130 140 | 140 140 140 130 130 NE LP 140 140 140 130 130 | 130 130 130 130 130 c11949:, 120 120 120 120 120 | 120 120 110 110 110 Fortsetzung | Std. a. 140 130 110 100 130 | 120300; 1107" 120005 b. 150001300120" 120 120 | 120," 11842130; 6e c 1000891290 60 | 90 | ‘110 A0 TOO Fortsetzung 2 Std. a. 15001302 430%7150 "130 130 130 130 140 140 b. 120 120 120 120 120 120° 120 1200012000 e 100! ODA DENML98 LUN | 80 : 80 : 60-60 "180 1 Std. 2Std. Fig. 15. Kombination zweier verschiedenen Wellenlängen. 101 Die Sache liegt aber nicht so einfach. Denn die Pflanze ist nicht für einzelne Gebiete des Spektrums empfindlich, sondern für das ganze Spektrum. Ceteris paribus müfiten also die für alle Wellen- lângen verschiedenen Reaktionen allmählich ineinander überfliefen und nur eine Welle aufweisen. Es ist aber eine bekannte Tatsache, daf die Reaktionszeiten für verschiedene Lichtmengen auch ver- schieden sind. Weil nun im weifiem Lichte die Mengen der ver- schiedenen Spektralgebiete immer stark verschieden sind, werden die Reaktionszeiten auch nicht gleich sein. Zweitens ist die Emp- findlichkeit der Pflanze eine andere für die verschiedene Wellen- längen; und schliefilich kann man die kurzen Wellenlängen (400 bis 480 ut) als die stark hemmenden den längeren Wellenlängen (480—800 uu und weiter ins Infra-rot2?) als den wenig hemmenden bzw. relativ beschleunigenden gegenüberstellen. Diese Erwägungen entnehmen meiner Theorie viel Hypothetisches, obgleich sie von weiteren Untersuchungen noch begründet werden muf. Dabei werden insbesondere diejenigen Fälle von Interesse sein, wobei die Belichtungszeit eine grofie Rolle spielt. So spricht z. B. die Tatsache, dafi keine negativen Krümmungen auftreten, wenn die Expositionszeit eine gewisse Grenze überschreitet (cf. Arisz (2) und Bremekamp (13) wenigstens für die Môglichkeit eines solchen Antagonismus. Fri. Zollikofer (45), S. 294 hat den wellenfürmigen Verlauf in der Reizleitung zu erklären gesucht. Die immer nach niedrigeren Regionen fortschreitende Wachstumsreaktion würde immer neue Wellen zutage bringen. Es ist nicht unmôglich, dafi auch dieser Vorgang an den wellenfôrmigen Verlauf mit betailigt ist; die Kon- tinuität aber bietet hier noch grôfiere Schwierigkeiten für die Er- klärung. Kapitel VI. DIE SCHWERKRAFT. $ 23. Der Klinostat. Für alle Untersuchungen dieser Arbeit wurde ein neuer Universal- Klinostat nach Van Harreveld (21) benutzt. Die finanziellen Umstände des Instituts machten es vorläufig unmôglich, die spe- ziellen Vorrichtungen, welche Van Harreveld nennt, anzu- bringen. Deshalb wurde der Klinostat vorläufig auf ein hôlzernes Gestell gebracht, und die Vorrichtung für intermittierende Drehung wurde fortgelassen. Der Klinostat konnte also als gewühnlicher Klinostat benutzt werden. Die obere Teakholzplatte wurde in einemStück gelassen, damit dieverschiedenen Ablenkungen aus der Vertikalen leicht herzustellen wären. Der Klinostat bot noch eme Schwierigkeit : Die Achsendicke, welcheVanHarre- veld angibt, ist nämlich viel zu dünn: die Achse biegt bei schwerer Belastung durch. Mein Auxanometer wiegt 3,5 KG. und muñte mit einem Gegengewicht genau ausbalanciert werden, denn der Klinostat dreht schon bei einer kleinen Ungleichheit der Belastung unregelmäfig. Deshalb wurde die Achse durch eine dickere ersetzt (20 mm). Eine zweite Schwierigkeit ist die folgende: Es kam vor, daf während der Klinostatenrotation das Wachstum scheinbar eine geringe Periodizität aufwies, welche Periode vôllig mit der Rotations- zeit übereinstimmte. Wegen der Regelmäfigkeit der Erscheinung wurde anfngs gedacht an ein Durchbiegen gewisser Teile des Auxanometers, welche deshalb verstärkt wurden, bis diese Perio- dizität einmal plôtzlich auftrat bei einer Pflanze, welche schon längere Zeit ein ganz regelmäfiges Wachstum während der Rotation aufgewiesen hatte. Offenbar muf diese Periodizität auf die Tatsache zurückgeführt werden, daf die Pflanze mit ihrer Spitze nicht ganz genau unter der Schraube der Kontaktvorrichtung steht, und aufer- dem ein wenig (um einige 0,1 4) in seiner Symmetrieebene durch- biegt. Der Einfluf dieser Periodizität äuBert sich nicht auf die vom Zeitsignal gegebenen Werte, wenn man die Zeit dieses Signals der re 103 Rotationszeit gleich macht, denn in der einen Hälfte des Rotationskreises hat die Pflanze selbstverständlich ebensoviel mehr zu wachsen, als in der anderen Hälfte weniger. Glücklicherweise trat diese Erscheinung, welche dem Protokoll seine Zierlichkeit entnimmt, nur ausnahmsweise auf, doch muf ich einigen solchen übrigens wohl gelungenen Versuchen einige Daten entnehmen. Bevor Wachstumsmessungen bei Horizontalrotationen angestellt wurden, mufite festgestellt werden, ob nicht die blofie Rotation aus- reichend war, um eine Wachstumsreaktion hervorzurufen. Dazu wurde auf der vertikalen Achse wiederholt das Wachstum gemessen, bei abwechselnd drehender und still stehender Achse. Es kam dann keine Spur einer Reaktion zutage. $ 24, Wachstumsmessungen auf dem Klinostaten. a. Dauerrotation. Es war selbstverständlich, daf sich zuerst die Frage stellte, wie das Wachstum von einer Dauerrotation auf der horizontalen Klinostatenachse beeinflufit wird. Das Resultat dieser Versuche war ganz negativ. Îch gebe hier aus den vielen nur einige willkürlich herausgegriffenen Versuche wieder. Tabelle 33. Das Wachstum während Klinostatenrotation in 4 pro 6 Minuten. Temp. 200. Bei # wurde die Klinostatenachse horizontal gelegt. V Länge | Rotations- j: ep der geschwin- Vertikal : Horizontal Fe Pflanzen digkeit | | 168b 24, mm 6 Min. 1110 110 110 110 110 | 110 110 100 100 174a 27 Gt 70070 :00!1ù 00 | 90; 90 60:70 174c Per 6 02 E00 (900 90m 90% 90 |: 90: :90: 1001100 177 a 2640, 6 ,, !|110 100 110 100 110 | 120 120 120 120 210a JA, RE | 120 120 140 140 150 | 150 150 150 150 et L 98 106 106 110 | 112 112 110 108 schnitt Durch- me | | 17 164 176 17.6 18.4 | 18.6 18.6 18.4 18 Minute | | Tabelle 33 (Fortsetzung). 104 Fortsetzung Vers. Horizontal Nr. 2 | Std. 168b 100 100 120 110 110 110 174a 80 70 80 70 80 80 174c 110 100 90 90 90 100 177a 120 120 120 120 120 120 210a 150 150 140 140 130 130 Darch, "1 112 108 110 106 106 108 schnitt Durch- TU BE TRE 18:42. :)17.6N LORS pro Minute Vers. Fortsetzung AA Nr. 2 . F2 168b | 110 130 130 130 110 110 110 100 100 110 174a 80 ” 50 + 90 * 60 “40 40-1280: 00 "HOTTE 1740 | 120 "110 °° 120 140 120 050 20" 120 Te 1723 | 120 120 * 12024200 4120 21200120 © 1200 20 IE 210a | 140 150 150 140 140 150 160 170 170 170 Duel 41 jé 122 122 nie 8 118 120 01e schnitt Durch- ro 19 194 204 2041194 196: 196 20 "Mot Minute ? Wenn man die bezügliche Kurve (Fig. 16,A) betrachtet, sieht man daf von einer spezifischen Reaktion nicht die Rede sein kann. DieSchwankungen erheben sich nicht über die Fehlergrenze hinaus. Das Wachstum scheint nur allmählich ein wenig von der Rotation herabgesetzt zu werden, es bleibt ein wenig unter dem gestrichelten Dunkelwert. 105 b. Kurzdauernde Rotationen. Gegen die an Dauerrotationen gewonnenen negativen Resultate sprachen die von Frl. Zollikofer (45) gefundenen ausgeprägten Wachstumsschwankungen nach kurzdauernden Rotationen. Ich habe ihre Versuche auf der Klino- statenachse nachgeprüft. Die kürzeste Umdrehungsgeschwindigkeit des Klinostaten ist 6 Minuten. Das war also die kleinste môgliche Rotationsdauer. Tabelle 34. Klinostatenrotation während 6 Minuten (— | Umdrehung). Wachs- tum in y pro 6 Minuten. Temp. 200. Bei # horizontal, Ÿ vertikal. = | _ Vers. | Länge | Vertikal Hor. Vert. Nr. | | LA 168h | 38. mm 100 100 90 80 90 | 80 | 90 80 os | 29. 100 100 120 110 120 120 | 110 HO FLIBEURE IO HO 110 100 100 | 100 | 90 110 175b | 285 , 70 80 80 100 100 | 100 | 110 100 I76a | 18 . 90 90 90 100 100 | 110 | 110 110 dore 94 96 98 100 102 | 102 | 102 102 schnitl | | | D NH DS lé eléd ie JET Jr A7 Minute | Vers. | Fortsetzung. Vertikal Nr. | | Std. 168h 20% 7-20: 4410; 270 2:90 , 400 :: 60 90 -- 90 90 “80 170a | 120 120 130 120 110 110 100 | 110 110 110 110 ME M F0 1201 1000-1000 1120011300 120)! 130 1501: 130 + 130 AB I0TI01c 1007 «8001: 80::190 90 80 80 80 90 100 176a | 110 90 100 90 100 110 110 | 110 110 110 110 Durch- schnitt Bich- schnitt pro Minute | 106 100 96 92 102 108 98 104 104 106 10% 176.166 16 40 7 18 158 | 174 174 176 176 106 Tabelle 34 (Fortsetzung). Ve Fortsetzung Vertikal Nr. 2 Std. 168h 10:60 , ,180,:180218017 780 1202212120 110 120 1201202120 171 130 140 130 140 140 140 175b | 100 90 100 90 100 100 | 176a | 100 100 100 110 110 110 | Durch- schnitt 104 104 106 108 110 110 Durch- schnitt pro Minute Auch hier (siehe Fig. 16, B) war kaum eine Reaktion merklich. . Hôchstens wird nach !> Stunde das Wachstum etwas verzôügert. 17.4 174 176 18 18.4 18.4 In derselben Art wurden Versuche mit längeren Rotationen vor- genommen. Tabelle 35. Klinostatenrotation während 12 Minuten (— 2 Umdrehungen). Wachstum in { pro 6 Minuten. Temp. 20°. Bei À horizontal, Ÿ vertikal. Vers.- Linge Vertikal Horiz. Vertikal Nr. | | A 168d 32 mm 130 140 130 130 140 | 140 140 130 170b SPAS 1208111001 De 00110 I ORETID 110 173a SD: 100 120 140 130 140 | 150 140 130 1540026 80 80 80 80 80 | 90 80 80 Dal ; | bni 32 mm TOI II TO 17 120 120 112 schnitt | Durchschnitt Mi TROP MIO NS AMIE MIS 20 18.6 pro nute | Tabelle 35 (Fortsetzung). 107 Vers. Fortsetzung Vertikal Nr. | 1 Std. 1684 | 110 110 140 160 140 150 140 130 140 130 170b | 120 120 120 110 110 110 120 110 110 120 a BOC120 LTI0 100 9077 90100 110 120 110 IA 0a0. 900070 - 40 60 30 9 110 130 140 Durch- | 5 jo 110 112 100 107 112 115 125 125 schnitt nes +3 IB4 184.184 186.166. 178 186 |. 1920 20 2 Minute Vers | : Fortsetzung Vertikal Nr. 2 Std. 1684 | 140 130 140 130 130 130 130. 170b | 110 110 120 120 120 130 120. 173a 120 110 100 100 90 100 90 1254010 120: 120 100 --80- 70°: 60 70 Durche| j2 ji 112 106 102 105 102 schnitt | a schnitt| 254 196 186 176 17 175 17 pro | | Minute 108 Tabelle 36. Klinostatenrotation während 18 Minuten (3 Umdrehungen). Wachs- tum in # pro 6 Minuten. Temp. 200. Bei À horizontal, a vertikal. A Vers.Nr. | Länge Vertikal Horizontal 170c 36 mm 140 150 160 160 170 | 160 150 150 168a 22 50 60 50 60 50 60 6) 50 166 STI 202020120170 120 120 110 175 320 100 100 100 90 100 | 100 100 100 Dal gen los 1030 0107 0 107 107 0 0 OUT RES schnitt | DurchschproMin. | 17.2 178 178 178 184/| 184 178 184 Ÿ Vers. Nr. Fortsetzung Vertikal. 1 Std. 170c | 150 150 150 140 140 140 170170 70 168a 70 60 60 40 60 70 80 110 120 166 110 110 110 110 100 110 MONSURMIEU 175 100 90 100 90 80 70 70570 90 Durch- lOS 103.105 95 95 97: NIC7MNNI ZONES schnitt Durciéch:prMm 175 17200175 0155: 155 ‘162 17:810020 21.4 Vers. Nr. Fortsetzung * UE & Ur ir: Le __ 254 170c | 160 170 160 150 150 150 150 140 168a 100 90 100 100 100 100 90 90 166 130 130 140 140 150 130 120 120 175 | 90 90 90 9 90 90 90 90 Durchschnitt 120 120 122 12000122 117 112 110 à Durchsch.pr.Min 20 20 20.4 20 20.4 195 186 18.4 109 T'abelle 37. Klinostatenrotation während 30 Minuten (5 Umdrehungen). Wachs- tum in 4 pro 6 Minuten. HT 200. Bei 1 horizontal, ÿ vertikal. Ven TE | Wechbal 1 Horizontal s | 178b 32 mm 150 150 140 130 130, 140 140 130 140 140 223 ne a NP I0 0120 1207120 120 | 130 120 120 120 130: | | latins La 135 130 125 1251135 130 125 130 135. schnitt Durchschnit | 216 225 216 20.8 208| 225 216 20.8 216 225 pro Minute Y Ve Fortsetzung Vertikal 1 Std. 4 “ li30 130 140 120 90 | 80 110 130 160 160 |e 130 120 110 90 | 90 120 150 160 140 Durch- PAS 130 130 115 90 | 85 115 140 160 170 schnitt | PR 6 516 216 19245 16.2 19.5 23.4 266 284 pro Minute | HAE | Fortsetzung 2 Std. 178b | 160 150 140 130 140 | 140 130 130 130 140 223 | 130 130 120 120 120 | 100 110 110 10 HO Durch- 145 140 130 125 130 | 120 120 120 120 125 schnitt Durchschnitt | 242 23,4 216 20.8 216 | 20 20 20 20 208 pro Minute 110 Die Ergebnisse der Tabellen sind in Kurven C, D und E (Fig. 16) eingetragen worden. Schon nach einer Rotation von 12 Minuten ist eine kleine Senkung merklich, welche von einer Hebung gefolet wird. Deutlicher tritt eine gleiche Reaktion nach einer Rotation von 18 Minuten auf, und besonders schôn ist diese nach halbstün- diger Rotation. Was springt aber deutlich in die Augen? Die Wachstumsverzôgerung und die darauffolgende Fôrderung sind zeitlich unabhängig von dem Augen- blicke des Horizontallegens der Klinostatenachse. Die Verzôgerung hat aber ungefähr > Stunde nach der Wiedervertikalstellung der Achse ihr Maximum er- reicht, und das Maximum der Fôrderung fällt ungefähr 1 Stunde nach der Wiedervertikalstellung. Nach noch länger dauernder Rotation verschwindet die erste Wachstumshemmung allmählich und nach I-stündiger Rotation tnitt nur eine Beschleunigung auf, welche ebenfalls nach ungefähr Î Stunde ihr Maximum erreicht hat (Fig. 16, F). Te DEITE 38 Klinostatenrotation während 1 Stunde (10 Umdrehungen). Wachs- tum in y pro 6 Minuten. Temp. 200. Bei ù horizontal, ÿ vertikal. A Vers.- | Länge Vertikal Horizontal Nr. | | L 178a | 28 mm | 150 140 140 140 130 | 140 140 150 140 140 130 229) 027 110 100 100 100 100 | 100 100 100 100 100 100 | Durch- | | … |27,5 mm | 130 120 120 120 115 | 120 120125 120 005 schnitt | Durchschnitt pro | 216 20 20 20 19.2| 20 20 208 20 20 192 Minute | | AU bn optio nt | 111 Tabelle 38 (Fortsetzung). VELER IStd. N ‘| Fortsetzung Horizontal | Vertikal Xe 178a | 140 130 139 130 AO OO 052150 229b 90 100 90 90 90 90 90 100 100 110 Durch- Homo NM ADM Sn, SET schnitt Durch- De 19.2 19.2 18.4 18.4 | 19.2 20 19.2 20.8 208 216 Minute Y Vers. \ Fortsetzung Vertikal Nr. 2 Std. 178a OMIS0N70A 70 160 150 150 150 140 130 229b HOMI20I20M 50 POST AI DD DD AI 00 O0 Durch- : 140 150 145 150 120 0 PAST ADM E schnitt Durch- schnitt| 234 25 242 25 23.4 216 208 208 20 182 pro Minute Rotationen Kurzdauernde Daucerrotation Nach Dauer. Rotat 16Min 12 Min 18 Min. Vertikal 10Min Vertikal 15 Min Vertikal 2 Fig. 16. Das Wachstum während und nach horizontalen Klinostatrotationen. . Wachstum in # pro Minute. H — Achse horizontal, V — vertikal. 115 c. Vertikalstellung nach Dauerrotation. Nach den be- sprochenen Versuchen liegt die Vermutung auf der Hand, daff auch nach einer Rotation von längerer Dauer eine Beschleunigung des Wachstums auftreten wird. Tatsächlich ist das der Fall. Tabelle 39. Das Wachstum nach einer längeren Klinostatenrotation in 4 pro 6 Minuten. Temp. 200. Bei À wurde die Klinostatenachse wieder vertikal gestellt. Rotationsgeschwindigkeit — 6 Minuten. Vers.- | Länge der Raniore al in Nr. | Pflanzen dauer 167b 24 mm 2ESEd 2 Mine 208017020120 | 168c DEEE 3 Std. 36 Min. IS0 50020120 169b | te BAStd: lA0TAONAIE 0 IE 050 1744 BARS 4 Std. 80 80 70 80 80 177b DORE 2 Std. 36 Min. 150. 20. {He VAS AT Durch- ST of PORTÉE 14 schnitt Durchschnitt pro M; DORMI ANS 5 NI) 19 mute Vers.- ; Fortsetzung Vertikal Nr. | Std. IG MP I500014000 160017020170" 170 7 160 150% ! 160 168c POISSON O0 MOT 1600 : 150 15040150 I095R) M I20MeIAO NE TS0MAS0 210, 210 :210; 200, 170% 1170 174d TOMATE MAO ASUS 4602. 60. :, 100: 130% c130 177b 11 002 PDP 20 USD; 130% 140... 17070:190 Durch- : Fa NOTA OMAN 04522750" "1507 -1542"160 schnitt Durch- | schnitt ont] lo Melo? 1622 4 260025 42025 200251682016 Minute | 114 Tabelle 39 (Fortsetzung). Vers.- Fortsetzung Vertikal 167b-| 160 150: 150, 0150 4170 170:, 170: 160 "16000 | 168c | 160 140 150 140 130 130 140 130 130 140 169b 150. 160 160 :140 140: 160 4150 150 1702-14 | 174d 140 130. 150 ., 120 2 120' HO, 110 1300 177b 160 2160: 150-150, 4140 150. 130 120: 15390 Durch- Le 154 148 148 140 140 144 140 138 144 146 schnitt Durch- schnitt pro Minute 25.6 246 246 23.4 234 24 23.4 23 24 244 Das von der Dauerrotation allmählich ziemlich stark herabgesetzte Wachstum steigt nach 12 Minuten rasch heran und erreicht nach etwa | Stunde ihr Maximum (siehe Fig. 16, G). Auch nach dieser Beschleunigung bleiben die Wachstumswerte hüher als während der Rotation; es hat den Anschein, als ob die Wachstumsgeschwindigkeit wieder schnell auf den normalen Dunkelwachstumswert zurückeilt. d. Die horizontale Rotation von einer kurzen Vertikal- stellung unterbrochen. Aus dem Vorangehenden hat sich mit Sicherheit herausgestellt, daB die vertikale Lage eine spezifische Schwerewachstumsreaktion hervorruft. Um dieses Ergebnis noch weiter zu begründen, habe ich einige Versuche angestellt, wobei die horizontale Dauerrotation während kurzer Zeit von einem Aufent- halt in der Vertikallage unterbrochen wurde. Es trat alsdann eine schône Reaktion zutage, welche ebenfalls eine Beschleunigung aufweist, welcher eine geringe Verzôgerung vorangeht (siehe Fig. 16, Eu: 9): 1615 Tabelle 40. Die Klinostatenrotation von einer 10 Minuten dauernden Vertikal- stellung unterbrochen. Wachstum in pro 6 Minuten. Rotations- geschwindigkeit 12 Minuten. Temp.20 0. Bei ÿ vertikal, À horizontal. Vers.- | Dauer der voran- Länge der RE Nr. |gehenden Rotation Pflanzen | “ES ie A DE PS 24 Minc 275 mm 120. 170" 1702 1700 170 ED | 2Std. 290 1% 130% 13002 120 +120) 120 Du Side 26Mins 270 140 140 140 140 150 MO LS 24Min el 24 100 100 100 90 90 219b | 2 Std. 26. 80 80 80 80 70 | Durch- | 265 mn le 1240 12400122 120) 0120 schnitt Durch- | schnitt 206 206 204 20 20 pro ® Minute | Vers.- Vertikal | Fortsetzung Horizontal Nr. | 210b | 150 150 OP SOM IGN 170 à 170. 170 170 213b | 130 150 CONSO 16000160 160 130 1: 120 215b | 150 160 160 160 160 160 170 180 160 216b 90 110 5 ON 150 0 140 MDN 110 219b 70 70 BU 00100 2100. 120 Dur ie 126 jun 140 146 146 140 1% schnitt Durch- . 196 214 HI 754 214 AA 740 26 Minute Ÿ 116 Tabelle 40 (Fortsetzung). Vers.- | Fortsetzung Horizontal Nr. 1 Std. 208 | 180 180 180 190 200 180 213b 130 13000 1201 “190. 120 108120 215b 150 1402" 130: 0 5040 30 56 216b | 100 100 90 100 90 100 2195 | 100 100 100 100 100 100 Durch- 122 130: 122 LA28 © ADR 0 126 schnitt | Durch- | pas 204.0 2,216 0204 214 IA EN ZI Minute | | Tabelle 41. Die Klinostatenrotation von einer 15 Minuten dauernden Vertikal- stellung unterbrochen. Wachstum in 4 pro 6 Minuten. Rotations- geschwindigkeit 12 Minuten. Temp. 200. Bei r vertikal, ÿ horizontal. | | | | Vers. | Dauer der voran- | Länge der - à | el | Horizontal Nr. | gehenden Rotation Pflanzen | | 2154 | 1Std.36Min. Le 295 mm | 120 120 130 1202012 217b | 1Std.36 Min. | 29. . | 130. 130 120 120 0e Dh. | ee | 2925 mm | 1252125 1125 2000 | schnitt | | | Durch- | | schnitt | | | 20.8 208 208 20 192 pro | Minute | IA Tabelle 41 (Fortsetzung). Ve | Fortsetzung Vertikal Horizontal Nr. | “Es 215d 150 160 150 110 110 ia 130 130. 14. 21200010 2100130 | 130 . 150 130 13), 130, 130 Durch-| à DR PRODUITS PT2000 0145 © 140 = schnitt | Durch- F1 EU DU 0 NT Ce UT Minute Ÿ Ver Fortsetzung se ae Nr. 2 Std. 215d 140 NET REC NN UT 217b 112 | 120 110 110 100 110 En 142 | De NII 2 LOU (1 | a | on 236 | 28 00 09? 184" | 102 Minute Schon nach 12 Minuten fängt die Fôrderung des Wachstums an, sie erreicht einen nicht so hohen Wert, als bei fortwährendem Aufent- halt in der Vertikallage, und auch das Maximum wird desto früher erreicht, je kürzer der Aufenthalt in der Vertikalstellung gewesen ist. $ 25. Diskussion der Ergebnisse. Wenn wir auf frühere Untersuchungen zurückgreifen, kann man die hier gewonnenen Resultate recht überraschend nennen. Als sicher hat sich herausgestellt, dafi in der Längs- richtung einwirkende Schwerkraft das Wachstum für- dert und da das Wachstum bei einer horizontalen Klinostatenrotation keine Reaktion aufweist. 118 Die zweite Folgerung ist unstimmig mit den Resultaten von Frl. Zollikofer (45), welche selbst nach sehr kurzen Klinostatenrota- tionen schon Wachstumsschwankungen feststellen konnte. Es scheint mir aber wahrscheinlich, daf die besonders ausgeprägten Wachstumsschwankungen Unregelmäfigkeiten des Wachstums sind, welche in den notwendigen Manipulationen 1hren Grund finden. Nur in einigen Versuchen (z. B. auf S. 255, Kurve C) hat das Re- aktionsbild viel Âhnlichkeit mit dem Meinigen. Da Frl. Zolli- kofer die Schwankungen der Rotation selbst und nicht der darauf- folgenden Vertikalstellung zuschrieb, war selbstverständlich, weil sie das Wachstum nicht während der Rotation messen konnte. Nach meinen Versuchen ist es auch verständlich, daf ihre Ver- suchemit längseinwirkenden Kräften eine Beschleunigung aufweisen, während man aus den Ergebnissen von Frau Romell-Riss (29) eme Hemmung erwartet hätte. Die normal vertikal stehende Pflanze ist der Einwir- kung der Wachstumsfôrdernden Längskraft angepañit. Eine kurze Eliminierung dieser Kraft durch horizontale Klinostatenrotation genügt um aufsNeuebeinachheriger Vertikalstellung eine Reaktion hervorzurufen. Wenn man aber nur während einer halben Stunde oder kürzer die Längskraft aufhebt, ist die Nachwirkung der ersten vertikalen Lage noch nicht vüllig ausgeglichen. Dies läfit sich folgern aus der noch nicht aufs Maximale gesteigerten Fôrderung, welcher eine erhebliche Hemmung vorangeht. Nach einer längeren horizontalen Rotation ist offenbar der Einfluf der normalen vertikalen Lage abgeklungen, und es tritt die reine Wachstumsfôrderung nach dem Wiederverti- kalstellen hervor. Auch.die Versuche, zu denen die horizontale Rotation von einem kurzdauernden Aufenthalt in der Vertikallage unterbrochen wurde, zeigen eine deutliche Reaktion auf die Längs- kraft. Es ist nun sehr interessant, da Frl. Zollikofer auch eine Wachs- tumsfürderung feststellte für invers angreïfende Längskräfte. Daf sich in viel späteren Stunden eine Wachstumshemmung aus den Wachstumswerten berechnen liefi, sagt, meines Erachtens, nichts 0008 dec APN … MeGhls PRE NE ed CS; 119 über die Reaktionen aus, denn die Lage der grofien Periode war nicht genügend bekannt. Man kann sich vorstellen, daB in der in- versen Lage, die Einwirkung der normalen Längskraft, ebenso wie auf der horizontalen Klinostatenachse eliminiert ist. Wenn der Aufenthalt in der Inverslage nur von genügend langer Dauer ist, wird auf die Wiedervertikalstellung in die normale Lage eine Re- aktion folgen. Weil aber auch der Aufenthalt in der Inverslage an sich schon eine Reaktion hervorruft, künnen dieSachen recht kompli- ziert werden. Die deutlichen wiederholten Beschleunigungswellen, welche Frl. Zollikofer nach längerem Aufenthalt in der Inverslage feststellte (vergl. 1. c. Tabellen 32 u. 33, S. 283) kônnen auf dieser Weise eine Erklärung finden. Jedenfalls kônnen wir schlieBen, dafi von einer in normaler oder inverser Längsrichtung einwirkenden Schwerkraft eine Wachstumsfôrdernde Reaktion her- vorgerufen wird. Vielleicht muf diese Reaktion auf eine Druckwirkung zurück- geführt werden, wobei es für die Reaktion gleichgültig ist, ob der Druck in normaler oder inverser Lage arbeitet. $ 26. Besteht eine Beziehungzwischen der Schwerewachs- tumsreaktion und dem Geotropismus? Kehren wir zu der Arbeit von Frau Romell-Riss (29) zurück. Sie hat festgestellt, daB eine allseitige, quer angreifende Reizung die geotropische Reaktion auf einseitige Reizung nicht beeinflufit. Da die geotropische Krümmung eine Wachstumserscheinung ist, steht dies mit meinen Resultaten in bestem Einklang. Denn das Wachstum wird von einer horizontalen Klinostatenrotation nicht beeinflufit.. j Eine in die Längsrichtung angreifende Schwerereizung aber hemmt die Reaktion auf eine vorangehende oder nachträgliche ein- seitige Querreizung. Frau Romell-Riss hat dabei nur das Ver- halten der geotropischen Reizbarkeit studiert und nicht das Wachs- tum. Und jetzt wird von mir eine beschleunigende Wirkung der Längskraft auf das Wachstum nachgewiesen! Scheinbar stehen 120 diese Resultate miteinander im Widerspruch und hat die Schwere- wachstumsreaktion also nichts mit dem Geotropismus gemeinsam. Man muf aber beachten, dafi Frau Romell-Riss nur mit Keim- wurzeln von Lupinus gearbeitet hat. Die emzelnen Versuche mit Hypokotylen wurden nicht verôffentlicht. Man hat immer die von ihr für Wurzeln gefundene hemmende Wirkung der Längskompo- nente ohne weiteres auf Stengel und Koleoptile übertragen! Ich meine in der von Frau Romeli- Riss festgestellten hemmenden Wirkung der Längskomponente für Wur- zeln und in der von mir gefundenen Wachstumsfür- derung für Koleoptile die Erklärung des positiven und negativen Geotropismus suchen zu müssen. Leider hatte ich keine Apparate zur Verfügung, um die Versuche von Frau Romell- Riss mit Avena-Koleoptilen zu wiederholen ; mein Appa- rat 1st Jetzt nicht ohne weiteres für Wachstumsmessungen an Wurzeln verwendbar. Vergleichen wir aber einmal, nur um eine Arbeitshypothese zu haben, das pflanzliche Organ, bzw. die Zelle, mit einem verschlos- senen Reagenzrohr,worin sich eine Wasserschicht befindet. Sowohl in aufrechter wie in inverser vertikalen Lage übt das Wasser auf die Längswände einen Druck aus, welcher, wenn er nur genügend lange anhält, das Wachstum der Koleoptile fôrdert und dasjenige der Wurzeln herabsetzt. Legt man jetzt das Rohr horizontal, so wird der Druck einseitig auf die untere Längswand ausgeübt. Aus dem hiervon bei Koleoptilen gefôrderten Wachstum wird die negativ geotropische Krümmung resultieren, bei Wurzeln wird das Wachs- tum einseitig gehemmt, und es erfolgt die positive Krümmung. Obgleich die von Small (38) angestellten Versuche um seine Théorie des Geotropismus zu erklären nicht sehr beweisend sind, und seine Theorie auferdem aus sehr vielen rein hypothetischen Darlegungen aufgebaut ist, steht sie doch mit den von mir gefunde- nen Wachstumserscheinungen nicht im Widerspruch. Als Arbeits- hypothese kann seine Theorie wenigstens guie Dienste leisten. Ob. sie aber richtig ist, läfit sich nur an Versuchen, welche für die Pfan zen nicht schädigend sind, zeigen. le dd: 121 Für weitere theoretischeErwagungen verweise ich auf die schônen Auseinandersetzungen von Frl. Zollikofer (45). Wenn man in dieser Richtung die Erklärung des Geotropismus suchen wili, so ist es deutlich, da8 die Entscheidung zwischen Längs- und Querkomponerte der Schwerkraft nur rein willkürlich ist. Beide sind auf die gleiche Frscheinung zurückzuführen. Je kleiner die Längskomponente, ur so weniger wird das Wachstum allseitig gefürdert und um so mehr tritt eine einseitige Wachstumsreaktion auf. Die ganze Theorie mu von weiteren Versuchen begründet werden, wobei das Sinusgesetz und die Drehung am intermittie- renden Klinostaten wichtige Dienste leisten kônnen. Nur will ich noch hervorheben, dafi, falls meine Theorie richtig ist, man in den- Jerigen Versuchen, wobei eine horizontale Dauerrotation von zinem kurzen Aufenthalt in der Vertikallage unterbrochen wird, Wachs- tumsreaktionen zurückfinden muf, die am besten vergleichbar sind mit Krümmungsreaktionen bei Pflanzen, die während einer hori- zontalen Rotation ebenfalls einige Zeit einseitig horizontal gereizt werden. Frl. Zollikofer hat das Wachstum nach einseitiger Reizung gemessen, ohne dafi dabei Klinostatenrotation verwendet wurde (.c. S. 255). Nichtscdestoweniger haben ihre Wachstumsreaktionen eine gewisse Âhnlichkeit mit den meinigen (cf. Fig. 16,1 u. I). $ 27. Bemerkungen zur Klinostatentheorie. Schon in Kapitel II und IV habe ich diskutiert, daf aus theoret1- schen Gründen nur infolge einer ,,Reizung”* eine Wachstumsre- aktion hervortreten kann. Umzgekehit kann das Ausbleiben einer Reaktion uns darauf schliefien lassen, daB die Pflanze nicht ,.ge- reizt wurde. Ich habe oben gezeist, daB, wie schon Pfeffer (28) vermutete, die vertikale Stellung für das Wachstum der Pflanze keineswegs eine ,,reizlose” Lage ist. Von der Klinostatenrotation aber kann keine Wachstumsreaktion hervorgerufen werden: das Wachstum wird alsoaufdemKlino- staten nicht ,gereizt. Ich habe mich mit Absicht vorsichtig ausgesprochen. Denn nur 122 wenn meine Theorie des Geotropismus richtig ist, darf der obige Satz auf das geotropische Verhalten übertrager werden. Es ist mir aber sehr wahrscheinlich, daf die Czapek’sche (16) Klinostatentheorie richtig ist und dafi die Schwerkraft auf der hori- zontalen Klinostatenachse nicht perzipiert wird, allerdings unter der Voraussetzung, daf die Umdrehungsgeschwindigkeit nicht zu klein ist, d. h. daB die auf allen Seiten abwechselnd einwirkende Druckwirkung zu kurz währt, um summiert und schliefilich per- zipiert zu werden. Bei sehr langsamer Umdrehung und intermittie- renden Rotationen aber muf eine ausgeprägte Wachstumsreaktion (für Koleoptile eine Beschleunigung) auftreten. Diese Frage werden weitere Untersuchungen entscheiden müssen. Kurz will ich noch die von Bremekamp (11) festgestellten, aber später (14) S. 424, wieder geleugneten, geoctropischen Stimmungs- änderungen erwähnen. Es sollte nämlich eine geotropische Reaktion, nach einer horizontalen Rotation induziert, kräftiger sein als eine solche ohne vorangehende Rotation. Daf dieses tatsächlich nur teilweise richtig ist, zeigen folgende Versuche. Tabelle 42. A. 12 vertikal stehende 11 auf der horizontalen Klinostaten- Pflanzen achse rotierende Pflanzen \ 2 (während 3 Std.) Geotropische Reizung während 10 Minuten. Sämtliche Pflanzen auf die horizontale Klinostatenachse. Nach 1 Stunde wurden die Krümmungen aufgenommen; durchschnitthch: 1,3 mm 1,2 mm SE 5 | 122 Tabelle 42 (Fortsetzung). B. 11 vertikal stehende 10 auf der horizontalen Klinostaten- Pflanzen. achse rotierende Pflanzen N W (während 3 Std.) Geotropische Reizung während 10 Minuten. Sämtliche Pflanzen wurden vertikal gestellt. Nach 50 Minuten wurden die Krüimmungen aufgenommen ; durchschn. : / \ L2 de 1,2 mm. 1,8 mm. Wenn sämtliche Pflanzen die Reaktionszeit auf der horizontalen Klinostatenachse zubringen, fallen die Krümmungen alle ebenso kräftig aus. Wenn man aber nach der Reïzung alle Pflanzen ver- tikal stellt, ist die Krümmung derjenigen, welche zuvor horizontal rotiert wurden, erheblich kräftiger. Diese Tatsache kann nur eine Erklärung finden in der Wachstumsbeschleunigunz, welche auf- tritt, wenn die Pflanzen nach der horizontalen Rotation wieder ver- tikal gestellt werd=n. Weil die kräftigere Reaktion hier offenbar einem schnelleren Wachstum zugeschrieben werden muf, haben wir hier ein deutliches Beispiel, daf die ,,Stimmungsänderungen“ nicht nur in den ,,Per- zeptionsvorgängen , sondern auch in den Reaktionen ihre Erklä- rung finden kôünnen (Blaauw’s Theorie). Kapitel VII. LICHT UND SCHWERKRAFT. $ 28. Allgemeines. Am Schluf dieser Arbeit môchte ich noch einige Bemerkungen niederschreiben über den kombinierten Einfluf des Lichtes und der Schwerkraft auf das Wachstum. Es ist ein grofies Verdienst Bremekampn's (11 u. 14), viele Daten geliefert zu haben über die Kombination und Kompensation von Licht und Schwerkraftreizung. Die an Krümmyringen gewonnenen Daten liefern uns das Endbild der beiden einseitig induzierten, einander entgegenwirkenden oder verstärkenden Wachstumsreak- tionen. Und doch sind beide Wachstumsreaktionen wesentlich verschie- den. Die Lichtwachstumsreaktion weist nach ungefähr 35 Minuten ihr erstes Minimum auf. Das Wachstum der Vorderseite ist dann bei einceitiger Belichtung demjenigen der ebenfalls belichteten Hinterseite gegenüber so wenig stark herabgesetzt, dafi man noch keine Krümmung feststellen kann. Die makroskopisch sichtbare Krümmung wird offenbar allmählich von der, nach dem Minimum nochlange anhaltenden, Wachstumshemmung verursacht und nimmi auf dem Klinostaten noch stundenlang zu. Die Schwerewachstumsreaktion aber — und ich meine hier spe- ziell diejenige, welche einer kurzen Vertikalstellung zwischen zwei horizontalen Rotationen erfolgt —, gibt eine rasche Wachstums- fürderung, welche ebenfalls nach ungefähr 35—45 Minuten ihr Maxi- mum erreicht. În der ersten Stunde aber ist die ganze Reaktion vorüber; es hat ebenfalls die Krümmung nach einseitiger Reizung ihr Maximum erreicht. 125 DaB bei der geotropischen Reaktion die Krümmung eher sichthar wird, läfit sich vielleicht darin erklären, da mian annimmit (cf. S. 123) daB nur die Unterseite in ihrem Wachstum eine Reaktion (Beschleu- nigung) erfährt, während beim Phototropismus nur aus der kräf- tigeren Lichtwachstumsreaktion einer der beiden Seiten die Krüm- mung resultieren kann. Um also die Krümmungen richtig be- werten zu künnen, die gewonnen wurden durch miteinander kombinierte oder einander kompensierende Reizungen, müssen emige Fragen über die Wachstumsreaktionen beantwortet werden. 8.29. Die Lichtwachstu msreaktion auf dem Klinostaten. Zur Entscheidung der Frage, inwieweit die Licht- und dieSchwere- wachstumsreaktion einander beeinflussen kônnen, eignet sich am besten die Feststellung der Lichtwachstumsreaktion : a. bei der normal vertikalstehenden Pflanze, welche der Fin- wirkung der Längskomponente angepalit ist: b. bei der horizontal rotierenden Pflanze, wobei die Längs- komponente ausgeschaltet worden ist und deren Wachstum nicht von der allseitig quer angreifenden Schwerkraft beein- fluft wird; c. bei der Pflanze, welche nach einer horizontalen Rotation wieder vertikal gestellt wird und wobei die charakteristische Wachstumsfürderung auftritt. Tabelle 43. Die Wachstumsreaktion auf 50 o@ — | Erg/m° Sek. Licht von 420—440 uu. . bei der normal, vertikal stehenden Pflanze. FU _. . bei der auf der horizontalen Klinostatenachse rotierenden Pflanze. . bei der aus der horizontalen Lage wieder aufrechtgestellten (e) 126 Pflanze (im Momente der Vertikalstellung allseitig belichtet). Wachstum in /t pro 6 Minuten. Temp. 200. Bei À Licht. Vers. Nr. 186 | Länge A 31 mm | 100 100 100 100 100 100 110 100 100 90 E b. AE, 130 130 130 130 130 130 130 130: 130110 c 34,5 MDAMIOIOUAID"120 110 110 100 100 80 | Fortsetzung | 1 Std. a. 80 80 70 70 80 100 100 100 110 130 140 140 b. 110 100 100 100 100 110 110 110 110 110 120 110 70° 70 80 120 150 140 130 120 120, 120 120170 | Fortsetzung 2 Std. a. 140 140 140 140 130 130 130 130 b. 120 120 120 110 110 110 110 120 120 120120, 110 110. 110 110 110 Fig. 17. Das Wachstum pro Minute einer mit 1 E'gS/cm? Sek. 420440 uu belichteten Pflanze a. bei der vertikal stehenden Pflanze, b. bei der horizontal rotierenden Pflanze, c. bei der am Augenblicke der Wiedervertikalstellung be- lichteten Pflanze. Um jede Komplikation auszuschalten, wurde eine winzig kleine Lichtmenge benutzt. Es ist klar, daB die Reaktion auch während der horizontalen Klinostatenrotation normal stattfindet. Nach der Licht- 127 reaktion, steigt das Wachstum nicht mehr heran, weil es infolge der Rotation inzwischen ein wenig herabgesetzt worden ist (siehe S. 104). Nach der Wiedervertikalstellung treten beide Reaktionen deut- hch getrennt auf; erst die hemmende Lichtreaktion und unmittel- bar darauf die fôrdernde Schwerereaktion. Beide Wachstumsreaktionen sind also vôllig unab- hängig voneinander. $30. Künnen die beiden Wachstumsreaktionen einander kompensieren? Wenn in diesem Paragraph von der Schwerewachstumsreaktion gesprochen wird, meine ich die meist charakteristische, d. h. die- jenige, welche nach kurzem Aufenthalt in der Vertikallage zwischen zwei horizontalen Rotationen auftritt. Wie schon betont wurde, hat sich die hierauf folgende Wachs- tumsfôrderung in einer Stunde vollzogen. Wenn wir diese Reaktion mit einer Lichtmenge kompensieren wollen, d. h. wenn wir das Wachstum geradlinig verlaufen lassen wollen, so stofien wir auf grofe Schwierigkeiten. Denn es wird nicht môglich sein, die späteren Re- aktionswellen des weifen Lichtes zu unterdrücken. Mit einfarbigem . Lichte von kurzer Wellenlänge (z. B. 460—480 uu) wird das Ver- zôgerungsmaximum vielleicht die Schwerereaktion aufheben, aber das Anhalten der Verzôgerung wird nach ungefähr | Stunde dennoch zutage treten, wie aus Tabelle 44 hervorgeht. Tabelle 44. Vers. Nr. 229. f. Wachstum in & pro 6 Minuten. Temp. 200. Bei  wurde die horizontai rotierende Pflanze während 10 Minuten vertikal gestellt und mit 200 o (— 4 Es Sek.) 460—480 uu bestrahlt : Länge Horizontal Vert. Horizontal 1 Std. LD 31 mm L 90 90 90 90 Fe 90 | 90 80 80 80 80 80 80 80 L 128 Tabelle 44 (Fortsetzung). Fortsetzung Horizontal 2 Std. 80 80 9) 80 80 80 90 90 90 9 90 90 100 90 100 Nur mit Licht einer grôleren Wellenlänge (z. B. 700—800 uw) wird, wenn eine grofe Lichtmenge benutzt wird, eine vollständige Kompensation erreicht werden künnen (Tabelle 45 und Fig. 18). Tabelle 45. Vers. Nr. 231. Wachstum in {# pro 6 Minuten. Temp. 200. Bei 1 a. belichtet mit 700—800 x (135 Sek.) — 3000 p. b. 10 Minuten zwischen zwei Dauerrotationen vertikal gestellt. c. die Kombination von a und b. Länge | Horizontal Horizontal a. ae aD SEDAED J50. JET 150 150 | 140 b. 38. 140 (BOMMISCIOISD 130 120 120 F5 es AA 2050120 120 120 120 Fortsetzung : | a. M I30 50200 RMI OST AOENTAO AU AU OIZ20 120 1300040050 0180. 1502150" 130 " 150 SION | 120 812002002025 OMIS OMIS OMIS OMIS | Fortsetzung a (BOMIEOIEU 1201200120 OCDE IITIO Al O0AITO | 120 130 140 130 130 130 129 a 1SH. 2 Std. L c Fig. 18. Das Wachstum einer Pflanze, welche bei a. mit 3000 (60 Ergs/cm? Sek.) von 700—800 zu behichtet und b. 10 Minuten zwischen zwei Rotationen vertikal gestellt wurde, c. Die Kombination von a und b. Aus dem obigen geht hervor, da nur unter sehr speziellen Um- ständen die Kompensation der beiden Wachstumsreaktionen môg- lich ist. Alle bisher an Krümmungen gewonnenen Resultate bezie- hen sich auf gewisse Stadien zweier Reaktionen, wobei aber die einzelnen Vorgänge nicht zutage treten. - DaB aber doch die Krüimmungsversuche ausgezeichnete Dienste leisten kônnen, habe ich schon ôüfters betont. Es schien mir nur er- -wünscht, einige zusammenhängende Bilder der beiden Wachstums- reaktionen vorzuführen, welche vielleicht neue Wege für weitere Forschungen zeigen kônnen. ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSS. Eine neue Methode für die Selbstregistrierung des Wachstums wird in Kapitel I beschrieben. Diese Methode bietet unter anderen die folgenden Vorteile: l. sie ermüglicht die Wachstumsmessung in vollständiger Finster- nis : 2. auch während Klinostatenrotation findet die Registrierung statt ; : 3. nur das Auxanometer befindet sich im Versuchszimmer; die Registrierung kann in einem willkürlichen Zimmer vor sich gehen. Der Wachstumsverlauf von Avena-Koleoptilen wurde im Dunkeln bestimmt. Es hat sich herausgestellt, dafi die grofie Periode des Wachstums erreicht wird, bei einer Koleoptilen-Länge von 31 bis 37 mm, durchschnittlich bei 34 mm (S. 43). Das erste grüne Blatt erwies sich als nicht lichtempfindlich; so- gar Dauerbelichtung mit 90 MK beeinflufite das Wachstum dieses Blattes nicht (S. 46). _ Die Anpassung des Koleoptils an eine Dauerbelichtung mit 90 MK wurde untersucht. Nach einer 5-stündigen Belichtung ist die Anpassung noch nicht ganz erreicht (S. 57). Wenn man nach einer Dauerbelichtung wieder verdunkelt, so setzen sich die Wellen der Lichtwachstumsreaktion noch während einiger Zeit fort, bis das Wachstum schliefilich konstant wird. Das Wachstum wird von einer Dauerbelichtung stark herabgesetzt und steigt nach der Belichtung im Dunkeln nur sehr allmählich um ein weniges heran (S. 58). Eine Dunkelwachstumsreaktion tritt also Bas | 131 nicht auf. Auch an Nachbelichtungen phototropisch gekriimmter Koleoptilen wurde gezeigt, dafi für die Anpassungserscheinungen Blaauw's Theorie zutrifft (S. 63). infolge Dauerbelichtung ge- krümmte Koleoptile strecken sich im Dunkeln auf der horizontalen Klinostatenachse nicht wieder gerade: auch hier war also keine Dun- kelwachstumsreaktion merklich (S. 65). Während das Wachstum nach einer Dauerbelichtung im Dun- keln stark herabgesetzt bleibt, kehrt die ursprüngliche Lichtemp- findlichkeit wieder zurück; diese hat sich nach einigen Stunder: wiederhergestellt (S. 69). An Krümmungsversuchen mit einfarbigem Lichte wurden Daten gewonnen, welche, nach Anwendung der Gesetze: 1. daB die eben merkliche Krümmung von einer bestimmten Lichtmenge verursacht wird (Blaauw (3) und 2. da die Krümmung, in gewissen Grenzen, der zugeführten Lichtmenge proportional ist (Arisz) (1), sehr schôn mit Blaauw's (3) Untersuchungen stimmen (S. 79). Das einfarbige Licht wird nicht in MKS, sondern in Erss/,,,? Sek. angegeben (S. 75). Bei allseitigen Belichtungen treten in allen Wellengebieten des sichtharen Spektrums Wachstumsreaktionen auf. Die Wellenlängen, kürzer als 480 uu erzeugen schon bei 2 Erss/. ? Sek. lange ankal- tende Wachstumsverzôgerungen, während die längeren Wellen- längen erst bei viel grôfBieren Lichtmengen eine Reaktion hervor- rufen, welche sich ebenfalls in einer Wachstumshemmung äufert. Diese Hemmung ist aber nur von kurzer Dauer (S. 96). Die starken phototropischen Krümmungen, welche von den kür- zeren Wellenlängen erzeugt werden, müssen in der lange anhal- tenden Wachstumsverzôgerung ihre Erklärung finden (S. 9%6). Wenn man die gesamte Wachstumsverzôgerung, welche von einer bestimmten Lichtmenge hervorgerufen wird, bestimmt, bekommt man Zahlen, welche denjenigen des Lichtempfindlichkeitsverhält- nisses proportional sind. Hierin liegt eine kräftige Stütze für Blaauw's Theorie (S. 97). Weiterhin haben die von einfarbigem Lichte erzeugten Reaktionen 132 keinen wellenartigen Verlauf. Die Môglichkeit wird erôffnet, den wellenartigen Verlauf der Lichtwachstumsreaktion — wenigstens zum Teile — auf die zusammengesetzte Natur des weifien Lichtes zurückzuführen (S. 99). Das Wachstum erfährt infolge einer horizontalen Klinostaten- rotation keine Wachstumsreaktion (S. 104). Wenn man nach horizontalen Rotationen von 12 Minuten und länger die Pflanze wieder vertikal stellt, tritt eine wachstumsbeschleu- nigende Reaktion auf, welche erst nach Î-stündiger Rotation in voller Ausbildung zutage tritt (S. 110). Auch ein kurzer Aufenthalt in der Vertikallage zwischen zwei horizontalen Rotationen erzeuzt eine typische Wachstumsreaktion ESS EE Die in der Längsrichtung einwirkende Schwerkraft fôrdert also das Wachstum der Koleoptilen (S. 117). Aus den Untersuchungen von Frau Romell-Rif (29) und meinen Befunden läfit sich eine Theorie aufstellen, welche die Schwerewachstumsreaktion mit dem Geotropismus in Beziehung bringt (S. 120). Wenn diese Theorie richtig ist, trifft dieCzapek’sche (16)Klino- statentheorie zu (S. 121). Weitere Untersuchungen müssen die F rage beantworten. Einige Untersuchungen haben erwiesen, dafi die Schwere- und die Licht-Wachstumsreaktionen véllig von sinander unabhängig sind (S. 127). Die Schwerewachstumsreaktion läfit sich schliefilich nur vüllig kompensieren von einer Lichtwachstumsreaktion, welche von einer : grofien Lichtmenge von längeren Wellenlängen hervorgerufen wird (S. 129). Am Ende dieser Arbeit müchte ich meinem verehrten Lehrer, Professor Dr.F.A.F.C.Went, in dessen Institut diese Arbeit aus- geführt wurde, meinen tiefgefühlten Dank aussprechen für die lehr- reiche Kritik, die klaren Ratschläge und das herzliche Interesse, > dr hé 133 womit er mir immer bei meinen Untersuchungen zur Seite stand. Auch für die unbegrenzte Gefälligkeit, womit Professor Went mir, trotz den schwierigen Zeitverhältnissen, die Konstruktion neuer Apparate bewilligt hat, bin ich ihm recht dankbar. DaB diese Apparate alle von einem tüchtizen Mechaniker im ei- genen Institut hergestellt werden konnten, hat meine Arbeit sehr erleichtert. Herrn P. À. de Bouter will ich noch einmal meine An- erkennung für seine bewundernswerte Arbeit darbringen. Auch Herrn À. de Bouter, welcher die Zeichnungen dieser Arbeit her- gestellt hat, spreche ich meinen besten Dank aus. Utrecht, Botanisch Laboratorium. OS Ni B WW LITERATURVERZEICHNTS. . Arisz, W. H., Untersuchungen über Phototropismus. 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Die Versuchsanordnung im Dunkelzimmer. Die Apparate wurden für die photographische Aufnahme im Korridor des Instituts aufgestellt. A: das Auxanometer auf dem Kliinostaten K. S: Spiegei. M: Monochromator. Rh.: Rheostat und Ak: Akkumulatoren des Monochromators. Abb. 2. Uebersicht über die Registriervorrichtung. RV.: der Registrierapparat. W.: die dazugehôrige Wippe. SU.: Sekundenuhr. SR.: das Relais der Sekundenuhr. G.: das Galvanometer des Auxanometers; Ak.: Akkumulator und Rh.: Rheostat für den Galvanometerstrom. RIT und RIT: zweites und drittes Relais. Abb,. 3. Stark verkleinerte Reproduktion einiger Protokolle. Auf der Zeitlinie ist jede Stunde mit einem Strich | markiert. 1: Dunkelwachstum; bei jedem Pfeil À wurde bei rotem Lichte kontrolliert. 2: Die Wachstumsreaktion auf eine 4-stündige Dauerbelichtung mit 90 MK und das Wachstum während nachträglicher Finsternis. 3: Einflu einer halbstündigen horizontalen Rotation: bei H horizontal, bei V vertikal. 4: Zwei Lichtwachstumsreaktionen auf einfarbiges Licht. L'1: 2 Er8S/ y? Sek. 460— 480 ue und L 2:60 Er8s/ y? Sek. 700-800 uu. 5: 10 Minuten vertikal zwischen zwei horizontalen Rotationen. Bei H horizontal und bei V vertikal. 6: Vertikalstellung V nach 2-stündlicher, horizontaler Rotation. 7: Vertikalstellung V nach 3/2-stündlicher, horizontaler Rotation. Hierbei tritt die erwähnte Periodizität während der Rotation sehr deutlich auf. ra Recueil des trav. bot. néerl. Vol. XIX. 1922. Tab. 1 Abb. 1. Recueil des trav. bot. néerl. Vol. XIX. 1922, Abb. 2. Tab, LL. w (Fab IE Recueil des trav. bot. néerl. Vol. XIX. 1922. 21 SE tr Dean asc À RAT “ À = LL: «= 0 + Des Es s'y « à | HD En > é 4 À : = æ . PAT di Le rave “de n a LA HAN te pt it ! 4 Coté ttdtrtoteott tt etthttetettorettereeerss ee FER véctetettree ————… cote tetéteeseteréoterere tttstteqerret tete tereeeeree +++ vévéseotere 09009092: + jessssessess2ses 009029090900: botaniques néerlandais la Société botanique néerlandaise et les . Laboratoires de Botanique des Universités d'Amsterdam de Groningue et d'Utrecht et de l'Université technique de Delft sous la era de M. M. Volume XIX. Étason À Droits de reproduction et de traduction réservés. Overneming van eenig artikel uit dit tijdschrift is verboden, overcenkomatig art, 15 en 16 van de auteurswet 1912. À. Oosthoek *% Utrecht x 1922 PODOOTN OT STE TT TTL LT LE LL lois scesbtétsesetietetesteeet et + î + É + 5 + + + + ‘4 e À + + . 4 + + + + +7 + + + + + La + + + 5 î Ÿ + + + î + + + + + + ? + + + 2 ! + + + + + + + + + + + bé * + + + + + + H + + + + + + + + + + + + + + + 4 di 1 ab + vient 4 ae Des Vries a. AU tant de recherches : ‘sur toutes sa _ rans que beaucoup de biologistes trouveront. sans - dans cet ouvrage un grand nombre d’ études : qui les intéi Il va sans dire toutefois que deux catégories d où de Vries a fait œuvre de pionnier, occupen _ plan: celles sur le turgor et la plasmolyse, qui. ment contribué au développement de la chimie ph autant que celle-ci, s'occupe de la théorie des solu - celles qui se rapportent au problème de l'hérédités _ De Vries a été incontestablement un des premiers q tâché de continuer l'œuvre de Darwin, non pas « sant des généalogies hypothétiques ou en se jetant dans spéculations philosophiques mais en faisant des. recherches * exactement expérimentales au moyen desquelles il comptait = pouvoir approfondir les lois de l'hérédité et de la varia ie _ C'est en cela que consiste en tout premier lieu le haut eva te be de tout ce que de Vries a produit dans les derniers t e Les biologistes et les médecins accueilleront sans oute :) ave joie la publication d'un recueil. de ces études, pour } plupart écrites en langue française, anglaise et allemande et qui, parues en majeure partie dans un grand nombre de revues scientifiques, sont des à présent presque ‘introuvables | et souvent maccesibles. ‘ L'ouvrage est complet en 6 hu “hein de 580 be # orné de 19 gravures en couleurs. et d'un grand : nombre de ES gravures en noir. AUS RE MER Le prix est pour l'ouvrage Cnil he en A 50 florins. | PAT ed Les volumes ne se vendent pas nn UTRECHT. A. Dr: HOËk | “ ASE si CRE Le à " 5 M oi) Le Def a TOI \ AT & x : 4 ; ch & 1. $ 2. $ 3. $ 4. $ 5. $ 6. SZ. $ 8. INHALT. Seite Einleñung crc de A D Soc 139 Umschreibung des Zieless : 25220 0e een ee CR 140 Übersicht über die älteren Apparate .............................. 148 Einneuer ,;Heizschrank” .::14%.%422242tue cute 2 ON ONE 153 Ansätze zur Konstruktion eines ,,Mikrothermostaten” ............... 160 Die Versuchstechnik. 24e: uercescececeuctusiosoeece TS 166 Béobachtungsergehnisse :---:2:messmmeseccseeoesscssse ee CU LL 171 Zusammentassuns..2. 2eme berne see icos de 0e EE 182 1 IBR À RY NEW YORK BOT ANICAL GARDEN Ein Mikrothermostat zum Studium der Protoplasmastrômung. : Von C. P. Cohen Stuart. $ 1. Einleitung. Zwecks einer Prüfung der von mir! vorgebrachten Prinzipien der Temperatureinwirkung auf physiologische Prozesse, wobei sich die besondere Wichtigkeit der Untersuchung von Prozessen mit hohen Temperaturkoeffizienten ergab, unternahm ich im Sommer 1912 das Studium des Einflusses der Temperatur auf die Protoplasma- strômung. Diese Untersuchungen wurden, teilweise wegen zu- nehmender Schwierigkeiten beim Eintritte der kalten Jahreszeit, Ende 1912 abgebrochen, und Anfang 1913 begab ich mich für zwei Jahre nach Java. Im April 1915 nahm ich, in Holland zurück- gekehrt, das Experiment wieder auf und ich habe versucht, diesmal bessere Resultate zu bekommen, aber wiederum vergebens. Ich habe schliefilich, wegen Rückkehr nach Java, die Untersuchung endgültig aufgegeben. Vielleicht jedoch, daB die Verëôffentlichung meiner Methoden, so vieles MiBgeschick sie mir verursacht haben, anderen Forschern von Nutzen sein kann. — Zu herzlichstem Danke bin ich Herrn Prof. Dr. F. A. F. C. Went <> verpflichtet, der nicht nur die Anfertigung eines kostspieligen Heiz- schrankes gestattete, sondern mir stets durch wohlwollenden Rat -— und wertvolle Anregungen behilflich gewesen ist. Auch Herrn a Hortulanus J. K. Budde môchte ich an dieser Stelle danken für me die gute Pflege meiner 771anea- Kulturen. 1 Proc. R. Acad. of Sc. Amsterdam, 26 April 1912, S, 1159. 1* 140 $ 2. Umschreibung des Zieles. In meiner oben zitierten Abhandlung habe ich die Bedeutung des Blackman schen Prinzips für die Erklärung der Erscheinungen bei der Einwirkung verschiedener Temperaturen auf die Lebens- prozesse einer eingehenden Betrachtung unterzogen. Auch aus einem Gesichtspunkte der Methodik haben die Arbeiten Black- man's eine grofie Bedeutung, und zwar, in der richtigen Würdigune des Zeïtfaktors bei der Untersuchung des progressiv schädlichen Ein'lusses hôherer Temperaturen auf den Organismus. Ich glaube, daf eine wirklich moderne Untersuchung nach diesem Einfluf sich in den Hauptlinien nach dem Blackman’schen Schema richten mu: 1. der Einfluf jedes Temperaturgrades soll nach regel- mäfigen Zeitintervallen bei konstanter Temperatur festgestellt werden, 2. die nämliche Versuchsserie soll bei verschiedenen Temperaturer — und zwar, wie ich in meiner oben angeführten Arbeit zeigte — in regelmäfigen Temperaturintervallen! (von 1 bis 5° C) mit Inbegriff der unteren und oberen Tempe- raturgrenzen des betr. Lebensvorganges. Nur so, regelmäfig fortschreitend, kann man das ganze Variationsgebiet der beiden un- abhängigen Variablen: Temperatur und Zeit, analysieren und der theoretischen Interpretierung zugänglich machen. Auf diesem Prinzip Blackman's fufien die Experimentalunter- suchungen über Temperatureinwirkung aus dem Utrechter bota- nischen Institut von Kuyper, Rutgers, Marie de Vries und Elise Talma’. Auch das Studium der Protoplasma-Stromung kann, um neue Resultate zu ergeben, nur in dieser Weise angegriffen werden. Denn die Untersuchungen von Nägeli, Velten und Ewart haben uns über die wesentlichen Eigentümlichkeiten dieses Lebensprozesses hinreichend aufgeklärt; sie sind aber sicher nicht genügend im Sinne Blackman's. Ale 10:78. 1164. ? J. Kuyper, Recueil d. trav. bot. néerl. VII (1910). S. 1. À. À. L. Rutgers, ebendas. IX (1912), S. 1 M. S. de Vries, ebendas. XI (1914), S. 195. E. G. C. Talma, ebendas. XV (1918), S. 366. 141 Die zwei erstgenannten Forscher mafen die Geschwindigkeit des Protoplasma bei verschiedenen Temperaturen in dieser Weise, daf sie die Objekte in schmelzendem Eis unter das Mikroskop brachten und dann das Medium sehr gelinde erwärmten bis zum Eintritt der Wärmestarre; diewährendder Erhitzung durchlaufenen Geschwindig- keitsgrade des Protoplasma galten für die den zugehôrigen Tempera- turen wirklich entsprechenden. Es ist aber klar, daf diese mit ganz willkürhicher Geschwindigkeit durchlaufene Temperaturen-Reihe unmôglich genau den eigenartigen Nachwirkungserscheinungen des Protoplasma gerecht werden konnte, und dafi damit zugleich die oben erwähnte Anforderung, nämlich eine sorgfältige methodische Bestimmung aller Punkte des ganzen Temperatur-Zeit-Feldes nicht erfüllt worden war, und sogar nicht erfüllt werden konnte. Einen bedeutenden Fortschritt findet man allerdings in Ewart’s Ver- suchen, der auch die Versuchsdauer berücksichtigte, jedoch nicht in dem Grade, und auch technisch nicht mit der Genauigkeit, wie sie das Blackman'sche Schema erfordert. Eine neue Experimentaluntersuchung mit neuen Methoden war also geboten, um dieses, für das kolloidchemische Verständnis des Protoplasma so viel versprechende, zellphysiologische Problem der Lôsung näher zu bringen. 1. Das Objekt. Seit den neunziger Jahren weifi man!, dafi die Protoplasmastromung bei vielen Objekten erst durch Verwundung hervorgerufen wird, so dafi Objekte, wo sie im unversehrten Zu- stande beobachtet werden kann, zu bevorzugen sind. Objekte wie Vallisneria und Elodea sind also von vornherein auszuscheiden, weil sie ein an sich noch sehr dunkles Element in das Spiel bringen. Dasselbe gilt für solche Objekte, die, wie die Staubfädenhaare von Tradescantia, unter normalen Umständen von Luft umgeben sind, und in Wasser nach längerem Aufenthalt (wie es das Studium bei konstanter Temperatur erheischt) irgendwie geschädigt werden künnten. Dazu ist die Rotationsbewegung wegen ihrer grüferen Regelmäfigkeit derZirkulation vorzuziehen, die letztere erfolgt ja nicht in einer optischen Ebene wie die erstere; und die unregel- 1 FER durch J. A. Keller, Inaug. Diss. Zürich, 1890. 142 mäfigen Stromungen der Pilz-Mycelien und der Myomwyceten- Plasmodien! sind a fortiori auszuschliefen. Die Anzahl der Objekte wird durch diese Bedingungen äuferst stark beschränkt. Nur Wurzelhaare, besonders jene der Hydro- charitaceen, hefern geeignetes Versuchsmaterial, und nicht einmal alle Wurzelhaare. Die Untersuchungen von Schwarz? haben be- wiesen, dafi die meisten Keimpflanzen wohl in Erde oder feuchter Luft, nicht aber in flüssigen Medien Wurzelhaare treiben, und wenn auch nach neueren Experimenten, wie Hansteen's°, geeignete Salz- lôsungen die Wurzelhaarbildung nicht stôren, so sind doch Objekte, die in reinem Wasser nicht geschädigt werden, entschieden zu be- vorzugen, der Einfachheit der Versuchstechnik halber. Das sind aber nur ganz wenige Wasserpflanzen; soweit ich weif, nur die genannten Hydrocharitaceen: Hydrocharis, die zwar den Vor- zug hat, einheimisch zu sein, aber im Winter nicht zu finden ist und überhaupt von den Launen des Wetters und anderen zu- fälligen Umständen abhängt; und TYicnea bogotensis Karst, (systematisch richtiger: Hydromystria stolonifera G. F. W. Meyer), das in allen Gewächshäusern vorkommende, seit Pfeffer (1891) für zellphysiologische Untersuchungen sehr be- liebte Objekt. Nach einer Prüfung einer Anzahl von Keim- pflanzen in Wasserkultur, wobei ich Schwarzens Angaben be- stätigen konnte, und nur in Avena satva ein unter Umständen brauchbares Objekt fand*, entschlofi ich mich für TYianea, Auf die Kultur dieser Pflanze, sowie auf die von Avena, komme ich unten zurück. Ich habe natürlich auch der Charäceen gedacht, und mit Vi- tellä syncarpa vorläufige Versuche angestellt; aber wie schôn dieses Objekt auch ist, es ist ebensowenig wie Hydrochäris das 1 Siehe z. B. À. Schrôter, Flora XCV (Erg.bd. 1905), p. 1; V. Vouk, Denk- schr. Akad. Wien, Math.-naturw. KI. LXXXVIII (1912), S. 653. 2 F, Schwarz, Unters. a. d. bot. Inst. Tübingen, I (1883), p. 135. Vel. G. L. Bushee, Bot. Gaz. XLVI (1908), p. 50, 3 B. Hansteen, Jahrb. f. wiss Bot. XLVII (1910), S. 289. 4/G. I. Bushee. a. a. O: 143 ganze Jahr erhältlich. Zwar gibt Migula! eine Methode zum Trei- ben der Chäraceen aus ihren Sporen an, es ist mir jedoch nicht gelungen dieses fertig zu bringen. Und indem die Fundstätten an- scheinend nicht konstant sind, ist dieses Material für längere Ver- suche nicht sehr geeignet. 2. Die Fragestellung. Das Blackman'sche Schema, wie es von Miss Matthaei und den Utrechter Forschern auf fünf Lebens- prozesse bezogen worden ist und von Frl. van Amstel? in voll- endetster Weise ausgearbeitet wurde, ist nicht ohne weiteres auf die Protoplasmastromung anwendbar; die Natur dieses Gegenstandes erfordert eine wesentliche Ânderung in der Versuchsanordnung, wie unschwer einzusehen ist. Die Kohlensäureabgabe von Keim- pflanzen (Kuyper), die geotropische (Rutgers) und phototro- pische (Frl. de Vries) Empfindlichkeit von Keimpflanzen, das Wachstum von Wurzeln (Frl. Talma), das sind ja Gegenstände, deren Verlauf sich zwar im Prinzip auch am einzelnen Individuum hinreichend exakt feststellen liefie, aber bei verschiedenen Indivi- duen verschiedene absolute Zahlen ergeben würde. Man greift hier also, um dennoch für jede Temperatur absolute Ziffern zu erhalten, zur statistischen Methode, und zieht das Mittel aus vielen Einzelbeobachtungen. Man bekommt somit immer Durchschnitts- resultate, die individuellen Abweichungen werden ausgeglichen, und bei einiger Sorgfalt gelingt es, bei der Wiederholung eines Versuches gut übereinstimmende Zahlen zu erhalten: also jede hundert Erbsenkeimlinge liefern die gleiche Totalmenge CO; bei 30° und hätten eine ganz bestimmte Menge bei 20° ausgeatmet. Man kann dann aus mehreren Versuchen das Mittel der beobachteten absoluten Grôüfen nehmen. 1 W. Migula, Die Characeen Deutschlands, Osterreichs und der Schweiz. (In Rabenhorst’s Kryptogamenflora V, 1897.) S. 74. 2 J.E. van Amstel, De temperatuursinvloed op physiologische processen der alcoholgist. Diss. Delft, 1912. Ich môchte besonders hervorheben, daB Frl. van Amstel die Notwendigkeit, Anfangsgeschwindigkeiten zu bestimmen, stark betont hat; ich glaube, zu Recht. 144 Ganz anders bei der Protoplasmabewegung. Man beobachtet hier eine einzelne Pflanze unter dem Mikroskop, von dieser Pflanze eine einzelne Wurzel, von dieser Wurzel eine schmale Zone, von einem oder zwei Wurzelhaaren eine kurze Strecke. Es leuchtet ein, daB man Messungen solcher Art (auch jeder anderen zellph ysiolo- gischen Beobachtung, wenn es nicht zufälligerweise ein so kon- stantes und vielzelliges Objekt gilt wie Hugo de Vries’ Trades- canha- Oberhautzellen), irgendwelche Allgemeingültigkeit ab- sprechen muf und sie nicht zu Durchschnittszahlen vereinigen darf. Das Alter des Materials, das bei den obengenannten Keim- lingen in engen Grenzen konstant zu halten ist, ist bei T7ianea- Pflänzchen unkontrollierbar : das Pflänzchen selbst ist einige Zeit vorher vegetativ aus einem anderen entstanden, aber dieses ,, Alter” sagt nichts aus über das Alter der beobachteten Wurzel, und a fortiori nicht über den Alterszustand des Haares. Kurz: zwei Ver- suche sind hier nicht vergleichbar. Ohne Vergleichung sind aber die Messungen bei verschiedenen Temperaturen wertlos, man soll ja die Temperaturkoeffizienten (oder, was auf dasselbe hinaus- kommt, die Geschwindigkeitskurve) bestimmen. Hier muf man also immer zwei Versuche am selben Objekt anstellen: man muf eine Normaltemperatur annehmen, auf welche alle Messungen be- zogen werden; jedem Versuche bei hôherer oder niederer Tempera- tur muf man eine Messung bei der Normaltemperatur voran- schicken: man bekommt nur relative Zahlen. Inwiefern diese 0 relativen Zahlen (z. B. der Temperaturkoeffizient 20) bei allen Wurzelhaaren übereinstimmen — ein sehr fraglicher Punkt! —, das muf durch spezielle Voruntersuchungen entschieden werden!. 1 Einige der in $ 7 enthaltenen Versuche deuten tatsächlich in diese Richtung. Die relativen Geschwindigkeiten für 20°, 25°, 30! usw. wären etwa nach folgen- dem Schema zu bestimmen (vgl. à 7): 20 — 30 — 20 25 — 30 — 25 20— 35:20 2 = 3 30 — 35 — 30 usw. 145 3. Die Methode. Aus obigen Betrachtungen geht hervor, da ein Apparat zur genauen Konstanterhaltung der Temperaturen zwischen 0 und 50° C nicht genügt ; man kann nicht, wie an einem gewôhnlichen Thermostaten, die gewünschte Temperatur einstellen und die Wahrnehmungbeginnen. Manhat vielmehr den Temperatur- änderungen grôfiere Aufmerksamkeit zuzuwenden, ohne die Konstanz zu verringern. Nach der Messung der Strômungs- geschwindigkeit bei der Normaltemperatur soll der Apparat schnell auf die Versuchstemperatur gebracht werden kônnen und daselbst während der ganzen Versuchsdauer automatisch verharren, um dann wiederum zur Kontrolle auf die Normaltemperatur zurück- geführt zu werden. Leichte, sichere Einstellung der verlangten Temperatur und empfindliche Regulierung für jeden beliebigen Wärmegrad sind Haupthedingungen für diesen Mikrothermostat. Mehrere Bedingungen gesellen sich zu den schon genannten. Es genügt nicht, daf die Temperatur genau konstant und leicht regulier- bar ist, selbstverständlich muf sie auch jederzeit genau bekannt sein. Âltere Apparate genügen dieser Anforderung bei weitem nicht, wie wir weiter unten sehen werden, und sie gestatten nur die Ab- lesung der Temperatur der Luft in der Nähe des Objektes; aber Objekttisch und Objektiv einerseits, das verdampfende Medium des Objektes andererseits, verursachen grobe Fehler in der Temperatur- messung. Demgegenüber muf man entschieden festhalten an der Bedingung, dafi die Temperatur des Mediums gemessen werden soll, damit man die Temperatur des Objektes ihr annähernd gleich stellen kann. Angesichts des stôrenden Einflusses des Objektivs und des Objekt- tisches bei Temperaturwechsel (bei Abkühlung verursachen sie Er- wärmung, bei Erwärmung Abkühlung') mufi man darauf bedacht sein, diesen Einflufi nach Môglichkeit auszuschalten, z. B. durch Miterwärmung bzw.Abkühlung des Mikroskopes. Auch des lästigen Beschlagens der Linsen wegen, bei schroffem Temperaturwechsel, ist diese Methode von Vorteil. Weil aber der Kitt der Linsen schon bei relativ niedrigen Temperaturen schmilzt (die Firma Zeifi be- ITW Eneclnanns Arbre Ana IV /(1868); S. 324, 146 richtete mir, daf ihre Mikroskope längere Zeit auf 45° C, vorüber- gehend auf 50° C erhitzt werden kônnen), die Literaturangaben aber, wie unten erwähnt werden soll, auf grôfiere Resistenz bei kurz- dauernder Erwärmung deuten, so muf man auf das Versagen der Methode in diesem Temperaturgebiete gefafit sein. Benutzung von Leuchtgas für die Heizung ist wegen seiner Giftig- keit zu meiden; das Objekt soll überhaupt so viel wie müglich unter natürlichen Bedingungen untersucht werden. Es wird sich ergeben, dafñ meine Versuche eben an dieser Anforderung gescheitert sind. 4. Die angestrebte Leistungsfähigkeit. Temperaturkon- stanz und schneller Temperaturwechsel sind also die beiden, ge- wissermafen antipodalen Anforderungen, die an die Apparatur gestellt werden. Vergegenwärtigen wir uns einmal, welche Lei- stungen wir nach beiden Richtungen hin zu verlangen haben. Zuerst die Temperaturkonstanz. Meiner Erfahrung gemäf ist der mittlere Fehler, der den Geschwindigkeitsmessungen bei Protoplasmastrôomung bei annähernd konstanter Temperatur an- haftet, sehr klein, meistens ungefähr | %. Es scheint hier also keine Präzisionsübertreibung zu sein, wenn man die Grôfenordnung des maximalen, aus Temperaturschwankungen entspringenden, zuläs- sigen mittleren Fehlers auf 0.5% festsetzt. Unter Zugrundelegung der einfachen Berthelot’schen Formel: Q;9 — e!°?, kann man dann berechnen, daf diese zulässige Schwankung 0.07° bzw. 0.042 beträgt, wenn Q,, = 2 bzw. 3 ist. (Aus Schwankungen von 0.5° entstéht ein Fehler von 3.5 bis 5.6 °,.) Es versteht sich, daf be- sonders bei niedrigen Temperaturen, wo der Temperaturkoeffizient sehr grof ist, die Temperatur müglichst genau konstant erhalten werden soll, so dafi entweder die Leistung des Thermostaten noch weiter gesteigert, oder bei niedriger Temperatur einer geringeren Zuverlässigkeit bei der Q-Bestimmung Rechnung getragen werden soll. Hinsichtlich der Temperaturwechsel ist es zweckmäfig, die ,Erhitzungs- bzw. Abkühlungsgeschwindigkeit” in ,Minutgra- den” auszudrücken; hierunter verstehe ich die Anzahl der in einer Minute durchlaufenen Celsiusgrade. Die physiologische 147 Literatur gibt hierüber selten Aufschlüsse; ich erwähne die Angabe Velten’s!, da er eine Erwärmung von 0.2 bis 0.4 Min.grad an- gewendet hat, Sachs, Zur Bestimmung der Temperaturgrenze des Lebens?, 0.23 bis 0.90, und beim Studium der Wärmestarre® 0.1 bis 0.5 Min.grad. Pfeffer erreicht bei seinem im nächsten Paragraphen zu besprechenden Heiztisch (Nr. 26) leicht eine Geschwindigkeit von 0.7 Min.grad. Ewart* sagt, er habe nur 1—10 Minutgrad in Anwendung gebracht, ‘“‘in order to avoid any shock effect!” Ich bezweifle, ob diese Auffassung richtig ist, und ob nicht die Erhitzungsgeschwindigkeit hôchstens 0.1, vielleicht nur 0.05 Minut- grad betragen müfite — das wäre also die Minimalleistung unseres Apparates — um eine vollständig reversible Zustandsänderung der Protoplasmakolloide zu bewirken. Andererseits wünscht man auch die äuBerst wichtigen irreversiblen oder teilweise reversiblen Zustandsänderungen (shock effects, Starre-Zustände, Wärme- und Kältetod) zum Gegenstande der Untersuchung zu machen, wie ich mir vorgenommen hatte, ‘so ist es klar, daB die Maximalleistung des Apparates oberhalb der von Ewart genannten Geschwindig- keit liegen, also etwa 20 Min.grad betragen soll. — Der Apparat soll demgemäf sowohl äuferst gelinde wie äuferst schnell erwärmt bzw. abgekühlt werden kôünnen, und zwar nach Belieben mit einer vorher bestimmten Geschwindigkeit. Dieser Faktor wird von Blackman blof beiläufig erwähnt, doch ist er für die Optimum-Frage fast ebenso wichtig wie die Ein- wirkungsdauer der Temperatur, besonders bei Prozessen mit “shock- effects”. Sagt ja auch Ewart, daf “there is a particular rate of rise of temperature at which streaming persists longest ”. Durch die vorgehende Betrachtung wird auch über den zu unter- suchenden Temperaturbereich Klarheit geschaffen. Für kon- stante Temperaturen und gelinden Temperaturwechsel würde ein 1 W. Velten, Flora LIX (1876), S. 198 u. 216. 2 J. Sachs, Flora XLVII (1864), S. Au.w. 3 J. Sachs, Flora XLVI (1863), S. 454 u. w. 4 À. J. Ewart, On the physics and physiology of protoplasmic streaming in plants: Oxford, 1903, S. 61. 148 Intervall von 0°—45° ausreichen. Wo jedoch auch sprunghafte und kurzwährende Temperaturänderungen in Betracht kommen, ist es bekannt, daf bei — 10°! und bei +70? noch Protoplasmabewegung vorkommt. Diese Ziffern wären also als die Grenzen des môglichen Temperaturbereiches anzusehen. Es versteht sich, daf die im obigen gemachten Angaben nur Schätzungen der anzustrebenden Leistungsfähigkeit sind. Sie môgen aber einen Anhaltspunkt für die Beurteilung unserer Appa- ratur schaffen. $ 3. Übersicht über die älteren Apparate. Die folgende Zusammenstellung ist eine sehr vollständige Liste der heizbaren Objekttische, Heizschränke oder mikroskopischen Gefriervorrichtungen; wenigstens jeder .Literaturangabe, die ich finden konnte, habe ich nachgespürt und nirgends fand ich alle mir bekannten Apparate zusammengestellt®. Man kônnte diese Vorrichtungen, wie es üblich ist, je nach 1hrer äuferen Form gruppieren in heiz- bzw. abkühlbare Objekttische und Mikroskopschränke. Besser ist es aber, dreierlei Prinzip zu unterscheiden, je nach der Weise worin das Objekt dem Temperatur- wechsel ausgesetzt wird: À. Nur das Objekt wird erwärmt bzw abgekühit, und zwar einseitig, die andere Seite grenzt frei an der Luft, oder aber die lemperatur-Regulierung ist in ähnlicher Weise mangelhaft. B. Nur das Objekt wird erhitzt, aber allseitig. €. Das ganze Mikroskop, oder jedenfalls ein grofier Teil davon, wird mit- erwärmt. — Nach diesem FEinteilungsprinzip habe ich die hier unten aufgezählten Apparate mit À, B oder C bezeichnet, um sie kurz zu charakterisieren. 1 W. Kühne, Unters. üb. d. Protoplasma u. d. Contractilität; Leipzig, 1864; S.A01 2 Ewart, a. a. O.. S. 62. 3 Nur der Charlier'sche Objekttisch (wahrscheinlich + 1860 publiziert} ist mir unbekannt geblieben. 9 149 L. Beale (The microscope in its application to practical medi- cine. — 2nd. ed., London 18581, S. 92). — A. . F. Schweigger-Seidel (Virchow's Arch. f. pathol. Anat. u. Physiol. XXVII, 1863, S. 486). — A. . À. Rollett (Sitzher. d. K. Akad. d. Wiss. Wien, Math. naturw. CI. 2. Abth., L, 1864, S. 192). — A. . M. Schultze (Arch. f. mikr. Anat. I, 1865, S. 1). — A. Vel. Th. W. Engelmann, Idem, IV, 1868, S. 334. . O. W. Thomé (Bot. Ztg. XXIII, 1865, S. 107). — A. . À. Schklarewski (Arch. f. mikr. Anat. IV, 1868, S. 342). — A. . H. Vogelsang (Pogg. Ann. d. Phys. u. Chem. CXXXVII, 1869, S. 58). — A. . S. Stricker (Handb. d. Lehre v. d. Geweben d. Menschen u. d. Thiere, [, 1871, S. X—XVI). — A. Vol. Wiener med. Jahr- buch 1871, S. 132. . E. Klebs (Arch. f. exper. Pathol. u. Pharmakol. I, 1873, S. 44). — B. . J. Sachs (Lehrb. d. Bot., 4. Aufl., Leipzig 1873, S. 706). — C. . P. L. Panum (Nordiskt Med. Arkiv VI, 1874, nr. 7, S. 8). — C. . L. Ranvier (Traité techn. d’histol., Paris 1875, S. 41; Figur in Lefevre, La chaleur animale, Paris 1911, S. 238, und in Dippel, Das Mikroskop I, S. 655). — B. . W. Velten (Flora LIX, 1876?, S. 196). — B. . C. von Naegeli (Das Mikroskop, 2. Aufl.5, 1877, S. 468), — B. . E. H. Hartle y (Amer. Monthly Micr. Journ. I, 1880, S. 181; nach Zool. Jahresber. 1880, S. 24). — A. . W. H. Symons ( Journ. R. Micr.- Soc. II, 1882, S. 19; nach: Zool. Jahresber. 1882, S. 30). — A. . Senarmont (vel. Dippel, Das Mikroskop I, 2. Aufl., Braun- schweig 1882, S. 655). — B. M. Flesch (Zschr. f. wiss. Mikrosk. I, 1884, S. 33). — A. 1 Erste Aufl. mir nicht bekannt. Eine gute Übersicht bis auf das Jahr 1876 findet man in R. Gscheidlen's Physiol. Methodik; Braunschw. 1876, S 249--260. 3 Die erste Auflage konnte ich nicht zu Gesicht bekommen. 41. 150 . Th. Stein (Zschr. f. wiss. Mikr. I, 1884, S. 166). — A. . M. Lôwit (Zschr. f. wiss. Mikr. II, 1885, S. 43). — A. . W. Vignal (Arch. d. physiol. norm. et pathol. XVII: nach Zschr. f. wiss. Mikr. IT, 1885, S. 364). — B. . V. Babes (Cbl. f. Bakter. IV, 1888: 2, S. 23). — B. . C. Nuttall (Zschr. f. Hyg. IV, 1888, S. 373). — C. . F. Plehn (Âtiol. u. klin. Malaria-Studien; Berlin, 1890, S. 11). — C. Vel. Abel, Cbl. f. Bakt. I, 1889. . L. Pfeiffer (Die Protozoen als Krankheitserreger; Jena 1890, SO) . W. Pfeffer (Zschr. f. wiss. Mikr. VII, 1890, S. 433). — B. . L. Ranvier (Comptes rendus Paris, CX, 1890, S. 686). — C. . O. Israël (Practicum d. pathol. Histologie, 2. Aufl., Berlin 1893, S. 15). — B. . W. Behrens (Zschr. f. wiss. Mikr. XII, 1895, S. 1). — A. . H. Molisch (Unters. üb. d. Erfrieren d. Pflanzen; Jena 1897, S. 2). — C. . R. Kraus (Cbl. £. Bakt., [. Abth. XXIII, 1898, S. 16) — B. Vel. R. Kraus, ibidem, XXXII, 1902, IL, S. 467. . F. M. Exner (Drude’s Ann. d. Physik (4) I, 1900, S. 844). — C. . R. Kraus(Cbl.f. Bakt., I. Abt. XX XII, 1902, II, S. 467). — A. . F. Van Ruüsselberghe (Recueil Inst. Bot. Bruxelles Erréra, V, 1902, S. 224). — B. . À. J. Ewart (Protopl. streaming, Oxford 1903, S. 60). — B. . W. L. Balls (Ann. of Bot. XXII, 1908, S. 562). — B. . E. C. Teodoresco (Ann. d. Sc. nat., Bot., IX:9, 1909, S. 239). — C. . H. E. Boeke (Zschr. f. Instrum.kunde 4.46. 1909, Se 72). — À. . H. W. Fischer, E. Brieger (Kolloid-Zschr. VII, 1910, S. 197). — B. . Th. Svedberg, K. Inou ye (Kolloid-Zschr. IX, 1911,S. 154). — B. M. Seddig (Zschr. f. anorg. Chem. LXXIII, 1911, S. 374). — À. 1 42. E. Schaffnit (Zschr.f. wiss. Mikr. XXVIIT, 1911, S. 45). —B. 43. F. G. Cottrell (Journ. Amer. Chem. Soc. XXXIV, 1912,S5. 1328). — A. 44. J. À. Long (Univ. of Calif. Publ., Zool., IX, 1912, S. 111). — C. 45. R. Brandt (Zschr. f. wiss. Mikr. XXX, 1913, S. 479). — A. Durchmustert man diese lange Reiïhe von Apparaten kritisch sichtend, so gewinnt man die Überzeugung, da nur ganz wenige für exakte, quantitative Forschung in Betracht kommen, da noch weniger den Namen ,,Mikrothermostat ”, im Sinne eines fein und leicht temperierbaren mikroskopischen Objektraumes, ver- dienen. Bei den meisten handelt es sich ja um Vorrichtungen für kurzwährende Heizung (nicht einmal Abkühlung) auf eine ziemlich unbestimmte Temperatur; der Zweck ist lediglich, den ,,Einfluf von Temperaturerhôhungen ” zu studieren, und welche die erreichte Temperatur ist und wie lange sie anhält, das ist zunächst ohne Be- deutung für die rein qualitative Fragestellung. Bei einigen ist die Temperaturmessung sehr genau, die Wärme-Isolierung jedoch gänz- hich ungenügend; oder aber das Objekt ist allseitig vom Medium eingeschlossen, und dann fehli eine feine Thermoregulation; oder, schliefilich, das ganze Mikroskop befindet sich in einem konstant temperierten Raum, aber die Temperaturmessung ist mit Fehlern behaftet und der Temperaturwechsel schwierig, wo überhaupt vor- gesehen; während andere Apparate gerade durch leichten Tempe- raturwechsel ausgezeichnet sind, aber keinen konstanten Wärme- grad aufweisen kônnen. ,,Mikrothermostate ” von universeller An- wendbarkeit, wie sie die Blackman sche Methode erfordert, gibt es zurzeit nicht. Die wichtigsten Apparate, die in Betracht kämen, sind die folgen- den: | 15. nach Velten. — Objekt in einem Becherglas von langsam durchstromendem Wasser (aus einem Behälter mit stetig er- wärmtem Eiswasser) umgeben; die Geschwindigkeit ist regulier- bar; der Abfluf wird durch eine Hebervorrichtung dargestellt. Der Objektträger ruht auf einem gläsernen Ring zwecks Isolie- 152 rung, das Deckglas ist dem Objektträger dreiseitig aufgekittet, so da das Präparat darunter geschoben werden kann. Däs Objek- tiv (bis zu einem Immersionssystem von 600—1150maliger Ver- grôBerung) ist ganz im Wasser untergetaucht. Thermometer- getäB neben dem Objekte im Wasser. 14. nach Nägeli. — Objekt von durchstromendem Wasser (aus einem erwärmten Behälter wie vorgehend) umgeben, in einer Objektkammer mit planparallelen Glaswänden; die Geschwindig- keit ist regulierbar. Gemessen wird die Temperatur des Wassers: sie ist auf 0.3 bis 1° konstant. 18. nach Flesch. — Objekt auf einem hohlen, von Wasser durchstrômten Objekttisch. Sinnreiche Zu- und Abflufeinrich- tung: erstere durch T-Stück, welches Temperaturwechsel er- môglicht, die zweite durch ein ähnliches mit eimem Hahne zur Geschwindigkeitsregulierung, und einer Klemme, die nur bei Temperaturwechsel geüffnet wird, damit die Veränderung schnell geschehen kann. 24. nach Plehn. — Das ganze Mikroskop befindet sich in einem doppelwändigen mit Asbest bekleideten Schrank, dessen Vorderwand aus zwei Glasplatten besteht, Hinterwand ist Türe:; Deckel mit Lôchern für Tubus und Mikrometerschraube, und für die Kreuztischknôüpfe. Gasheizung mit genauer Regulierung mittels ,,elektrischen Kontaktthermometers”. 26. nach Pfeffer. — Auf einer Metallfläche mit zentraler Offnung und überragendem Rande, der durch eine Gasflamme geheizt wird, ruht ein Glasgefäf mit Wasser gefüllt, worin das Objekt auf einer gläsernen Brücke liegt. Die Heizung wird durch einen Regulator geleitet, dessen Quecksilbergefäf sich (neben einem Thermometer) im Wasser befindet. Temperatur bei 50° auf 0.1° konstant. In 15 Min. ohne Schwierigkeit 10° Erhôhung. Die letztgenannte Vorrichtung entspricht den meisten Forde- rungen: allseitige Erwärmung und Thermoregulation sind vor- handen. Die Apparate Velten’s und Nägeli s (besonders ersterer), mit den Nebenapparaten nach Flesch, bieten jedoch den nicht zu unterschätzenden Vorzug, daf das Medium des Obiektes fort- 153 während erneuert wird, wodurch weder Sauerstoffmangel noch An- sammlung von schädlichen Stoffwechselprodukten eintritt. Der Plehn'sche Apparat, der die modernste und vielseitigst verwend- bare Form des Sachs’ schen Wärmeschrankes darbietet, ist sehr zu- verlässig für lange dauernde Versuche (Blackman!), wobei die Temperatur gut konstant erhalten werden kann; aber schnelle Temperaturwechsel sind nicht ausführbar, und die Temperatur der Luft wird gemessen statt der des Objektes. Es ergibt sich, daf diejenige Apparatur alle genannten Vorteile in sich vereinen würde, die eine Kombination des Wärme- schrankes (C) mit dem Prinzipe des durchstrômten Objekttisches (B) darstellte. Ich habe mich bemüht, eine solche Kombination zusammenzustellen. $ 4. Ein neuer ,,Heizschrank”’. Als ich mich mit Professor Went über die Anfertigung eines Mikrothermostaten beriet, war er der Ansicht, das Schrankprinzip biete vorläufig mehr Vorteile als ein Objekttisch. Ein Schrank- Thermostat wurde dann nach meinen Anweïsungen in der Instru- mentfabrik des Herrn Vink (Utrecht) konstruiert, der die Mitte hält zwischen den Apparaten nach Sachs, Plehn und Molisch. Er ist auf Tafel IV mit den Nebenapparaten dargestellt. Allgemeine Beschreibung. Es ist kurz gesagt ein doppel- wändiger Metallkasten mit Wasserfüllung, elektrischer Heizung und Thermoregulation, Rührapparat, Kreuztisch und einigen Vorrich- tungen zur Durchlüftung und Zuführung von Wasser bei konstanter Temperatur. Das Mikroskop (das grofie Stativ [ von Zeif) ist ganz eingebaut, nur das Okular ist sichtbar. Dieses aber würde die Beobachtung sehr beschwerlich machen, wenn der Thermostat die gewühnliche parallelopipedfôrmige Gestalt hätte; darum habe ich der Oberhälfte eine eigentümliche abgestutzte Form gegeben, welche eine bequeme Haltung des Kopfes ermôglicht; zugleich wird dadurch der mitzu- 9 A 154 erwärmende Luftraum ansehnlich verkleinert. Die Durchlüftung mittels eines Stromes Aufienluft hat den Zweck, etwaige Stérungen durch unreine ,,Laboratoriumsluft”” (wie sie durch Untersuchungen von Richter u. a. Autoren festgestellt sind) von vornherein auszu- schliefen. Aus demselben Grunde ist nur Elektrizität für die Heizung angewendet. Die Zuführung von zwei Flüssigkeitsstrômen ist vorgesehen für eine eventuelle Benutzung mit durchstrômtem Objekttisch bzw. für die Zuführung von plasmolysierenden u. dgl. Flüssigkeiten. Wassermantel, Rührapparat. Der Apperat besitzt einen Wassermantel von 5 cm Dicke und ca. 15 Liter Volum. Die zwei schraubenfôrmigen Rührer À sind in durchlôcherten Messing- rôhren, die bis an den Boden reichen, eingeschlossen, so daf ein energisches Vermischen der Flüssigkeit erreicht wird. Das Rübr- werk wird von einem Elektromotor getrieben. Die Schnur (mit Wachs eingeriebene Angelschnur) bewegt sich sehr dicht am Oku- lar B vorüber und muf deswegen der Aufenbekleidung des Thermo- staten sehr nahe liegen. Für diese Bekleidung ist 1 cm dicker Filz gewählt, mit Ausnahme der Oberseite, die mit dünnerem Filz und darüber Wachstuch bedeckt ist, wegen der unangenehmen Berüh- rung des Gesichtes mit dem Filz bei der Beobachtung. Diese Ober- seite der Bekleidung (die in der Zeichnung ganz fortgelassen ist) wird beim Einlassen des Mikroskopes und des Objektes ganz ent- fernt und der dreiteilige Deckel (der also kein Wasser, sondern eine Ï cm dicke Asbest-Schicht enthält) aufgeklappt. Dicht am Boden befindet sich ein Ausflufhahn C. Heizung. Wie bei Rutgers Thermostat! wird das Wasser elek- trisch geheizt durch vier 0.25 Amp. Kohlenfadenlampen D, die in Messinghülsen eingesteckt werden. Die vier Lampen zusammen sind imstande die Innenluft des Schrankes ungefähr 10° pro Stunde zu erwärmen; d. h. in der von mir vorgeschlagenen Terminologie, 0.17 Minutgrad, eine sehr geringe Geschwindigkeit. Dennoch wurde hierbeï alsbald die Beobachtung gestürt durch das Beschlagen des Deckglases : das Mikroskop wurde ja hauptsächlich durch Strahlung LA: a. 105022: 155 erwärmt, die Erhitzung des Präparates ging also äuferst langsam vor sich, und aus der Luft schlug der Wasserdampf auf das Deck- glas nieder. Dieser Übelstand machte sich natürlich in viel stärkerem Mafe geltend, als ich eine schnellere Erhitzung mittels EingieBen warmen Wassers zu erreichen suchte. Wärmeregulierung. Der elektrische Thermoregulator E ist nach dem gleichen Prinzip wie der Rutgers’sche gebaut!: ein groBes Quecksilbergefäf ist mit einem festen (F) und einem ver- schiebbaren (G) Drahtkontakt versehen: sobald der letztere Platin- draht durch Wärmeausdehnung des Quecksilbers dessen Oberfläche berührt, wird ein galvanischer Strom geschlossen, der den Magnet eines Relais betätigt, wodurch der Heizstrom unterbrochen wird. Auch das Relais ist wie bei Rutgers aus einer gewôhnlichen Klingel heïgestellt, deren Klôppel zum Unterbrecher des Heizstromes um- gebaut ist. Eine praktische Ânderung ist aber die Vorrichtung zur genauen Einstellung des Platindrahtes mittels einer Skala (1), die nach Eichung die vorherige ungefähre Einstellung der zu erreichenden Temperatur gestattet. Diese Vorrichtung ist unentbehrlich für das Einhalten einer uniformen Erwärmungsgeschwindigkeit; das Ver- schieben des Platindrahtes um 2.5 mm entsprach bei diesem Regu- lator einer Temperaturänderung von 1°; die Hôchstleistung mit 4 Lampen betrug, wie erwähnt, 1° in 6 Minuten, und man hat es nun in der Hand, die Heizung schneller oder langsamer vor sich gehen zu lassen, indem man den Draht G jede 6, jede 10 usw. Minuten um 2.5 mm emporschiebt. Die Amplitude der Temperaturschwankungen im Innern des Kastens betrug bei diesem Apparat 0.2°, später nicht weniger als 0.4 (wahrscheinlich infolge Verschmierung der Quecksilberkuppe durch zu starke Funken, welchem Übelstande bei der jeweiligen Anordnung der Relais-Schaltung nicht genügend abzuhelfen war). Selbstverständlich wäre diese Leistung durch Vergrôfierung des Quecksilbergefäfes, Verengung des Steigrohres, Verringerung der Stromstärke usw. bedeutend zu steigern, dies war aber vorläufig 1 Vel. Ostwald-Luther’s Physiko-chemische Messungen, 1910, S. 115. D% 156 nicht nôtig. Auferdem hat das Stativ, worauf das Objekt ruht, eine so groBe Wärmekapazität, dal die Temperaturschwankungen des Mantelwassers wohl grôfitenteils ausgeglichen werden. Wärmemessung. Ein Thermometer (J) befindet sich im Wassermantel, in einer durchlôcherten Messingrôhre. Die Tempe- ratur des Innern kann mit einem Thermometer (K) gemessen werden, das auf der Hühe des Objektes liegt. Wie die Temperatur des Objektes oder seiner nächsten Umgebung gemessen werden soll — entweder thermoelektrisch oder ebenfalls mittels Queck- silberthermometer — hängt davon ab, welche Art ,,Heiztisch’” ge- braucht werden soll, jedenfalls ist dafür eine der Offnunger L, M oder N bestimmt. Feuchtigkeit der Innenluft. Die Erhaltung eines ange- messenen Feuchtigkeitsgrades der Innenluft bietet ein schwieriges Problem dar. Wenigstens in meinen Vorversuchen, da ich ein Trianea - Pflänzchen entweder auf einem Objektträger oder in einem Glasschälchen beobachtete, trocknete die dünne Flüssigkeits- schicht unter dem Objektiv alsbald ein, und konnte nur durch das umständliche Offnen des Deckels ersetzt werden. Ich habe, wie Rutgers, versucht die Luft durch Bedecken der Seitenwände mit feuchtem Filtrierpapier und durch eine Wasserschicht auf dem Boden (das Stativ wurde dann in ein passendes Metallschälchen eingesetzt) feucht zu erhalten, aber dennoch mufite der Thermostat einige Male geüffnet werden zum Anfeuchten des Papiers und des Präparates. Allerdings würde dieser Übelstand bei Verwendung eines , Heïztisches”” fortfallen. Durchlüftung. Die beständige Lufterneuerung und -durch- mischung wurde bewirkt mittels eines Wassertrommelgebläses (O), das reine Aufenluft ansaugt und diese durch die Offnung P und eine lange im Badewasser verlaufende Metallspirale, welche dicht am Boden des Innenraumes ausmündet, in den Thermostat hinein- bläst. (Eine Saugpumpe ist natürlich bei diesem nicht hermetisch geschlossenen Thermostaten nicht anwendbar.) Weil die Ge- schwindigkeit des Durchblasens nicht zu groB werden darf, damit die Luft vor dem Eintreten in das Innere des Thermostaten richtig 157 die Temperatur des Mantels annehme, habe ich den Druck regu- liert mittels eines Manostaten (Q)! und eines Quetschhahnes. Auferdem geht die Luft durch einen mit Wasser gefüllten Kolben (R), der besonders, wenn der Thermostat schnell auf eine hôhere Temperatur gebracht werden soll, erwärmt werden kann und die durchgehende Luft mit Wasserdampf sättigt. Kreuztisch und Einstellung. Zum Bewegen des Objektes diente ein eigens für diesen Thermostaten angefertigter Kreuztisch, der an Stelle des drehbaren Objekttisches angebracht wird. In zwei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen kann das Präparat um Î cm verschoben werden; man muf also Sorge tragen, dafi das Objekt vor dem Schliefien des Thermostaten ungefähr eingestellt ist. Die beiden Triebknüpfe ragen an der rechten Seite aus dem Kasten heraus und sind ablôsbar, damit sie erst nach dem Einsetzen des Mikroskopes durch die Wandôffnungen hindurch auf ihre Achsen gesetzt werden. Auch die Triebstange (S) für die grobe Einstellung des Tubus — die feine Mikrometerbewegung ist hier ohne Vorteil —, die an der linken Seite des Thermostaten sichthbar ist, wird erst nach dem Einsetzen des Mikroskopes anstatt des linken Schraubenkopfes angebracht. Man bewegt also das Objekt mit der rechten Hand, während die linke die Einstellung bedient. Beleuchtung und Vergrôferung. Vom Gebrauch eines Kondensors und von Verwechslung der Objektive konnte abgesehen werden; der Kreuztisch war ja um mehr als | cm hôüher als die Frontlinse des Kondensors und für meine Zwecke genügte eine 3—400 malige VergrôBierung vollkommen. Ich benutzte Objektiv C und Mikrometer-Okular 3, mit eingeschobenem Tubus zwecks Luft- raumersparnis. Der Spiegel empfing Licht von einer Nernstlampe, durch zwei runde, in der vorderen Doppelwand eingelassene Spiegelglasfenster von 12.5 cm Durchmesser. Ich habe nur dieses Licht benutzt, und das Tageslicht mittels eines Blechschirmes ab- geschlossen. Auch habe ich gewühnlich durch Zwischenschieben einer roten Glasscheibe die chemisch wirksameren Strahlen aus- geschlossen, weil sie die Stromung beeinflussen künnten; die Beob- Vel. Luther-Ostwald, a. a. O., S. 292. 158 achtung wurde hierdurch nicht gestôrt. Molisch hat an seinem Apparat auch eine Triebstange zum Einstellen des Spiegels; um die Anzahl der Offnungen môglichst zu beschränken, habe ich hier- von abgesehen, obwohl das Einstellen mit den Händen nach dem Einsetzen des Mikroskopes etwas beschwerlich war. Abkühlung. Für Heizung über Zimmertemperatur genügten vorläufig die vier Lampen. Für mittlere Temperaturen zwischen 10 und 20° mufite kaltes Leitungswasser durchgeführt werden; zu diesem Zweck ist bei T eine ZufluB-, bei U eine viel weitere Abfluf- ôffnung angebracht; um eine konstante Geschwindigkeit dieses Wassers zu erzielen, wurde ein konstantes Niveau (V) mit Über- lauf (ein vertikal gestellter Kühler ohne Innenrohr) eingeschaltet. Für Temperaturen unter 10° kann der Strom durch Eis geführt werden, oder man kann den Thermostatmantel mit Eis oder einem Kältegemisch füllen; hierzu dienen zwei Offnungen (W und X), von denen die letztere unter dem Flüssigkeitsniveau liegt und daher mit einem fest verschraubten Deckel versehen ist. Für die schnelle Abkühlung, die nach den Versuchen bei hôheren Temperaturen notwendig ist, um die Kontrollmessung bei der Normaltemperatur auszuführen, wurde erstens der Regulator auf die verlangte Temperatur eingestellt, und dann so lange jedesmal 1, L'warmes Wasser durch C abgezapft und ebensoviel kaïtes durch J hineingegossen, bis das Relais wieder anschlug. — Hher taten sich aber sehr stôrende Umstände auf: erstens dauerte es mehrere Stunden, bevor Luft, Stativ und Objekt die Normaltemperatur wieder erreicht hatten, und zweitens trat starke Taubildung auf, weil ja die Luft zuvor soviel wie müglich mit Dampf gesättigt war, und dadurch wurden Objektiv und Deckglas längere Zeit so gut wie undurchsichtig. Es versteht sich, daf wenn die Innenluft trocken sein dürfte (wenn also das Objekt sich in einer eigenen Kammer befände), dieser Schwierigkeit abgeholfen wäre. Durchstrômung des Objektes. Wenn in dem ,,Heizschrank” ein ,,Heiztisch”” angebracht wird, welcher eine eigene Durchwässe- rung braucht, so muf das Leitungswasser schon ungefähr die Tem- peratur des Mantelwassers angenommen haben, bevor és den Tisch 159 erreicht. Deshalb ist bei Ÿ ein (doppeltes) Zuflufirohr angebracht, das in eine, im Mantelwasser verlaufende, Metallspirale übergeht und im Schrankinnern mit dem Objekttische verbunden werden kann. Die (ebenfalls doppelte) Abflufüffnung Z hat keine Spirale und geht unmittelbar durch den Mantel hindurch, da das Wasser dann nicht mehr erwärmt zu werden braucht; das Rohr ist sogar mit einer isolierenden Asbestpackung versehen, so dafi man, die Stromrichtung umkehrend, kaltes oder heifies Wasser unabhängig von der Manteltemperatur dem Objekte zuführen kann. — Die Vorrichtung ist, wie gesagt, in der Doppelzahl angebracht, damit das eine Rührensytem für das Durchleiten von Wasser durch den Objekttisch, das andere für den Zu- und Ablauf von plasmolysieren- den u. dgl. Flüssigkeiten durch die eigentliche Objektkammer diene. Vorzügeund Nachteile dieses Apparates. Aus dem Oben- stehenden geht schon hervor, daf der vorliegende Thermostat in erster Linie geeignet ist für die Konstanterhaltung von Tem- peraturen zwischen 0° und 45° für lange Zeit, und von Tem- peraturen bis 50° für kürzere Versuchsdauer. Seine besonderen Vorzüge sind: |. die grofie Wärmekapazität, die Temperatur- schwankungen ausgleicht; 2. die Miterwärmung des Objek- tivs, so daf es das Objekt nicht abkühlen kann; 3. die Gelegenheit, die Beobachtungen mit monochromatischem (rotem) Licht auszuführen. Unter die Nachteile ist zu rechnen: |. die langsame Heizung und Kühlung, besonders des Mikroskopes; 2. das Austrocknen des Objektes bei Erhitzung in trockener Luft, und das Be- schlagen der Glasteile bei Erwärmung in feuchter Atmosphäre; 3. die mangelhafte Temperaturmessung. Diese Nachteile sind so schwerwiegend, dafi der Thermostat für Untersuchungen im Sinne Blackman s unbedingt einer Ergänzung in Gestalt eines heizbaren bzw. abkühlbaren Objekttisches bedarf!. 1 Ob der Heizschrank sogar ganz entbehrt werden künnte, kann ich noch nicht entscheiden. Es ist ein nicht zu unterschätzender Vorteil, daB die Umgebung des Objektes gleichmäfig temperiert ist (s. ,, Thermostaten mit konstantem Temperatur- gefälle* in Ostwald-Luther, S. 105). 160 Im Paragraph 7 werde ich die mit diesem Thermostaten aus- geführten Experimente zusammenfassen; jetzt môgen einige Ver- suche zur Herstellung eines heizbaren Objekttisches beschrieben werden, die Anfang 1915 vom Mechaniker des botanischen Insti- tuts, Herrn Roelink, ausgeführt wurden. $ 5. Ansätzezur Konstruktioneines,,Mikrothermostaten.. Die heizbaren Objekttische nach Velten, Nägeli, Pfeffer und Flesch sind an sich schon recht brauchbar. Wenn man die Gas- heizung Pfeffer s durcheine elektrische ersetzt, undwie die anderen drei Autoren strômendes Wasser anwendet, so ist der Apparat im Prinzip fertig. Es sollen nur einige Verbesserungen angebracht werden; so z. B. ist das Untertauchen des Objektivs ins Wasser, obwohl nützlich, insofern es dann die Temperatur des Objektes nicht beeinflufit, verwerflich; die Regulation soll verfeinert werden: und der Apparat soll in den Heizschrank hineinpassen. Es hätte wahrscheinlich nicht schwer gehalten, einen ,,Heiztisch”” zu kon- struieren, der den genannten u. ä. Prinzipien genügte, aber ich habe diese Aufgabe nicht zu Ende gebracht, weil die Hauptschwierig- keit in der Schädigung des Objektes lag, so daf ich mich mit einer môglichst einfachen Apparatur begnügt habe, die mir gestattete nachzuforschen, ob die erwähnte Schädigung auch beim ,,Heiz- tisch’”"-Prinzip auftrete. Ein Objekttisch (vel. Fig. I). Eine 13.0 bei 9.5 bei 2.0 cm messende Dose aus starkem Kupferblech, mit genau überfallendem Deckel, ist mit einem runden Glasfenster À (Diam. 3.5 cm) im Boden und mit einer federnd einschiebbaren Messinghülse B mit Glasfenster (Diam. 3.0 cm) im Deckel versehen. Zwei ungefähr I cm hohe Briücken (C) mit Klemmfedern dienen zur Befestigung des Objektglases. Im Deckel ist ein ZufluBrohr (D) mit Luftloch (E), in der unteren Hälfte ein Abflufirohr (F) mit Vorrichtung für konstantes Niveau. Weiter sind vorläufig nur die Offnungen für Thermometer (G) und Thermoregulator (H) angebracht. Es ist A 161 also nur einfache Durchstrôomung vorgesehen, keine gesonderte Objektkammer vorhanden; der Apparat soll ja noch ausgebaut werden. Das ,,Heizrohr'”. Weil die Verzôgerung des Protoplasmas auch in diesem Heiztisch auftrat und môglicherweise durch die Kupfer- teile oder den nachher angebrachten Lacküberzug bedingt sein kônnte, habe ich versucht ob die Erscheinung auch aufträte in einem einfachen, fast ganz aus Glas bestehenden Apparat (s. Tafel Fig. L V). Dazu lieB ich ein Glasrohr (A) von 3.5 cm Durchmesser und 16 cm Länge von zwei Seiten derart flach blasen, daf eine obere Fläche von 3 cm und eine untere von || cm Länge gebildet wurde, deren die letztere auf dem Objekttisch ruhen sollte. Im übrig bleibender 1.5 cm hohen Raum befinden sich Thermometer (B), Regulator (C) und Objekt (D). Letzteres wird durch zwei silberne Federn (E) gegen die obere Fläche des Objektrohres gedrückt; die Trianea- Wurzel, unter einem Deckglas, wird gegen Druck geschützt durch zwei longitudinal auf das Objektglas gelegte Glas- oder Holzstreifen. 162 Die Blätter der Pflänzchen ragen in dem seitlichen Hohlraum in die Luft, die durch eine Offnung im Pfropfen zugelassen wird. Das Wasser, das durch die zugespitzte Einflufirôhre (G) in das ,Heizrohr”" mit Kraft hineingespritzt wird, und damit selbsttätig die Rührung besorgt, steht also unter atmosphärischem Drucke und muf auf konstantem Niveau erhalten werden mittels des weiten, oben offenen, Abflufrohres (H), das exzentrisch in die Korke (I) eingebohrt ist und durch Drehung der letzteren hôher oder niedriger eingestellt werden kann. Ein Nachteil ist, daf die dem Objektiv zugekehrte Rohrwand sehr uneben ist; vielleicht lieBe der Apparat sich durch Zusammenkitten planparalleler Glasplatten in einer mehr vollendeten Form dar- stellen. Auch die Pfropfen wären vielleicht zu vermeiden. Ich habe bei meinen Versuchen zwar nur gut ausgekochte Korke be- nutzt, und wenn die Stromgeschwindigkeit eine grofe ist, wird der Einfluf des Wandmaterials auf das Objekt nur unbedeutend sein künnen, aber man soll ja nur müglichst einwandfreies Material ver- wenden. Der Thermoregulator. An den Regulator für einen so kleinen Apparat müssen besondere Anforderungen gestellt werden, und es ist mir noch nicht gelungen, diesen gerecht zu werden. Erstens soll der Tauchkôrper, des kleinen verfügbaren Raumes und der Wärmekapazität wegen, wenig voluminôs sein, so daf die hieraus resultierende geringere Ausdehnungsfähigkeit (d. h. Empfindlich- keit) durch Verfeinerung der Steigrôhre aufgewogen werden muf, und das hat wegen der Adhäsion des Quecksilbers wiederum seine Grenzen. Zweitens kann die Steigrühre nur eine beschränkte Länge besitzen, denn gesetzt, dafi man eine Niveausteigung von | mm pro Zehntelgrad und einen Temperaturbereich von —10° bis +70°, also im ganzen von 80° erzielen will, so müfite man eine Kapillare von 80 cm Länge anwenden! Man kann aber auch eine kurze Kapillare mit festem Kontaktdraht anbringen, wenn man eine Stell- schraube mit Mikrometerverteilung für die Einstellung verwendet. Dabei bleibt noch die Schwierigkeit bestehen, daf Luft durch den Schraubengang eindringt, daf die elektrischen Funken die Queck- 163 silberoberfläche verunreinigen u. dgl. Vorläufig habe ich jedoch das in Tafel III abgebildete Modell gebraucht. Der Quecksilberbehälter hat eine Länge von 150 mm und einen Durchmesser von 7? mm, und steht mittels eines Stieles mit engem Lumen in Verbindung mit der Steigkapillare ( J), die einen Durch- messer von 0.3 mm hat; hieraus ergibt sich eine Niveausteigerung in der Steigkapillare von annähernd 1.5 mm pro Zehntelgrad. Die Kontaktstelle (S) im Kapillarrohr bleibt, wie gesagt, konstant; die Elektrode ist ein 0.1 mm dicker Platindraht, der durch ein der Kapillare aufgesetztes Hartgummikäppchen geht. Die Stellschraube (K) bildet die andere Elektrode:; sie taucht in eine Erweiterung der Stielkapillare ein, und bewirkt hier die für eine Erhitzung von —10° bis —70° erforderliche Volumverminderung von 57 cmm. Der Stiel und die Steigkapillare sollen frei in die AuBenluft heraus- ragen; ein Teil des Quecksilbers, es sei denn ein kleiner Teil, ist also der Kammertemperatur ausgesetzt, was die Genauigkeit beein- trächtigen muf. Das Relais. War das starke Funken des für den Heizschrank benutzten Relais schon für diesen wenig empfindlichen Regulator sehr hinderlich, für den feinen Regulatormechanismus des Objekt- tisches war diese Vorrichtung vüllig unbrauchbar. Deshalb wurde hier eine andere Form der Stromunterbrechung gewählt, die sich anfangs gut bewährt hat, und deswegen ebenfalls in Tafel II1 ab- gebildet ist; bei späteren Untersuchungen hat sie sich dennoch als unbrauchbar erwiesen, so daf ich auf die Beschreibung des Appa- rates ganz verzichten kann. Wahrscheinlich ist die Verschmierung der engen Kapillare am besten durch Hinteremanderschaltung mehrerer Relais zu umgehen. Vielleicht müfite man für diesen Zweck den Quecksilberregulator ganz verlassen und z. B. zum Doppelspiralprinzip greifen, das auch eine leichtere Konstruktion gestattet!, Heizung bzw. Abkühlung. Der Heizkôrper (U), bestehend aus einer Kohlenfadenlampe, die von einer doppelten wasserdurch- flossenen Messingwand umgeben ist, befindet sich môglichst dicht 1 Vel. Ostwald-Luther, S. 115. 164 an dem Heizrohr. Es wäre für die Empfindlichkeit der Regulation viel besser, ihn in den Objektraum zu verlegen, aber für vorläufige Versuche genügte diese Aufstellung. Das Wasser wurde von dem schon im 4. Paragraphen erwähnten konstanten Niveau (V) ge- liefert; hier ist ja Einhaltung einer absolut konstanten Strom- geschwindigkeit unerläfilich, weil die Temperatur weitgehend von dieser Geschwindigkeit abhängig ist. Für hohe und tiefe Tem- peraturen genügten die Lampe und das kalte Wasser natürlich nicht, und mufite 1hre Wirkung durch den Hilfsthermostaten (W) unter- stützt werden; dieses selbständig regulierte GefäB wurde auf einen, ca. |° unter der Versuchstemperatur gelegenen, Wärmegrad ge- bracht, so dafi nur diese kleine Differenz durch den Heizkôrper ausgeglichen zu werden brauchte. Es wurde also folgendermalien verfahren. Vor dem Versuche, der z. B. den Einfluf einer Erwärmung von 20° auf 30° festzustellen bezweckte, wurde das Heizrohr auf 20° temperiert. Alsdann wurde der Hahn (X) geüffnet, so dafi das Wasser, statt durch A zu fliefen, weglief, und das Objekt wurde in dem Rohr befestigt. Der Hahn (X) wurde dann wiederum geschlossen, und nachdem der Wasser- strom und die Temperatur in À wieder hergestellt waren, wurde die Geschwindigkeit der Protoplasmastromung bei 20° gemessen. Sodann wurde, während der müglichst schnellen Erhitzung des auf 299 eingestellten Hilfsthermostaten und unabhängig von der Tem- peratur dieses letzteren, der Regulator in regelmäfigen Zeitinter- vallen von Grad zu Grad verstellt, bis 30° erreicht war. Nachdem die Messungen der Geschwindigkeit bei dieser Temperatur beendet waren, wurde der Hilfsthermostat, etwa durch Eisstückchen, schnell auf 19° abgekühlt, und unabhängig von seiner Temperatur, der Regulator regelmäfig zurückgestellt bis 20° erreicht war. Leistungen dieser Apparatur. Da es sich herausstellte, dafi dieser einfache Apparat starke Temperaturschwankungen zeigte, wurde untersucht, wie diese durch Ânderung der Bedingungen zu ver- ringern seien. Hierbei wurden z. B. während einer Viertelstunde jedesmal Zeitpunkt und Temperatur beim automatischen Aus- lôschen bzw. Zünden der Heizung beobachtet, sowie die Maximal- ste) 165 und Minimaltemperaturen mit den diesbezüglichen Zeitpunkten. Dadurch konnte man 3 Sachen feststellen: |. die Brenndauer im Verhältnis zur Versuchsdauer, 2. die Temperaturamplitude, 3. den Betrag des Temperaturnachhinkens. Das Ergebnis war wie folgt : I. Die Schwankungen sind am geringsten, wenn die Temperatur des Leitungswassers nicht viel unter der gewünschten Temperatur liegt, und wenn der Strom geschwind ist. Also das Wasser soll môglichst nahe zum gewünschten Hitzegrad vorerwärmt werden und sich schnell bewegen. II. die Geschwindigkeit muf sehr kon- stant sein, denn die mittlere Temperatur ist von ihr weitgehend abhängig. 111. Das Nachhinken (gleichbedeutend mit Unempfind- lichkeit) ist zwar bei geringerer Geschwindigkeit am stärksten, weiter bei niedrigen Temperaturen am stärksten beim Maximum, bei hôheren beim Minimum, es ist aber nicht sehr variabel, und hauptsächlich von der Wärmekapazität des Heizapparates und des Regulators abhängig. IV. Die Brenndauer steigt mit der Tempera- tur; ich konnte mit dem Lämpchen keine hôhere Temperatur als etwa 25° erzielen: das Einschalten mehrerer Lampen ist aber un- zweckmäfig, weil diese die Wärmekapazität des Systems erhôhen, und damit die Empfindlichkeit herabsetzen würden; für das Er- zielen hôüherer Temperaturen ist es mithin unerläfilich, daf man das Wasser vorerwärmt. Die Richtigkeit dieser Schluffolgerungen zeigte sich nach Er- hühung des Flüssigkeitsniveaus, Verwendung weiter Zuflufirôhren und Vorerwärmung. War das Leitungswasser nach Vorerhitzung 17.3, der Regulator auf 18° eingestellt, so war die Amplitude 0.3° (alle 35—40 Sek.), das Nachhinken äuferst gering ; war das Leitungs- wasser 30.40, der Regulator 31°, so war die Amplitude 0.5° (alle 50—60 Sek.); auch bei 42—43° betrug die Amplitude nur 0.6. Wenn man sich noch vergegenwärtigt, daf die Temperaturextreme nur sehr kurz währen, so daB die Schwankungen eigentlich viel geringer zu veranschlagen sind — wenn man die Môglichkeit einer Verfeinerung des Regulatormechanismus, einer Verstärkung und einer besseren Stellung des Heizkôrpers, und eines besseren Wärme- schutzes des ganzen Systemes überwiegt — so wird man mit mir 166 glauben müssen, daf die Lüsung des Mikrothermostat-Problems viel mehr in dieser Richtung als im Heizschrank-Prinzip zu fin- den ist!. $ 6. Die Versuchstechnik. Das Pflanzenmaterial. Die Trianea-Pflänzchen wuchsen in einem zementierten Becken, worin das Wasser 10—15 cm hoch stand, so dafi die älteren Pflanzen im Boden wurzeln konnten, in einem kalt temperierten Gewächshaus. Die Tagestemperatur des Wassers betrug 20—25°, stieg während der Sommermonate einige Male über 28° und war im Herbste ungefähr 20° oder weniger. Mit Rücksicht auf die Wichtigkeit der thermischen Vorgeschichte eines Kolloids wie das Protoplasma ist?, habe ich diese Tempera- turen regelmäfiig aufgezeichnet. — Ende Oktober 1912 war die Mehrzahl der im Aquarienhaus wachsenden Pflänzchen kränkelnd, vielleicht weil das Wasser zu kalt wurde, wahrscheinlicher aber durch die verminderte Lichtintensität, denn in einem Aquarium von 25° wuchsen sie zu dieser Zeit kaum besser. Durch Ausscheiden der kranken Pflanzen wurde der Verfaulung nur kurze Zeit ent- gegengearbeitet. Anfang Dezember war nichts mehr mit den Trianea zu machen; erst Ende Februar fingen sie wieder zu wachsen an. Genau die gleichen Erkrankungserscheinungen mach- ten sich Ende 1915 geltend. Um die zarten Wurzelhaare müglichst wenig zu verletzen, ver- fuhr ich jedesmal so, dafi ich einen Objektträger ins Aquarium tauchte und das Pflänzchen damit auffing. Dann wurde, über Wasser, sehr vorsichtig ein Deckglas aufgelegt und von dem ganzen Präparat eine Skizze angefertigt, um darauf die beobachtete Stelle 1 Ein nicht geringer Nachteil dieser kleinen Apparate ist ihre Empfindlichkeit gegen leichte Erschütierungen, die sich den Wurzelhaaren mitteilen und die Beob- achtung stôren. Die Rührung kann deswegen nicht durch mechanischen Antrieb stattfinden. 2 Zum Belege vgl. man die Mitteilung J. Clark’s in Report Br. Assoc. Adv. Sci., Edinburgh 1892, S. 760. 167 zu markieren. Zur Beobachtung wurden nur die parallel zum Deck- glas entspringenden, unbeschädigten Wurzelhaare mit normalem Protoplasma ausgewählt. Die Geschwindigkeitsmessungen. 1. Das Mikrometer. Es wurde ein Okular-Netzmikrometer von 5*X5 mm benutzt, mit Teilfeldern von 0.5 mm Seitenlänge; die gewühnlichen Strichmikro- meter wirken ermüdend auf das Auge, wenn man nur eine kürzere Strecke beobachtet. Dieser Abstand wurde nämlich je nach der Strômungsgeschwindigkeit gewählt, für sehr starke Strômung wird der Fehler am geringsten sein über eine grofie Strecke, im ent- gegengesetzten Fall würde der Zeitverlust zu grofi sein. Am vor- teilhaftesten ist eine solche Strecke, die in 5—15 Sekunden durch- laufen wird. Darum wurde jede der 11 Ordinaten und Abszissen in Gedanken mit den Buchstaben a—k bezeichnet, so daf z. B.e—g die Länge von 2 Teilfeldern, d. h. 1 mm bedeutet. Natürlich wurde gleich im Anfang die Seitenlänge eines Teilfeldes mittels Objekt- mikrometer in 4 bestimmt für alle Okulare (meistens Mefokular 3 von Zeif) und Objektive (meistens C), die in Anwendung kamen. Der Tubus wurde, soweit die Grüfenverhältnisse des Schrankes dies zuliefien (Objektivbrennweite, Einbettungsmethode), nur in eingeschobenem Zustande verwendet, weil er sonst leicht unwill- kürlich eingeschoben wird, und so wurde selbstverständlich auch die Vergrülierung bestimmt. Es wurden mehrere Fehlerquellen untersucht, aber nur eine horizontale Verschiebung des ganzen Okulars im Tubushalse verursacht einen ziemlich grofien Fehler, einen Spielraum von nämlich ca. | %, so dafi man Sorge tragen muf, während der Beobachtung nicht am Okular anzustofien. 2. Die Messungen. Das rotierende Protoplasma des 7ianea- Wurzelhaares gestattet sehr leicht Geschwindigkeitsmessungen. Ob- wohl der Strom eine Schraubenlinie beschreibt, sind doch ihre Windungen so locker, dafi man grofie Strecken als gerade Linien betrachten karin. Grüfiere Massen und kleine Kôürnchen nehmen an der Bewegung teil; wenn man aber erwartet, dafi erstgenannte die langsameren seien, so wird man bemerken, daf dies nicht zu- trifft; man kann weder zwischen diesen Stromelementen, noch etwa 168 zwischen wandständigen und frei schwimmenden Partikeln einen Geschwindigkeitsunterschied nachweisen, so daf man einfach jedes deutlich unterscheidbare Teilchen für die Messung ins Auge tassen kann. Es ist jedoch notwendig, die Mikrometerteilung parallel zur Stromrichtung zu stellen, denn nur wenn die Abwei- chung der Richtlinie von der Stromrichtung über 10 Intervallen in der Längsrichtung | Intervall in der Querrichtung ist, wird der Fehler in der Längenmessung (wie eine einfache Berechnung zeigt) kleiner als 0.5 %, sein kônnen. Anfangs wurden die Messungen derart ausgelührt, daB mittels einer ÂArretier-Uhr die Zeit bestimmt wurde, worin der Strom eine bestimmte Strecke durchlief. Diese Uhren leiden aber auf die Dauer das fortwährende Rückspringen nicht, und für diese kurzen Zeiten fällt der Fehler des ungenau Stoppen und auf 0 Springen zu sehr ins Gewicht. Deshalb wurde später mittels eines Metronoms die Strecke bestimmt (in Zehntel eines Intervalles abgeschätzt), welche in |0—15 Sekunden durchlaufen wurde. Es ist hier gewi8 die beste Methode. Für jede Geschwindigkeitsbestimmung wurden 10—50 Einzel- bestimmungen ausgeführt. Obwohl die Fehlerberechnung ergab (s. unten), daf 25 Messungen bei genügender Sorgfalt vollkommen ausreichen, so wurde doch, wo nur irgend Anlaf und Gelegenheit für grôfiere Genauigkeit bestand, eine grôfiere Zahl gebraucht. Nach je 19 Messungen wurden immer Zeit und Temperatur abgelesen. 3. Die Aufzeichnung. Hier sei ein Versuchsprotokoll für 25 Messungen angeführt : Î Interv. — 32.8u. Vergr. 3/C. Tub. 134 mm, ohne Rev. (Haar) I. In 10 Sek. (Metron.): Zeit. Temp. Mittel pro Min. 12.20 19.709 15.3 5.1 4.7 46 44 48 Interv. in 10” — 944 & V57-A49. 47 44046) 4 D ONDES 12.27 19.700 ÿ 5-0 50.48 48 49 49 D 0,110 — 1000 43 5205.2. 5.0 "5.2, 00 50 MEN ENOEEES 12.30 19.750 Y 49 ANA: 5.072472 7 49 » 10” — 964, 12.32 19.800 486* 328uin 10” — 956 w 169 Die Pfeilspitzen bedeuten die Stromrichtung, und zwar ist mit Ÿ (xatw) eine apikalwärts, mit À (ävw) eine zur Wurzel zurück- gekehrte Strômung gemeint. Anfangs schien es oft, als ob diese Richtungen eine verschiedene Geschwindigkeit besafen, nach vielen Wiederholungen glaube ich jedoch, da die Erscheinung nur eine zufällige war. 4, Die Berechnung. Der mittlere Fehler wurde in der üblichen Weiseberechnet(das verbesserte Rechenschema Charlier’s! ist hier- bei sehr bequem), und der wahrscheinliche Fehler durch Multipli- 2 kation mit 3 daraus erhalten. Es hat sich ergeben, daf der Fehler der Geschwindigkeitsbestimmungen auBerordentlich gering ist. Im obigen Beispiele ist der mittlere Fehler 0.06, der wahrscheinliche 0.04, oder prozentisch nur 1.2 bzw. 0.8 %, die Geschwindigkeit mithin 945—968 bzw. 949—964 u pro Minute. In allen Versuchen fand ich hôchstens etwa 3 % mittleren Fehler, im allgemeinen aber 1—2 %. Dieser Umstand ist es, der mich veranlafite, alle systematischen Fehler müglichst zu beseitigen, auch sehr geringfügige Temperatur- schwankungen zu verringern usw., in der Hoffnung, daf hier ein äuBerst exaktes Versuchsmaterial vorliege. Es ist mir aber nicht gelungen sicherzustellen, ob der hohen Präzision der Bestim- mungen auch eine genügende Richtigkeit entspricht?. Soll man nicht die progressive Verzôgerung (s. nächsten Abschnitt) als einen systematischen Fehler betrachten, der die Richtigkeit beeinträch- tigt? und was soll man von der Zahlenserie in Versuch 29 denken, wo im Laufe einiger Stunden eine Geschwindigkeitsschwankung stattfindet? Bei einem so variablen Objekt wie den Wurzelhaaren kann man die Reproduzierbarkeit der Bestimmungen ausschhefilich durch sofortige Wiederholung prüfen, dann soll man aber identische Zahlen erhalten. Im allgemeinen zeigten die Messungen befriedi- gende Übereinstimmung. 1 W. Johannsen, Elemente der exakten Erblichkeitslehre, 2. Aufl., 1913, S. 695, 2 Vel. Ostwald-Luther S. 2. 170 5. Die graphische Darstellung. Die erhaltenen Mittelwerte wurden in ein Koordinatensystem eingetragen, und zwar die Zeit auf die Abszisse, die Geschwindigkeit auf die Ordinate. Dabei wurden die von Ostwald-Luther! gegebenen Vorschriften berücksichtist, so da die Kurve nicht an Punkten, sondern an Rechtecken an- geschmiegt wurde. Wenn also, wie im obigen Beispiele, die Messung von 12.20 bis 12.32 dauerte, und die Geschwindigkeit zwischen 945 und 968 pro Minute sich befand, so wurde mittels dieser vier Grôlen ein kleines Rechteck konstruiert, und die Kurve hier durch- gezogen. Auf diese Weise bekommt man auch graphisch einen Eindruck von der Zuverlässigkeit bzw. Variabilität der Resultate. 6. Versuche mit Avena, Wie schon anfangs erwähnt, haben auch die Wurzelhaare von Avena sativa sich als nôtigenfalls brauch- bares Versuchsobjekt erwiesen. Zwar sind die Haare viel schmäler als die der Trianea (14 gegen 65 1) und kürzer, die Rotation viel träger (420 gegen 700: pro Minute), die Beobachtung somit schwieriger; andererseits empfiehlt sich Avena durch die Leichtig- keit, womit es sich das ganze Jahr hindurch in genau dem gleichen Wachstumsstadium herbeischaffenläfit, durch die Abwesenheitgrüner Blätter und durch die Kleinheit des Objektes, schlieflich durch den Umstand, daf Avena ein in vielen Richtungen erprobtes Versuchs- objekt ist. Es kann also wertvolles Vergleichsmaterial abgeben. Ich verfuhr derart, daf ich am ersten Tage die Haferkürner in Wasser legte; am zweiten Tage auf feuchtes Filtrierpapier; am vierten Tage wurden 10 schôn gekeimte Kôrner ausgesucht und damit 2 Zylindergläser beschickt. Diese waren mit einem Stückchen Hydrophile-Gaze überzogen und die keimenden Kôürner darin ge- steckt, so daf die Wurzeln frei herunterwachsen konnten. Am siebenten Tage wurde die beste Wurzel ausgesucht, die Gaze wurde rings herum mit einer Schere ausgeschnitten und mit dem Keim- ling auf den Objektträger ausgebreitet. Anfangs wurde als Kulturflüssigkeit nur Wasser gebraucht. Weil aber die Versuche Hansteen’ s°? den günstigen Einfluf des Kalziums auf die Wurzelhaarbildung und auf die Entwicklung der Wurzel Ne D 26 2 Aa. 171 überhupt gezeigt hatten, wurden auch in dieser Richtung Versuche gemacht, die jedoch nicht zum erwarteten Resultat führten. Die Ca-K-Wurzeln bildeten sich zwar schôn aus, die Haare entwickelten sich aber häufiger in den H,0-Kulturen. Dann wurde endgültig reines Wasser gewählt, welches für die Versuchsanordnung (Durch- strômung) ungleich grofie Vorzüge bot. Die Experimente mit Avea sind jedoch in den Hintergrund getreten. Ich will nur noch erwähnen, daf ich einmal gesehen habe, daB Haare ohne Strômung, als sie einige Augenblicke dem Sonnenlicht ausgesetzt waren, lebhafte Rotation zeigten. Bei Tria- nea habe ich aber nichts von einer solchen Empfindlichkeit der Rotation für Licht bemerken kônnen. $ 7. Beobachtungsergebnisse. Die Verzôgerung. Schon bei meinen ersten Versuchen fiel es mir auf, daf die Geschwindigkeit des Protoplasmas in längeren Zeïiträumen nicht konstant war, und auf vielerlei Weise habe ich versucht festzustellen, ob hier schädliche Einflüsse im Spiel seien. Sowohl wenn die Pflänzchen auf einem Objektträger ausgebreitet, unter Deckglas beobachtet wurden, wie in einem offenen Glas- schälchen frei schwimmend unter einer Wasserimmersionslinse (ZeifB Apochr. 2.5 mm), welche Methode durch Beweglichkeit der Wurzel sehr beschwerlich war, wie auch unter einem môglichst kleinen Deckgläschen, trat bei 25° eine merkliche Verzôgerung auf. Es konnte also m. E. weder Kohlensäureansammlung noch Sauer- stoffmangel daran schuld sein. Ich erhielt z. B. unter einem 20 X 40 mm Deckglas: .l Versuch 10: Anfang 995 1 (mittl. Fehler + 20 y”). Nacht 52 SE 761 Ha 40 & + 18) NE PUS ENTER OS + 10 y”) LAN SAONE Et + 14 u. 40 MO AOZULE + 14. 53 SR GU TE Su) lu” bedeutet:...1 pro Minute. 172 Mit kleinstem Deckglas (10 X 20 mm): Versuch 13. Anfang 932u" (mittl. Fehler + 22 Wu"). Nach 41% St. 846u ( ,, nn dau, 12512866 dr UC, A nn EN 0 is AZ OISE AOL. ST SECTE Man kôünnte zwar denken, die Temperatur von 25° wäre schon schädlich, obwohl die Pflänzchen in einem auf 25° temperierten Wasserbecken gewachsen waren, und eine 10° hühere Temperatur anschemend nicht schädlicher ist (s. unten). Einige Versuche bei 20°, wobei die mit kleinem Deckglas versehenen Objekte in eine halbwegs mit Wasser gefüllte Petri-Schale eingelegt wurden, zeigten jedoch die gleiche Erscheinung. Hierbei wurden jedesmal zwei ver- schiedene Haare beobachtet. Versuch 45. Haar I. Haar IL. Nach 1 St. 1150 u” 995 “+” SCA SE AITIO 2 935 u” ABUS M EN 74 980 u° 4 St. 1110 u’ 075 u” 6 St. 1080 u” 965 u” 25 St ROBD 965 u” 26 St "9554 945 u” Versuch 491, « Haar I. Haar IT, Haar III. Haar IV. Nach 1 St. 1220 u” 1230 u” 1170 u’ 1230 u° 5 ASE 190 0 1260 u” 1120 u” 1190 u” CSST AIO NE 1200 u” 1080 u” 1210 w° : 4 St. 1190 um” 1260 u’ 1140 u” 1190 u” 1 Für die Haare I und II sind jedesmal 25 Bestimmungen ausgeführt, für III und IV nur 5. Trotzdem ist die Übereinstimmung auffallend. Wenn man die Zahlen ,,nach 2 Stunden“ gleich 100 setzt, so ist: PANITETTTERIV nach 6 St. 95 94 94 94 10 St. 87 87 90 91 265€ 1091 203 "187 277 29 St. 80 82 — — 173 Haar I. Haar II. Haar III. Haar IV. Nach 5 St. 1170 w” 1230 u’ 1050 w° 1060 x” RS DS ID 1180 w” 1050 uw” 1120 uw” Lu #7 561090 1140 u’ , 10 St. 1030 w’ 1090 y” 1010 y’ 1080 y” 7 DILSt.1060 7" 1170 u” 12:St1070 1160 w” 26 SE. 1010 4” 1050 u° 970 u” 920 u” 227 5420990" 17 1080 x” Mu28 St: 10107 1040 w” 220: SE 0 950 1040 u° Ebenso wurde bei 17.5° deutliche Verzôgerung beobachtet (Ver- suchstechnik wie oben): Versuch 48. Haar I. Haar Il. Nach 1 St 900 w” 900 re 2 St. 930 u” 950 ’ 3 St. 910 u” 920 u” NA SE OU 950 u” nu St: OU 970 u” 6 St. 970 u” 965 u° 25 St. 810 u” 810 u” 27 St. 785 nu’ 780 u” 29 /SE790 x" 760 Aus diesen und ähnlichen Versuchen scheint mit Sicherheit her- vorzugehen, daB auch bei der grüfiten Sorgfalt und unter Ver- meidung aller denkbaren schädlichen Einflüsse, unter den jewei- ligen Versuchsbedingungen nach 6—10 Stunden eine bedeutende Verzôgerung der Protoplasmastrémung eintritt. Mit dieser Verzôgerung geht auch eine merkliche Veränderung der Protoplasmastruktur einher. Während das normale Proto- plasma in allen Wurzelhaaren anfänglich sehr gleichmäfig flüssig, feinkôrnig ist, in den jüngsten Haaren nur an der Spitze ein wenig der Zellwand adhärierend, wird meine Struktur allmählich grôber, und zwar z. B. in Versuch 49 nach 10 Stunden deutlich klumpicht. Jetzt tat sich die Frage auf, ob diese Zustandsänderung vielleicht eine Folge des Alterns der Haare während der Beobachtung se. Über die Lebensdauer der Wurzelhaare und der Wurzel ist nichts 174 bekannt: zwar ist es an sich nicht wahrscheinlich, da$ Wurzeln von 10—20 cm und Haare von 0.5—1.5 cm Länge so schnell wachsen und altern, daB hieraus innerhalb 10 Stunden merkliche Zustands- änderungen hervorgehen; ich habe mich dennoch bemüht, die Ge- schwindigkeit bei jüngeren und älteren Haaren derselben Wurzel zu messen. Und zwar habe ich jedesmal mit den älteren angefangen, damit der Zeitfaktor sich am schwächsten bemerkbar machen kônne, weil ja nzwischen (die Beobachtungen erstreckten sich hierbei über mehrere Stunden) die jüngeren alterten. Die Untersuchung hat ergeben, da entweder kein Geschwindig- keitsunterschied zwischen jungen und alten Haaren bemerkbar war, oder ein unregelmäfiiges Abnehmen der Geschwindigkeit in den älteren Haaren. Ich führe zwei Versuche an (beide bei 25°). Versuch 191. Haar I (älteste, gleiche Zone) 1080 u” Il 1390 u° ve (all 1240 u” » IV 1150 u” : V 1730 u” ” VI 1670 u” POMANITT 1310 VIII 1180 uw’ ; IX 1155 u’ X 995 u” ù XI (Güngste) 1555422 XII : 151272 Versuch 202. Dash Reihenfolge, also verschärfter Gegensatz. Haar I (jüngste, gleiche Zone) 646 u” Il 1080 uw” II 963 u” IV 1340 u” und noch zweimal untersucht: nach 9 St. 1250 uw’ 21 St. 1040 u’ 2? Zwischen I und XI verliefen 5 Stunden; XI wurde 9 Stunden später nochmals beobachtet: die Geschw. war nur noch 1010 w”. 175 Haar V 1077 u” » VI 882 u” NTI 1113 y’ 5 NL 847 u° > 1026 u” X 1020 w° » XI (älteste) 1200 Die Erwartung hat sich also keineswegs erfüllt; man kann also ruhig annehmen, dafi nicht das Altern der Haare für die Ge- schwindigkeitsabnahme verantwortlich zu machen ist. Andere Fak- toren müssen im Spiele sein. Vielleicht wäre das Verwenden des Aquariumwassers als Beob- achtungsmedium Ursache von Verwesung der Stoffwechselprodukte und Mikroorganismen. Bei längerem Aufenthalt in Leitungswasser, und überdies Beobachtung in rotem Licht, wurde jedoch das gleiche Ergebnis erhalten (Temp. 25°): Versuch 28. Haar Ï (jung) Haar II (älter). Nach 1 St. 1270 uw’ — RE CS EE 1370 u” D SEE I20 1280 u” 2 AO SE ENOU HE 1270 y” 21 St. 1060 w” Starre! , 24St. 840 w’ Jetzt wurde versucht, wie der kupferne durchstrômte Objekttisch sich verhielt. Bei 21° wurde das Protoplasma sehr stark geschädigt ; in allen Haaren war es am Schluf des Versuches zu grofien Klumpen zusammengeballt : Versuch 47. Haar I. Haar II. Nach 21% St. 1150 uw” 1170 u” HP MEME 1110 w° PU ZI TIOE CAO U: 660 1” Der Versuch wurde wiederholt; jedoch mit einer Paraffinschicht auf den Kupferteilen des Apparates. Das Ergebnis war bei 18° wiederum Verzügerung : 176 Versuch 53. Haar I. Haar II. Nach 214 St. 1020 uw” 850 u’ » 472 St. 980 uw” 850 u’ SP ROT MTAU 550 uw’ Der Versuch wurde nochmals wiederholt, nachdem das Kupfer mit Zeifi Stativlack angestrichen war; dieser Lack wird im Muffel- ofen eingebrannt und gibt wahrscheinlich fast keine lôslichen Be- standteile ab. Bei einer Temperatur von 27° (über Nacht wurde kein Wasser durchgeführt und sank die Temperatur auf 18—20!°) trat auch Verzôgerung auf: Versuch 56. Haar I. Haar II. Nach 41% St. 1650 u” 1630 u” 2612 St. 1420 u” 1380 u” Auch im durchstrômten gläsernen Objektrohr, worin das Tages- licht frei eindrang, so dafi hier von den natürlichen Verhältnissen am wenigsten abgewichen wurde, war Verzôgerung erkennbar: Versuch 57. Temp. 28° (über Nacht + 180.) Nach 1 St. 1720 u’; nach 27 St. 1540 u”. Versuch 58 Temp. 25° (über Nacht + 180). Haar I. Haar II. Nach 1 St. 1030 w” 1190 u° » 5% St. 960 u” 950 u° 20 St TOUL 760 u” Man sieht somit in allen Versuchen einen unverkennbaren ,,Gang ” auftreten, der mit einer sichtharen Zustandsänderung des Proto- plasmas verknüpft ist. Geschieht das schon bei sicher harmlosen Temperaturen, die während der günstigsten Vegetationszeit im Nährwasser der Trianea herrschen, so ist es unmôglich bei hôheren Temperaturen den Umfang der progressiven Wärmeschädigung richtig einzuschätzen; wird auch diese Schädigung sich nicht eher und stärker bei hôherer Temperatur geltend machen? Man darf doch verlangen, daf eine unversehrte Ptlanze, die in annähernd un- veränderten Wachstumsbedingungen verbleibt (abgesehen vom ho- 177 rizontalen Stand der Wurzel und der Beschädigung vieler Wurzel- haare), während 24 Stunden annähernd normal funktioniere. Ich habe darum gemeint, es hätte keinen Zweck, die geplante Untersuchung über andere Temperaturen auszudehnen, so lange die Versuche mit einem systematischen Fehler unbekannten Ur- sprungs behaftet waren. Nur aus methodischen Rücksichten schien es mir erwünscht, mich mit meiner Apparatur bei anderen Wärme- graden zu orientieren. Konstante Temperatur 30° (31°). Versuch 31. Erste Messung bei 25°, 213 St. nach dem Ein- setzen in den Heizschrank; dann erwärmt auf 30°; 214 St. später nächste Messung. Protoplasma schon nach 812% St. ein wenig klumpicht; schliefilich ganz aus grofien sich fortwälzenden Massen bestehend. Temp. 25°. Nach 21% St. 760 u” ste SUD: + Le SEA , 84 St. 1060 w” » 9% St. 1040 u” STE 60 Versuch 32. Um die lange Vorbereitung in Versuch 31 zu um- gehen, unmittelbar auf 30° erwärmt. Nach 1/2 St. 1360 uw’. Nach 3 St. 1035 w’. Versuch 35. Das Objektglas wird auf einer Brücke (zwei Glas- stäbchen) in ein Färbegläschen gelegt, und dieses 50 weit mit Wasser gefüllt, daf das Deckglas nur wenig hôher als die Wasser- oberfläche liegt und die Wurzel in das Wasser taucht. Nach 1 St. 1590 y” (+ 20 n°). MOIS DZ UE (+ 18’) SO ESE AD Gala) 1249811022 14; (+ 23 u”) Versuch 37. Versuchsanordnung wie unter 35. Haar I. Haar II. Haar III. Nach 212 St. 1581 m’ (+ 16m) 1467 x’ (+ 22u) 1589 x’ (+ 24 x) » #4 St. 1579 uw’ (+ 21u) 1486 uw (+ 32u) 1544 (+ 25 u”) » 22% St. 1306u° (+ I2u) 1303u° (+ 14) 1360 u° (+ 15°) 178 Versuch 43. Temperatur 31°. Objektglas in Petrischale mit Wasserschicht. Von den zwei beobachteten Haaren zeigt Ï eine Hemmung auf der Mitte seiner Länge, wodurch die Strombahn auf die basale Hälfte beschränkt ist. ÉHaar 1: Haar II. Nach 12% St. 1910 x’ Nach 1 St. 1915 u’ » 1% St. 1830 u” ,110918t: 19404: 00 SE T20 » 4 St. 1800 w” » 22Y» St. 1420 w’ 0 29 St: AOÛ LE » 24 St. 1400 w” Versuch 44. Temperatur 31°. Pflanze mit der grôfiten Vor- sicht auf dem Objektglas aufgefangen. Haar I. Haar II. Nach 1 St. 2240 u” 1970 u’ 3 St. 2000 u” 2100 w” 4 St. 2070 uw” 2140 1” 25 SE ID 1620 u” Aus diesen sechs Versuchen scheint hervorzugehen, dafi 30° noch keinen schädlichen Einfluf auf die Protoplasmastromung hat, weniystens die Geschwindigkeit in 24 Stunden ist nicht mehr herabgesetzt als wir bei 20—25° fanden. In Versuch 32 ist schon nach 3 Stunden eine bedeutende Verzügerung eingetreten, in Ver- such 44 ist die Bewegung nach 4 Stunden im einen Haar verzôgert, im anderen sogar beschleunigt, wie auch in Versuch 37. Aus Ver- such 43 ist zu ersehen, wie übrigens zu erwarten war, dafi mecha- nische Verletzungen die Strômung progressiv beeinträchtigen. Vorübergehende Erwärmung 20° — 30° — 20°. Wie schon im 5. Paragraphen erürtert, lag es in der Absicht, jeder Geschwindigkeitsbestimmung bei einer bestimmten Temperatur eine solche bei einer Normaltemperatur vorangehen und folgen zu lassen: eine vorher, um den Temperaturkoeffizient bestimmen zu künnen; eine nachher, um die Reversibilität der Zustandsänderung zu prüfen. Der Versuch wurde mit dem Heizschrank zweimal ge- macht, wobei es sich aufs neue herausstellte, wie wenig dieser Appa- 179 rat den besonderen methodischen Anforderungen des Problems ge- wachsen war. Während eines zweistündigen Aufenthaltes bei 20° wurde die erste Messung vorgenommen, dann wurde môglichst schnell bis 30° geheizt; diese Temperatur wurde vom Wassermantel innerhalb | Stunde, von der Innenluft erst nach 3 Stunden erreicht. Nach der Bestimmung wurde auf 20° abgekühlt, welche Arbeit wiederum mehrere Stunden in Anspruch nahm. Versuch 54. Haar I. Haar II. Temp. 20°, Nach 112 St. 960 u’ 960 4° RO Ode Ste 640 1650 uw” 0 est 73e Sie T0 770 u” Versuch 55. Temp. 200, Nach 1142 St. 920 u” 830 u” 7 5302 » 5% St. 1580 u” 1430 u° ne. 20 2% DEN TAUU 670 u” Berechnet man hieraus die Temperaturkoeffizienten 30°/20°, so erhält man aus Versuch 54 1.71 und 1.71 aus Versuch 55 1072 und 1.73 somit eine verblüffend genaue Übereinstimmung, die ich als eine vorläufige Rechtfertigung des hier gewählten Verfahrens der Koef- fizientenbestimmung ansehen môchte. Berechnet man weiter das Verhältnis der zweiten Zahl für 20° zur ersten, so bekommt man die Grôflen (die also ein Maf für die Irreversibilität der Schädigung abgeben): 0.74 und 0.80; 0.79 und 0.81. Auch diese Übereinstimmung im Grade der Geschwindigkeits- abnahme, auf die ich schon bei Versuch 49 die Aufmerksamkeit lenkte, mu irgendeine Bedeutung haben. Jedenfalls steht fest, da die Pflänzchen zwischen der ersten und der zweiten Messung bei 20° irgendwie eine Schädigung erlitten haben; das klumpige Aussehen des Protoplasmas in beiden Versuchen nach 23 Stunden zeigte das schon an. Aber man hat zugleich die Überzeugung, da 180 nicht die Erhitzung auf 30° an sich die Schädigung bewirkt hat : und das ist eben eine Müglichkeit, die bei den Versuchen nach Blackman ausgeschilossen sein soll. Konstante Temperatur 35°. Versuch 29. Vorherige Normalbestimmung. Temp. 257% Nach 1! St. 13107 LR EME 50 > ot. 1910u7 » 41% St. 1890 u” 1 70 0t- 173074: hi CO. I010" 0 DO CS A1000 12. 5. J'SE. 1502 Versuch 38. Ohne Normalbestimmung. Nach 1% St. 2159 + 20” 2200 + 29 y” NE St 1913 Au 1850 + 30 «’ » 20 St. 1664 + 23 y 1518 + 28 y In Versuch 29 ist die Geschwindigkeit bei 35° unregelmäfig, hat aber 6 Stunden nach Anfang der Erhitzung nur wenig abgenommen. In Versuch 38 ist jedoch nach 612 Stunden eine deutliche Ver- zôgerung eingetreten ; die Struktur des Plasmas ist dann schon hete- rogen; schliefilich, nach 20 Stunden, findet man nur grofie vakuo- lisierte Klumpen. Konstante Temperatur 38°. Versuch 40. Ohne Normalbestimmung. Pflanze in Färbe- gläschen eingebettet. Temperatur. Haar I. Haar II. 37.75—37.90° Nach 12 St. 2030 w” 2250 u” 37195315? ss St: 230000 2230 u” 37.80 — 37.900 Oo St.2360 72 2150 u” 3190579532 02. LOSE 220010: 2250 y” 37.95—37.95° > 29 St ZAUU US 2280 u” 38.00 —38.00° SNS TON 25501 € 38.00—38.00° 1030 SEt2200 1 2330 u” 38.00—38.00° pd 40. 20607 2250 u° 38.10—38.30° » 4% St. 2070 u” 2200 u” 38.30—38.30° AS 8 CE D 2120 uw” 38.15—38.20° » 592 St. 1990 w” 1930 uw” 38.30— 38.30° MRGANSEe2050 7e 2300 u” EE, 7 a 181 Obwohl der Schrank vor dem Einbringen des Objektes schon auf 38° geheizt worden war, hat offenbar das Offnen des Deckels usw. das Temperaturgleichgewicht auf längere Zeit gestôrt, so daB erst nach 4—5 Stunden die ,, Anfangsgeschwindigkeit’” bei 38.30° be- stimmt werden konnte (vorausgesetzt, daf der Mikroskoptisch schon die Temperatur der umgebenden Luft angenommen hattel). Dann aber war die Geschwindigkeit schon im Abnehmen begriffen; teil- weise vielleicht, weil das Präparat anfing auszutrocknen; nach 5 Stunden wurde Wasser beigefüllt. Nach 512 Stunden weist Il keine Storung mehr auf, die Bewegung stockt während der Messung, alles Protoplasma hat sich in der Haarspitze angesammelt. Nach 5.40 ist dieser Klumpen in lebhafter Bewegung begriffen, ein Hau- fen trennt sich ab und schwimmt fort, kehrt nach 5.47 zurück, ver- ursacht ein starkes Gewühl in der Masse, woraus ein neuer Klum- pen fortstrômt. Nach 5.52 erreicht die innere Strômung einen Hôhe- punkt, immer neue Klumpen reifen sich los; nach 6 Stunden ist fast alles Plasma wieder frei. Diese auffallenden Erscheinungen hängen wahrscheinlich mit dem Austrocknen zusammen. Die Schädlichkeit dieser hohen Temperatur kann nach diesen Daten nicht beurteilt werden. Jedenfalls scheint die Verzôgerung nach 6 Stunden nicht ansehnlich zu sein. Konstante Temperatur 39°. Versuch 42. Pflanze in Petrischale eingebettet, um dem Aus- trocknen môglichst lange vorzubeugen. Temperatur. Haar I. Haar II. 38.85—39.05° Nach 1 St. 2520 y” 2550 u° 39.00—39.10° » 12 St. 2310 u” 2520 u” 39.20—39.909 2 0 SE 220 2490 u’ 39.50—39.65° » 2% St. 2250 u’ 2490 u’ 39,35—39,50° 70 -SÈ BA 2310 u” 39.35—39.409 » 1% St. 2080 u” 2330 nu” 39.00—39.15° = “80 SE 2/04 2200 u” 39.00—39.25° » 842 St. 2000 w” 2250 u” (Während der Beobachtung nach 2 Stunden trat am Regulator ein Defekt auf, infolgedessen die Temperatur zu hoch stieg.) 182 Es ist auffallend, da nach 812 Stunden bei 39 noch keine Wärmestarre auftritt. În einem anderen Versuche wurde der Schrank von 25° an mëglichst schnell erhitzt; nach 2 Stunden war die Lufttemperatur 38°, die Geschwindigkeit! 1600—1700 #’; nach 212 Stunden die Temperatur 40.8, die Geschwindigkeit 1000 bis 1500 1’; nach 2%, Stunden 41.19 bzw. 600—700 ' usw Hier trat die Starre also schon bei 40° in die Erscheinung; vielleicht war darauf der Umstand, daff mit einer schwächlichen Pflanze im November gearbeitet wurde, von Finfluf. Die Reversibilität der Verzôgerung konnte mit diesem Apparat offenbar nicht geprüft werden. $ 8. Zusammenfassung. 1. Für das Blackman sche Schema sind, wenn es auf die Proto- plasmastrômung angewendet wird, absolute Geschwindigkeitszahlen unbrauchbar ; alle Bestimmungen sollen auf eine Normaltemperatur bezogen werden. 2. Der ,, Mikrothermostat”” soll daher nicht nur auf genaue Kon- stanterhaltung einer Versuchstemperatur, sondern nicht weniger auf leichte sichere Einstellung jeder beliebigen Temperatur und auf beliebige ,,Erhitzungsgeschwindigkeit” eingerichtet sein. 3. Die Literatur über mikroskopische Heiz- und Gefrierappaerate hat nur wenige gute Prinzipien und keinen einzigen universell an- wendbaren ,, Mikrothermostat ” zu verzeichnen. - 4. Ein neuer elektrisch geheizter und regulierter Mikroskop- schrank wird vorgeführt. Dieser Thermostat eignet sich besonders für Konstanterhaltung einer bestimmten Temperatur, sehr schlecht für Temperaturwechsel. 5. Versuche zur Konstruktion eines wasserdurchstrômten ,, Heiz- tisches’” und eines ,, Heizrohres” mit elektrischer Heizung und 1 Einzelne Messungen. Bei diesen hohen Temperaturen, wo die Schädigung schnell vor sich geht, verliert die statistische Methode offenbar ihren Zweck, und muf man sich mit Einzelbestimmungen begnügen. 183 Regulierung, und die vorteilhafteste Arbeitsweise, werden beschrie- ben. 6. Das Heranzüchten des Pflanzenmaterials (T71anea und Avena), und die Ausführung der Messungen und Berechnungen werden dar- gestellt. 7. Die Geschwindigkeit der Protoplasmastromung nimmt in längeren Zeiträumen stetig ab, ohne daf es gelungen ist, schädliche Einflüsse (CO:-Ansammlung, O>-Mangel, zu hohe Temperatur, Alterszustand, oligodynamische Wirkungen, Lichtmangel) dafür verantwortlich zu machen: dieser unbekannte Faktor war Ursache, dafi die Untersuchung aufgegeben wurde. 8. Sogar eine Temperatur von 38° scheint von 17ianñea längere Zeit ohne Schaden ertragen zu werden. 9. Die unter |. angedeutete Methode der Koeffizientenbestim- mung wird für 30°/20° erprobt und ergibt in schôner Überein- stimmung 1.71. Zeist, im Dezember 1921. On Whorled Phyllotaxis. I Growth Whorls By J. C. Schoute. 1. Introduction. Besides my ,Beiträge zur Blattstellungs- lehre” which appear in this same periodical!, [| intend to publish a separate series of papers on whorled phyllotaxis. The aim of my researches will be a double one. In the first place they are a necessary complement of the general studies in phyllo- taxis. As Î pointed out beforehand? the wide-spread occurrence of whorls in flowers and in other parts of plants is not to be ex- plained by any theory of phyllotaxis given as yet. In the second place we shall never get a right insight into the morphology of the flower, which is still the base of systematic botany, unless we get a clear idea of the relations between spiral and whorled arrange- ments in the flower. It is now nearly a century ago that von Martius enounced the opinion that all floral whorls were in reality spirals. This view has since been shared by nearly all the leading mor- phologists!; and indeed the common case of a ?/; calyx is a very convincing argument. Nevertheless nothing is known of the way in which spirals are transformed into whorls, and it is indeed very difficult to under- stand this phenomenon. 7” L, Die Theorie, vol. X 1913, p. 153: II, Über verästelte Baumfarne etc., vol. XI, 1914, p. 95. rc 1912 p-219; 3 von Martius, Über die Architektonik der Blumen, Isis 1829, p. 335. 4 cf. e. g. L. J. Celakovsky, Über den phylogenetischen Entwickelungsgang der Blüthe und über den Ursprung der Blumenkrone II Sitz.-Ber. bôhm. Ges. d. Wiss. Math. Nat. CI. 1900 ITT; J. Velenovsky, Vergleichende Morphologie der Pflanzen, Prag 1905—1910, III p. 846. 185 The works of Schimper and Braun! contain a careful des- cription of the facts which they observed in the transition of spiral to whorled phyllotaxis as seen in the adult condition : an explanation of the phenomena, however, was not tried. AÏl whorls are described by them in terms of spiral construction; the case of alternating whorls of four members is considered to be a 14 phyllotaxis. Between the last member of a lower whorl (the cyclur) and the first member of a higher whorl (the cyclarch) the divergence is altered by the prosenthesis. Most authors on phyllotaxis have made the observation that the introduction of this notion of prosenthesis gave no explanation of the phenomena and that nothing was gained by it. Undoubtedly this 1s quite true, but when we carefully read the authors’ descriptions, we come across some valuable elements. In the first place we admire their thorough observation, the detailed statement of facts. They were the first to see that whorls do not always alternate? but can also be put together in a more complex way, of which many instances are described. But perhaps their most valuable contribution is the distinction they make? between ,,untere Wirtel’”, low whorls, oc- curring in the vegetative regions of the plant, and ,,obere Wirtel”, high whorls, in the inflorescences and in the flowers. According to the authors, the difference between them is, that pentamerous whorls in the vegetative regions are formed from a !/; phyllotaxis, whereas the higher pentamerous whorls are ?/; spiral constructions. {t is quite probable that the conception of the low whorls as being derived from a !/; spiral phyllotaxis will prove to be wrong; but that 1 K Fr. Schimper, Beschreibung des Symphytum Zeyheri und seiner zwei deutschen Verwandten der S. bulbosum Schimper und S. tuberosum Jaca., Geigers Magazin für Pharmacie Bd. 28, 1829, reimpressed in Heidelberg 1835 without the authors knowing; Al. Braun, Vergleichende Untersuchungen über die Ordnung der Schuppen an den Tannenzapfen etc., Nova Acta phys. med Ac. C. L.C. n. c. 15, 1831,p.19%6 : Al.Braun Dr. Carl Schimper’s Vorträge über die Môglichkeit eines wissenschaftlichen Verständnisses der Blattstellung etc., Flora, 18, 1, 1835, p. 145, 161, 172. ? Symphytum, l. c. p. 82, Tannenzapfen, I. c. p. 360, S. 99. 3 Tannenzapfen, p. 355, Vorträge, I. c. p. 164. 186 a hitherto unexplained difference between those two kinds of whorls exists, is in my opinion quite certainly the case, and a well-establis- hed theory of phyllotaxis should explain this remarkable difference. Schimper and Braun did not try to explain the phenomena they described: Braun especially was inclined to think that any further step after the description of facts was impossible as these phenomena were the expression of ideas inherent to the living plant. Schimper was obviously more bent towards physiological conceptions and he promised to go ;,tiefer ins Physiologische”” in his large work on phyllotaxis that was announced several times! but unfortunately has never been published. Since that time, many investigators have studied the phenomena of phyllotaxis and many attempts to explain them on a more or less physiological base have been undertaken; but it is very re- markable that these attempts hardly bore on whorled phyllotaxis and chiefly endeavoured to make us understand the cause of the predominance of the numbers of the Fibonacci series. Apart from a short paper of Goebel®, in which whorls are derived from spirals in a phylogenetical way, no definite study of whorled phyllotaxis seems ever to have been undertaken. This is the more surprising, as the whorled condition of phyllo- taxis offers a very tempting problem, which morphologists as well as systematists often must have come across. The said problem 1s as follows. Since Hofmeister® in 1868 rejected the spiral-theory of Schimper and Braun, and expressed the opinion that leaves originate in the largest space between two lower leaves, this so- called law of Hofmeister has been the base of almost all theories on phyllotaxis. If this law holds true, the place of a leaf is deter- mined by the position of two lower leaves, or if there are no lower leaves, by the boundaries of available space. Besides there may be various causes which act during the developmental stages of the 1 Symphytum 1. c. p. 119; Flora 18, 1, 1835, n. 39, ibid, p. 745. 2 K. Goebel, Morphologische und biologische Bemerkungen, 21, Scheinwirtel, Flore 1912, 105, p. 71. 3 W. Hofmeister, Allgemeine. Morphologie der Gewächse, Leipzig 1868. 187 leaf, which may affect secondary displacements, the so-called metatopies. When we now consider e. g. a pentamerous whorled phyllotaxis with regular alternation of the whorls, this must be understood in this way that every leaf of a whorl is determined in its position by the two nearest leaves of the lower whorl; in using the notation of Church! this may be expressed by denoting the system as à + 5. À ?/; calyx on the contrary must be a cycle of a normal phyllo- taxis of the Fibonacci series, and may be a | + 2 system with 1442 divergence. Floral morphology has taught as further that most floral penta- merous whorls, which are not discernible from a 5 + 5 system, must be derived from a 1-2 system, or at least from a system of the normal series. Now it is clear that a given phyllotaxis can originate as 5+5 or as | +2 but not as both at the same time. For a leaf the position of which has been determined by two lower leaves, cannot at the same time originate through the influence of two others; at the utmost the other leaves can afterwards cause a metatopy of the said leaf. The changes required to make a 5 +5 system out of a | +2 system arevery considerable, and so the following two questions may be put : Are all floral whorls really derived from spiral systems, or is it possible that there are two kinds of floral whorls, real whorls and altered spiral systems? The second question is: by what processes are the metatopies induced, which change a spiral system into a whorled one? In respect to the first question, it may be remembered that Eichler has tried” to make a distinction between real floral whorls and false ones. He considered as characteristics of the false ones that the members originate in a spiral order and show differences in bulk or other peculiarities, connected with the same spiral order, and that this whorls are generally not alternating, but superposed. As true whorls on the contrar y be considered those that are composed 1 A. H.Church,Onthe relation of phyllotaxis to mechanical laws, London 1904. 2 À, W. Eichler, Blüthendiagramme, Leipzig, 1875—78, part I, p. 8. 4* 188 of similar members, arising and developing at the same time, and alternating regularly. This distinction, however, was afterwards abandoned by Eichler: many whorls, which arise in spiral order, show afterwards no differences in any respect from real whorls, whereas other whorls, which arise simultaneously take afterwards the characteristics of the spiral system. Other whorls, which are both in their develop- ment and in their adult form undeniably spiral systems, not- withstanding alternate regularly. In all these respects Eichler found so many transitional stages that he was not able to draw a line between both forms, and three years later he was inclined to think that perhaps all floral whorls were contracted spirals!. This view, which has been shared, as mentioned above, by most morphologists, is still corroborated by the fact that leading author- ities in systematic botany hold the opinion that the whorled con- dition in flowers is in general younger, and that the original flowers had only spiral arrangements of their parts. In the above lines I hope to have made clear my double aim of consolidating the theory of phyllotaxis and of elucidating the floral morphology. For the solution of the problems alluded to, it will be necessary to begin to study the whorled systems in the vegetative regions and the inflorescences. For it is only in those regions that we can hope to meet clear conditions. In the flowers the whorls occur in so restricted numbers, and the succeeding whorls differ so much from each other, that the difficulties become too numerous. In the vegetative regions the conditions are much more stable, a given system may be traced over a good deal of organs, and so there is much more chance to gather some knowledge of the acting causes. As we shall see, in the vegetative region there are also different kinds of whorls. I will treat them in separate papers, and this first one will be devoted to a very clear and simple case of false whorls, that I have designed as growth whorls. 1 ibid. II p. XIV. 189 2. Lilium Martagon. Among the several species of the genus Lilium, there are some which are mentioned in the literature as having whorled leaves. In Engler und Prantl!, we find three of such species, viz. L. Martagon, L. canadense and L. superbum. Out of these three I have studied L. Martagon L. of which suf- ficient material grows in the Groningen Botanic Gardens?:; as we shall see below, the two other species, as judged from the figures and tables in the literature® generally show the same con- ditions. The shoots of L. Martagon are not throughout verticillate in all their parts. First the axis bears above the soil some singleplaced leaves ; then come nearly always two whorls of large crowded leaves : above these there are again some smaller scattered leaves, which are in their turn succeeded by the still smaller bracts subtending the flowers. The leaves of the two whorls, which are largest and most numer- ous, have obviously so much impressed the descriptive botanists, that very often the whole plant is said to have folia verticillata, in other cases however the scattered leaves above the whorls are also mentioned. The number of whorls in the Groningen plants was constantly two; or in very weak and not-flowering shoots occasionally only one; in Curtis? we find that one to three whorls may occur. The number of leaves in a single whorl may differ considerably: accord- ing to Curtis there may be from four to twenty leaves in a whorl. Two succeeding whorls in most cases do not contain the same number of leaves; they are in no respect regular, alternating whorls. On nine stems Î counted in the two whorls: 1 Engler und Prantl, Die natürlichen Pflanzenfamilien II, 5, p. 60, 61: Leipzig 1888. 2? Number 6844 of the Garden Catalcgue. 8 For L.canadense: Curtis’s Botanical Magazine, London XXI, 1805, tab. 800, XXII, 1805, t. 858, CI 1875, t. 6146, L. van Houtte, Flore des Serres. Gand, XI, 1856, t. 1174, XXI, 1875, t.2191, 2192. For L.superbum Curtis XXIV, 1806, t. 936, van Houtte X, 1855, t. 1014/5. 41. c. C. 1874, text to t. 6126. 190 Shoot Number of leaves Shoot Number of leaves De first whorl second whorl | 7°: first whorl | second whorl ] 13 12 6 15 11 7 13 | 13 7 15 15 3 13 | 13 8 15 21 4 13 15 9 19 20 5 13 20 . - —- The same peculiar heteromery seems to occur in the two other Lilies, mentioned above; one of the figures in Curtis! shows a shoot of L. canadense with three successive whorls of 6, 3 and 4 leaves; and a specimen of L. Superbum in the Groningen her- barium? has two successive whorls of 10 and 8 leaves. There are however also cases, viz. in L. canadense, in which no whorls occur at all, but all the leaves are scattered on the shoot: this appears from the description (foliis sparsis et verticillatis®) and from a figure’. From the foregoing it would seem, as if we had here a peculiar whorled phyllotaxis, which was not to be explained further in any way. À closer examination however, soon shows, that this whorled condition has arisen from a normal spiral phyllotaxis in a very simple and conceivable way, viz. by a very unequal growth of the parts of the stem between the leaves, some remaining undeveloped, whereas others attain a considerable length. To give an adequate idea of the position of the leaves on a whole shoot of L. martagon, 1 have drawn fig. 1, which gives a represen- tation in > natural size of the above shoot no Î, divided into six successive parts. In the middle of each part a dotted line marks an orthestichy of the stem (which was in reality a little twisted, in an irregular way, but which showed by the course of its fibres how the original orthostichy was to be followed). 1]. c. XXI, 1805, t. 800. 2 from Biltmore Herbarium, 2651 b. 3 Curtis 1. c., CI, 1875, t. 6146. Fieole Lilum Martagon, surface of shoot with leaf-scars 5 nat. size. For explanation see text. On both sides of this orthostichy the leaf-scars are drawn; the original drawing was in natural size. Those leaf-scars that lay on the opposite side of the stem, were represented twice, on the left and on the right; at last the straight lines at both sides of each part were drawn!. This figure will show that the five leaves, standing below the first 1 Asthe shoot was notofthe shape of a regular cone, but diminished in diameter es- pecially above each of the whorls, these lines should properly have had another course, 192 whorl, are placed in a common right-winding spiral! with a diver- gence of nearly 135° (1—5 is nearly 3602-1800 — 5402). These scars are numbered in the figure according to this spiral. The leaf- scars of the first whorl appear not to form one single transverse row, but are placed at different levels. They even form clearly parastichies, and when we count these, there appear to be three in a right direction and five in a left one. These scars can therefore be numbered without any reference to the lower leaves, and when we do so, they form not only a phyllotaxis exactly of the same kind as leaves 1—5, but also their first member is the one (indicated in the figure as number 6), which stands just in the position it should have, if the whorl is the continuation of the phyllotaxis of the lower leaves. The second whorl shows just in the same way three right-hand and five left-hand parastichies, and an independent numbering of these leaves shows that their first number is the one indicated as 19: this one has the right place in connection with the position of the highest member 18 of the preceding whorl. Above the second whorl there are eight scars of scattered leaves. The first of them, 31 lies in the position it should have, as following from the position of the last number of the second whorl. The numbers 34—38 also lie in the expected situations, there is however a certain anomaly in the position of 32 and 33. It is true there are two leaf-scars on the orthostichies were 32 and 33 should be, but they are not in accordance with the expectation in so far, that 32 is without any doubt placed higher on the stem than 33. There is however no reason to change their numbers, for then the whole regular spiral would be disturbed. Especially when we consider that the bracts numbers 39—49 have such positions, that they form the direct continuation of the same normal spiral, we cannot avoid the conclusion that here is a certain metatopy, or that the internode between 32 and 33 has a “negative length” of 0.7 cm. From all this follows that the shoot under consideration has throughout one 1 The direction of the spiral is taken as in most botanical works: right is ascen- ding to the right as seen from the axis of the stem. 193 and the same normal Fibonacci phyllotaxis; this phyllotaxis appears undisturbed at the beginning (the first 5 leaves) and at the end (the bracts); in the middle part there are two kinds of deviations. The first and for us the most important kind results from a very peculiar growth of the stem; the internodes above leave 5, above leave 18 and above leave 30, are stretched considerably, those between the leaves 6—18 and between 19—30 are hardly developed at all. As a result of this peculiar way of growing two agglomerations of leaves are formed, which are by no means true whorls, but which are sufficiently like whorls as to have always been described as such. The second kind of deviation is the metatopy in longitudinal sense, À certain leaf-scar may grow up to a level, higher than that which would correspond to its order of sequence in the original phyllotaxis. This metatopy is only slightly represented here; if it had been more developed, the present investigation would have been much impeded. Differences of the same kind, but much smaller, are to be seen between the leaves of the two whorls; so 7 was placed a little below 6, 12 below 11, 20 below 19, 23 below 22. The other shoots of the same species | examined, showed in every respect quite analogous phenomena. A second stem, number 6 of p. 190 with a quite regular left-hand spiral, will be sufficiently described by giving the lengths of the successive internodes. Internode above leaf Z | 3 | 4 | D'INGLE 7 IR STI OALTE Length in mm 13 | 48 | 6 |61 | 53 2721820157. | 884103 Internode 11 112 113 114 115 116 |17 |18 |19 |20 |21 Length IRON ER IE ONE EMI ET 22 NI Internode 22 | 23 | 24 |25 126 | 27 |28 |29 |30 |31 |32 Length OS NI27 22 9) INI NI | 2 |-1 Internode 33 |34 |35 136 | 37 |38 | 39 | 40 | 41 |42 | 43 Length 2 | 21110146 | 9 132 131 | 4 134 |12 |117 Intenode |44 |45 |40 |47 |48 |40 |50 |51 |52 |53 |54 Length | 14 2220181 1241264129 0137 19 [12 19 115 194 The whorls are formedby 10—24 and 25—35; the adjoining internodes are very long, just as the internode between the last sterile leaf and the first bract. AII this is exactly as in the first specimen. The leaves 36— 43 were sterile, 44—54 floriferous bracts. À third specimen with again a just as regular right-handed spiral showed also similar conditions: Internode above leaf 112153 MAIN GE 07 RS PRO IATE Length än mme 157120151151134/1081 641-2100 ltermode 11112113! 141151 16! 17! 18 191 20! 21 Lost 2 ol tb2lol 11 rer 510 ntecnode 22| 23| 24| 25| 26| 27| 28| 29| 30! 31 | 32 RS 1[ 0) 2]-1] 2] 1] 0! 1] 0! 1| 2 Internode | 33| 34| 35 36| 37| 381 39 | 40] 41 | 42] 43 Length 1111147814! 25| 81-81! 80!-14/151 | 16 Internode | 44| 45) 46| 47] 48) 49) 50! 51| 52| 53] 54 Lénath L10|16]23]| 24] 2/21] 18) 14| 18] 8| 20 The first whorl is here 8— 20, the second 21—33, the sterile leaves were 34—42, the bracts 43—54. In the zone of the sterile scattered leaves there are here three ,, negative inter- nodes”, but apart from this, the most striking feature in the given figures is the close similarity to those of the two preceding stems. Considering the objects them- selves, it is impossible not to recognize the regular spiral phyllotaxis, out of which the whorls are formed, the first leaf of the whorl lying just in the position pres- cribed by the lower leaves. This kind of whorl, which simply arises by a peculiar kind of growth of the axis may be called growth whorls. The idea, that whorls may arise by excessive growth of certain parts of the axis is by no means à new one. In the introduction I have already pointed out that Schimper and Braun took all whorls as contracted spirals and Delpino devoted several chapters of his ,, Teoria generale della fillotassi”? to the ,,sviluppi interno- dali regolari ritmici””? that gave rise to false whorls. In all these cases, however, it was mere speculation without any conclusive evidence of the truth of the enounced opinions. 1 Atti R. Univ. di Genova, Vol. 4, p. 2, 1883. 2 ]. c. p. 295—304,. 195 They described the resulting whorls as quite regular; the partial growth of the axis should therefore have set in at a very early stage and the members of the future whorl should have been so little developed as to be still liable to be arranged in a regular whorl. Ït is very probable that in many plants this may be the case, but as yet it has nowhere been proved. In the above considered case on the contrary, the growth of the axis is not altered before the primordia of the leaves are well devel- oped; the arrangement of the numbers of the ,,whorl’”’ remains the same, and the original phyllotaxis may easily be read even from the adult condition. The distinction between growth and other whorls is not identical with the familiar distinction between true and false whorls. Growth whorls are a kind of false whorls, but it is by no means sure that the other whorls are all of the same kind and are all to be termed strue whorls”. 3. Ferula thyrsiflora Sibth. et Sm. In this umbelliferous plant we shall come across a case of whorled phyllotaxis, that shows the greatest analogy to that of Lilium Martagon just des- cribed, in the higher cauline leaves and the lower bracts of the shoot. The inflorescence of Ferula of course is a compound umbel: but this compound umbel is only part of a much larger mixed inflorescence, which might be called a compound raceme (panicle) of compound umbels, in which in main axis and first order of lateral axes the bracts are placed in more or less regular whorls. Of these shoots! [ examined 5 specimens. Of the main axis of one of these I made fig. 2, in the same way as in which fig. | of Lilium was drawn. The first four leaves show clearly a left-hand ordinary spiral, the leaves 5—8 are already contracted into a kind of whorl; 9—11 however show the same left-hand spiral and are just placed in the spots required by that spiral. Leave 12—18 form again a conglo- merate; 14 and 17 are placed somewhat higher than the rest. When we follow the ,,genetic’”’ spiral, we come across some ,,negative” 1 From no. 8971 of the Garden Catalogue. : 196 internodes here; 14 is placed 9 mm higher than 15'and 17 10 mm higher than 18. np r-- | | Il 2, 21. : Fe 20222 26 5554 56 I Prerirere 36: 3537/*? I | Û | | | | | I | vi 10 | | | 192 | 19 Ÿ | 31335032 54 9 vertes 281 272 | . [ | | : | | | | 17 | — me | # 8 114 LACS De M 5 | DL É Bar! 12 : l | . | Ù | | (l . | | | | x | 23 al 214 + *« 12224126 RE en Mu D. Jalerdes Fig. 2. Ferula thyrsiflora, surface of shoot with leaf-scars ?/, nat. size. Leaf 19 stands solitary, on the place to be expected from the spiral; but 20—26 and 27—34 form very obvious whorls of the ». … sf dé 197 same kind as those of Lilium Martagon., In these whorls there are clearly three left-hand parastichies to be seen; the numbers of leaves in them are too small to show the five right-hand parastichies, and the two right-hand are neither very clear. But it is not be denied that even in those whorls a Fibonacci phyllotaxis with left-hand spiral is incorporated. Ât the end of the stem, there was a terminal compound umbel, with 22 little umbels. These could all be numbered very regularly according to the same normal spiral. Only 13 of them, 35—47, arose from the axils of small bracts; the innermost 9 had no bracts at all, By the smalness of the top of the main axis it was not possible to render this part of the shoot in the figure at the same scale as the rest; the internode under the terminal umbel, which had a peri- phery of only about 6 mm was represented in the original figure with the same periphery of 14 mm as the lower parts; the position of the small umbels was partly plotted by construction. The bracts of the umbels are only indicated by small vertical lines. This shoot shows us, that the whorls of bracts of Ferula thyrsi- flora may arise in the same way as those of Lilium Martagon as growth whorls. The existence of a true normal Fibonacci spiral is clearly established by the regular arrangement of the umbels in the terminal compound umbel; the whorls themselves show three left-hand parastichies, so that there can be no doubt in that respect. The four other shoots of the same plant ÎÏ examined, showed generally similar conditions. Two of them had quite regular terminal compound umbels, as the one described, the position of the leaves and the bracts on the shoot was much of the same order as in the previous specimen, only still more regular in so far that they did not exhibit any ,,negative”’ internode of the stem. The fourth and the fifth shoot were somewhat less regularly built. The terminal compound umbel of the fourth was composed of 17 rays, which were not quite regular in position and development. They might be numbered as 34—52 but the numbers 50 and 51 were absent; another anomaly was that 41 was only developed as a single flower, not as an umbel, while 49 which was placed be- hind 41 was an umbel again. The leaves and bracts on the shoot showed also more deviations from the regular position, as they had several ,,negative* internodes, one of them of 65 mm length. The fifth specimen was the most irregular; the ,,nega- 198 tive” internodes were numerous and large, and the terminal compound umbel, which was small and weak, was built of a mixture of single flowers and umbels of various size; it could not be numbered with any certainty. Here follows a survey of the lengths of the internodes of this shoot. Internode above leaf Il 2 30144 5 6 7 8 | 9 Length in mm: 32 46 70 A | 64 | 41 |-—33 | 109 |—75 Internode 0e 42 | 13: Li 55 ie lie et 80 | 91 |—8| 45 |-37 | —8 | 45 |-36 | 155 internode | 00 ont) m2 estate 26 | 2 Le 1| 0133 [131 | 2 | 134 |-56 | 57 | 3 frernale (28 | 29 | 20 | 31132 SV SEE RS 2 PSS fe fe se ES Although the metatopies were very considerable the divergence of the leaves and bracts was still quite normal. By the peculiar distribution of the growth of the stem, the position of the leaves becomes: 1—3 scattered, 4 and 5 near together, 6 and 8 near together, 7 and 10 at the same level, 9 and 11 near together, 13 and 16 at the same level and very near a second group composed of 12, 15 and 18; 14 and 17 together; 19, 20. 21, 23 and 24 together, 26 single, 22, 25 and 27—37 allin one conglomerate. The terminal compound umbel followed close on 37 and was evidently much weakened by the development of 13 strong lateral axes just below it. The foregoing observations lead us to the conclusion that in Ferula thyrsiflora the original phyllotaxis of the leaves of the shoot is a normal one of the Fibonacci series; in some cases more regular, in others less. By a process of ver y unlike distributed growth of the different parts of the stem, the leaves are divided in single leaves, pairs of leaves and greater conglomerates; especially higher on, in the upper half of the shoot some true growth whorls are formed in this way. This process has nothing to do with the original phyllotaxis; whether this was a regular one or not the terminal umbel will show in un- altered fashion, as the elcngation has not taken hold here. This growth does not always take place in a certain internode or in some internodes; it is simply a transverse zone of the stem between the originally crowded leaves that stretches itself beyond measure. 199 The ,,negative” internodes of the stem may be so explained that this zone may be oblique and may pass over a higher and under a lower number of the original phyllotaxis. This is only a new proof for the thesis, already held by Braun! that the distinction between node and internode is only valuable in the case of the simple terms of the phyllotaxis series, but that in the higher terms, as scon as several leaves are inserted on the stem side by side, the distinction looses its significance. 4, The inflorescence of Primula. Itis a well known phenom- enon in several species of the genus Primula, that the inflorescence, instead of forming a single umbel, has two, three or more distinct zones each with numerous flowers. These zones are sometimes called superposed umbels, in other cases they are designed in the literature as whorls. À simple investigation was sufficient to show that in these in- florescences we have without any doubt another case of the same growth whorls as described of Lilium and Ferula. À species Ï examined was Primula Bulleyana Forrest?, from the Groningen Botanical Gardens. Just as in the former cases, the numbers of the flowers in the succeeding whorls did not show any correlation; so in ten inflorescences | counted: TT IERSS Numbers of flowers in the cence {st Ind au 4th 5th | 6th |7th whor! ] Bee C2 À 8 82 ES 2 10 9 | 3 11 MONAI:S20INT 14 4 5 12 5 13 15 15 14 13 6 7 14 Gr Ag 20 | 7 Il 15 14 | 14 Lirgrh ei 9 8 8 11 10 14 5 Du LEE | 9 8 15 14 10 14 10 8 il hab ste li 1 Tannenzapfen, |. c. p. 345. 2 No. 11493 of the Catalogue. 200 In the different whorls the insertions of the flowerstalks are not at the same level: in fig. 3 a representation is given of the position of the flowers in the first inflorescence from the above tablet, In every whorl of the living object five left-hand parastichies and eight or three right-hand ones were very conspicuous; in the drawing they are also to be seen. Every whorl could therefore be numbered quite independently; in the figure the lowest and the highest numbers are indicated. In all the whorls the lowest number was just placed at a normal divergence from the highest member of the foregoing whorl. It is therefore clear, that the bracts sub- tending the flowers have been formed in a normal phyllotaxis, and that the appearence of superposed umbels has arisen from the some partial elongation of the main axis which was the cause of the growth whorls described above. Other P.-species show similar conditions,such as P.imperialis Jungh., P. Kewen. sis and P. obconica. In P, sinensis two inflorescences with 4 and 5 growth whorls showed the following numbers of flowers in the whorls: 5, 6, 7 and 4 in the one and 3,6,6, 4 and 6 inthe other specimen. Theparastichies of the insertions of the flower- stalks were not clear, owing to the small number of stalks in a single whorl; the character of growth whorls was however quite evident from the variability of the number of flowers in the whorls. 5. Polygonatum verticillatum. Aug. 1921 I collected on Mount Pilatus in Switzerland a number of shoots of Polygonatum verticillatum. In every shoot a scar of a stem-clasping bract was to be seen at the base; higher up there were from one to seven whorls of ordinar y leaves. None of the shoots was flowering. The whorls themselves presented in some respects a close analogy to those of the three cases mentioned above: in other respects, however, there were differences. The table below gives the number of leaves in the successive whorls of the collected shoots. In some of the specimens the suc- cessive whorls are quite unlike in number of leaves, e. g. number 17, 1 In each whorl the differences in height of the insertion are exaggerated; and since no attention has been paid to the diminishing diameter of the tapering main axis, the lateral distance of the members of the higher whorls is drawn too large, …"srêtaet ins 201 Fig. 3. Primula Bulleyana, surface of flowershaft with scars of bracts ?/, nat. size. 202 Polygonatum verticillatum Sh Number of leaves in Sh Number of leaves in oot à oot K ; the successive whorls the successive whorls 1 3, 6 12 340 2 4, 4, 4, 4, 4,8 13 3, 6 3 6 14 SENS 4 57) 15 8 5 3 152 16 4, 7 6 4, 2,6 17 3122297 7 6 18 4, 4, 8 8 3,1, 19 4,23, 0 9 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4 20 4, 4, 4, 4 10 6 21 39, 7 11 3, 6 22 DD AO in others as 9 and 20 all whorls have the same number of leaves. On closer examination this curious contrast was readily explained :; the shoots in question had without exception originally a whorled phyllotaxis with trimerous (numbers 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 21) or tetramerous whorls (numbers 2, 9, 18, 20, 22). The growth of the stem had however not taken place in the usual way, so as to separate the successive whorls from each- other, but in many cases one or two leaves of a certain whorl re- mained attached to the lower or the higher whorl. The mutual posi- tions of the leaves in the so resulting agglomerates were quite unaltered, so the real status was easily recognised. At the top of most shoots two whorls were placed together; only in a minority there was one whorl, while in others the terminal agglomerate contained not strictly two whorls, but one or two leaves more or less. The numbers 1, 11, 12, 13, 14 had three trimerous whorls, the highest two of which were combined in a terminal agglomerate; the numbers 3, 7 and 10 had only such an terminal agglomerate. Of the tetramerous shoots number 2, 9, 18 and 20 need no ex- planation, they were perfectly regular tetramerous, with two com- bined whorls or a single one at the top. 203 The other shoots were all more or less different from the normal scheme, they showed the following conditions. Number 4 had one trimerous whorl, an agglomerate of two regular alternating trimerous whorls and in the centre of this agglomerate one odd leaf. Number 5 had one regular trimerous whorl, then one single leaf, placed between the orthostichies of two leaves of the lower whorl, and then a terminal agglomerate, consisting of two leaves which formed a complete trimerous whorl with the lower single leaf, two regular alternating trimerous whorls and lastly one single leaf in the middle, in the position ot one leaf of an alternating trimerous whorl. Number 8 had one normal trimerous whorl, and a terminal agglomerate of one reguiar trimerous whorl and one of two leaves; the last standing in the position of two of the leaves ot a trimerous whor!. Number 15 with only a terminal agglomerate of 8 leaves was by no means tetramerous, but had two regular trimerous whorls and a third whorl of two leaves, standing in the position of two of the leaves of a trimerous whorl. Number 16 was also trimerous, the lowest whorl consisted of a regular trimerous whorl with the addition of one leaf, placed somewhat higher between two of the three: the terminal agglomerate at first contained two leaves, forming a second trimerous whorl with the odd leaf below, and further on a third trimerous whorl and two leaves of a fourth one. Number 17 possessed one basal trimerous whorl, a second which was divided into one single leaf and two placed together higher on, then a third regular whorl and a terminal agglomerate of 3--3+ | leaf. Number 19 had a lowest whorl of 3+1, then two leaves forming a regular alternating whorl with the lower odd leaf; the rest was regular trimerous. Number 21 was quite regular trimerous, except a seventh odd leaf in the centre of the terminal agglomerate. Number 22 was just as regular tetramerous, only one leaf of the second whorl was displaced to the first whorl. From the foregoing our conclusion must be that P. verticillatum has originally a whorled phyllotaxis with crowded whorls; that when elongation begins it takes hold in many cases of the internodes between the whorls, and a regular whorled condition is arrived at, in other cases the elongated parts of the stem are other irregular oblique zones, and the result is that the numbers of the whorls seem to te changed. The term growth whorl may quite well be applied to this case; the peculiar distribution of growthis here quitethe same as in Lilium Mar- lagon, it is only applied to another preexisting arrangement of leaves. 5* 204 6. Elodea. The common Waterthyme, Elodea canadensis is well known for having trimerous whorls of leaves: one would therefore think it out of place to treat this plant here. There are however in Ælodea sometimes slight deviations from the normal whorled condition, just in the same way as those des- cribed in Polygonatum. Eichler describes in his ,,Blüthendiagramme”! that the flower arises in the axil of a leaf of a tetramerous whorl, which is followed on the main axis by a dimerous one: the mutual position of the leaves is so (cf. fig. 40 B), that the lower tetramerous whorl consists of a trimerous one with one supernumerary leaf, taken from the next higher whorl, of which remain only two leaves. In not-flowering vegetative axes the same phenomenon will sometimes occur without any flower or axillary shoot; a growth whorl of 3+ 1 leaf is followed by another of 2 leaves. More clearly the some phenomenon is showed by E. densa Casp. of which I studied some shoots out of our botanical gardent. Here the axillar y buds never occur in the axil of a leaf of a normal whorl, but where a bud is present the whorl in which it occurs is always united to the whorl below. In trimerous shoots the whorl gets in this way six members, in tetramerous shoots eight. In numerous cases slight irregularities are added; instead of a double whorl of six leaves we find e. g. one of 3+-2 leaves, while the next one counts 1+3: or instead of three tetramerous whorls there are developed two of 4+3 and 1+4 leaves. In these cases the original alternation of the whorls is always retained; the first growth whorl consists of one regular tetramerous whorl and three leaves placed clearly over three of the four spaces; the next growth whorl then contains one lower member, falling over the fourth space, and an alternating regular tetramerous whorl. On a much smaller scale we have therefore just the same pheno- menon as in Polygonatum; we may say that Elodea has ordinary whorledleaves, withaslighttendencytotheformationof growth whorls. 1 Eichler, I. c., I p. 92. 2 No. 11057 of the Catalogue. 205 7. Discussion. The here described cases have all this in common that a stem with originally crowded leaves is divided by an unequal growth into bare and into leafbearing parts. These leafbearing parts assume in this way a certain resemblance with whorls, and in some cases they have been described in the literature as whorls. It is clear that these formations, to which we have given the name growth whorls are to be considered as a kind of false whorls, and that nothing is yet said about the nature of true whorls nor of other false whorls, as they occur in flowers. But it seeris to me that before the problem of whorl-formation in the vegetable kingdom can be properly taken in hand, it will be useful to seclude from the rest of the whorls the formations which have been described here and which form clearly a kind of secondary transformations, originating only late in the development of the shoot. As to the way in which this distribution of growth is determined I can give no indications as yet; we may perhaps make only the following remarks. In the Umbelliferous plants the formation of the umbels depends upon a stunted growth of the internodes between the rays; the growth whorls of the leafy stem of Ferula may therefore have arisen from a mixture of the factors that cause the ordinary growth of the internodes of the stem and of those that cause the stunted growth in the umbels; it would therefore be à partial spreading of a factor, that ordinarily only acts in the inflorescence, to the stem. In Primula we have in the same way the contrast between the vigourous growth in the majority of the species of the basal part of the flowershaft and the stunted growth in the terminal umbel: in most species these two processes are quite separated and the result is a single umbel. In others they are intermixed as we have seen, so that they form growth whorls; a third category is formed by those species as P. acaulis, where there is no flowershaft at all (,,scapus nullus”) but only a sessile umbel between the leaves. It is clear however, that these considerations give not yet the explanation of the phenomena, and in the other cases not even this partial comment can be given. 206 About the distribution of growth whorls among plants nothing is to be said with certainty as yet. But it is not improbable that growth whorls will prove also to be present in several other plants. À similar case is described byDrude for Styphelia verticillatai, the whorls of it ,,stellen in Wirklichkeit nur dicht gedrängte Spiralen mit zwischenstehenden, lang-blattlosen Stengelgliedern vor”, so that the ,,Blütenähren zahlreich aus mehreren, wie Stockwerke über- einander gebauten Scheinquirlachseln gleichzeitig hervorbrechen.”’ 8. Summary. À bud with a crowded number of foliar primordia, may develop into a shoot with more or less defined whorls of leaves by the simple growth of certain zones of the stem, while other zones remain short. This kind of whorl is heteromerous and the leaves in a single whorl are not equidistant, and not placed all at the same level, but their insertions show more or less clearly the parastichies of the original phyllotaxis. The above described whorls are termed growth whorls and regularly occur in Lilium Martagon, Ferula thyrsillora, in several Primula spp., in Polygonatum verticillatum and probably in many other plants. Groningen, Botanical Laboratory of the State University, Dec.1921. 1 Engler u. Prantl, Die natürlichen Pflanzenfamilien IV, 1, 68. PR Über den Bau der Leitungsbahnen im Knoten der Monokotylen. Von Anna Haga. (Aus dem Botanischen Laboratorium der Universität Groningen.) Einleitung. Bekanntlich haben die Untersuchungen des Gefäfbündelverlaufs der Monokotylen gezeigt, dafi die Gefäfibündel aus dem Blattgrunde in den Stengel eintreten, sich umbiegen und sich in ihrem Verlauf abwärts langsam der Peripherie des Zentralzylinders nähern, wo sie sich mit Gefäfbündeln anderer Blätter verschmelzen. Für das Problem der Leitung von Wasser und Nährstoffen in den Pflanzen sind die Kenntnisse des Gefäfbündelanschlusses von Be- deutung. Die Vereinigung von Gefäfibündeln ist ôüfters, für Zea Mays besonders ausführlich von Strasburger!, beschrieben worden; da aber Zeichnungen und Beschreibungen von Präparaten fehlten, habe ich diesen Punkt näher untersucht. Ich kann sogleich vorwegnehmen, dafi der Hauptsache nach, Strasburgers Beschreibung zwar bestätigt, aber in mancher Hin- sicht ergänzt wurde. Untersucht wurden Pinanga patula, eine Palme, Tradescantia repens und Zea Mays. Bei dieser Untersuchung habe ich Gelegen- heit gefunden den Anschluf der GefäBbündel der Achselknospe und 1 Eduard Strasburger. Über den Bau und die Verrichtungen der Leitungs- bahnen in den Pflanzen. Jena, 1891, S. 353. 208 Nebenwurzel zu verfolgen. Bei diesen drei Pflanzen wurde im ganzen dasselbe Resultat erzielt, weshalb ich mich auf die Beschrei- bung der Untersuchung bei Zea Mays beschränken werde. $ 1. Der Bau der Leitungsbahnen im Knoten von Zea Mays. Wie bei den meisten Gramineen findet man im Knoten auch bei Zea Mays im Stengel wie an der Basis der Blattscheide eine inter- kalare Wachstumszone. Der Grund der Blattscheide zeichnet sich in besonderer Weise aus. Er erscheint schon dem blofien Auge heller gefärbt und ver- liert die vorspringenden Rippen, so daf er ganz glatt wird. Die ana- tomische Untersuchung lehrt, daf innerhalb der glatten Zone die hypodermalen Sklerenchymfaserstränge der Blattunterseite ver- schwunden sind, womit auch die vorspringenden Rippen verloren gehen. Gleichzeitig haben die Gefäfibündelscheiden an Stärke ge- wonnen, sind aber kollenchymatisch geworden. Die oberhalb dieser hellen Zone befindlichen schraubenfôrmig verdickten, netzfôrmigen und getüpfelten Gefäfle erhalten innerhalb der Zone, statt dieser Verdickung, isolierte Ringe. Âhnliche Veränderungen finden sich auch im Stengel, in der Krümmungszone der Internodien, wie von Strasburger in seinen ,,Leitungsbahnen” beschrieben wurde. Schon Falkenberg hat angegeben, daB bei Zea Mays zweierlei Systeme von Gefäfbündeln angetroffen werden. (Fig. 1.) Die Gefäfbündel #, die Hauptbündel, welche das erste System bilden, zeigen den bogenfürmigen Verlauf im Stengel, die anderen, die Nebenbündel #, die das zweite System bilden, sind später ent- standen, gehôren aber dennoch demselben Blatte an. Diese Bündel vereinigen sich bald nach ihrem Eintritt in den Stengel mit den 1 loc. cit. pag. 342. L 209 An \ Fig. 1. Schematische Darstellung des GefäSbündelverlaufs im Stengel von Zea Mays nach Falkenberg : Vergleichende Untersuchungen über den Bau der Vege- tationsorgane der Monocotylen. Stuttgat 1876. h, — Hauptbündel, n. — Nebenbündel. Gefäfbündeln der Peripherie. In der Mitte eines Knotens sieht man auf Längsschnitten schon mit blofem Âuge zwei zarte dunkle Linien m.]. (Fig. 2.) Für die Untersuchung wurde ein 8 mm langer in Zelloidin ein- gebetteter Knoten, ohne Achselknospe, mit dem Schanze’schen Schlittenmikrotom in Querschnitte von 50 w zerlegt. Es war nun mëglich, in den aufeinander folgenden Querschnitten 210 dieselben Gefäfbündel zu unterscheiden und dasselbe Bündel in den mittels des Prismas gemachten Zeichnungen, mit derselben Zahl anzugeben. Tafel VI, Bild 1 zeigt den ersten Querschnitt 4 mm oberhalb der genannten Linie m.l.; man sieht die Epidermis ep, welche das Gewebe der Scheide von demjenigen des Stengels trennt. Auferhalb dieser Epidermis, also im Gewebe der Scheide, liegen sechs verschieden starke GefäBbündel; diese befinden sich in der interkalaren Wachstumszone. Von diesen sechs Gefafbündeln sind drei hhh die grüfieren, sie liegen der Epidermis näher und haben an der Aufenseite grofie Kollenchymbelege, während die drei kleinen nnn ganz von Kollenchym eingeschlossen sind. Fig. 2. Schematischer Längsschnitt durch einen Knoten von Zea Mays. m. | — Mittellinien. Oberhalb dieser Linien, bei o findet die Vereinigung des Gewebes der Scheide mit demjenigen des Knotens statt. Die Parenchymscheiden dieser Bündel sind auf diesem Bilde nicht deutlich zu sehen, besser aber auf dem zweiten Bilde. Auf dem ersten Bilde sieht man innerhalb der Epidermis im Stengel- gewebe eine grofie Zahl Blattspurstränge, welche sich hier in der Nähe der Wachstumszone noch nicht differenziert haben. Sehr deutlich zeigt dieses Bild, daf die seitlichen Gefäfe noch dünnwandig sind. Von diesen Gefäfibündeln bilden die am weitesten nach aufen gelegenen eine der Epidermis parallele Reihe reduzierter, aus Phloem und dünnwandigen, getüpfeiten Gefäflen bestehender GefäBbündel, umgeben von dünnwandigem Prosenchym. Die nächste Reïhe ent- hält weniger reduzierteGefäfBbündel, welche aus Phloem, zwei dünn- wandigen, seitlichen Gefäfien und medianen Spiralgefäfien bestehen. PvP u ns rs LL. 211 Das zweite Bild, Tafel VI zeigt einen 2 mm oberhalb der Mittel- linien gelegenen Querschnitt. Die auf dem ersten Bilde sichthare Epidermis ist verschwunden: die Vereinigung von Blatt- und Stammgewebe hat also stattgefunden. Die zwei Bündel nn ent- sprechen zwei der in gleicher Weise angedeuteten Bündel des ersten Bildes. Sie vereinigen sich ein wenig weiter nach unten mit den nächstliegenden Bündeln ppp, welche die peripherische Gefäf- bündelreihe bilden. Zahlreiche Verschmelzungen zwischen den letztgenannten Bündeln haben ihre Anzahl und Grôfle geändert. Sie sind von Sklerenchym umgeben, ganz wie die nach aufen ge- legenen Bündel 2 und #, wo sich jetzt statt Kollenchym Skleren- chym findet. Auf die Gefäfibündel nn folgen nach der Mitte des Stammes zu, die Bündel hh, als Fortsetzung der Bündel hh des ersten Bildes; ihre Richtung ist eine schräge geworden. Die zwischen Gefäflbündel und Sklerenchym gelegenen und durch zwei Pfeile angedeuteten Parenchymscheiden zeigen sich als helle Linien. Sehr auffallend ist im Vergleich mit dem ersten Bilde hier das geänderte Aussehen der mehr nach der Mitte zu gelegenen Gefäf- bündel. Schon die Form des Bündels hat sich in vielen Fällen durch tangentiale Verbreiterung geändert: die Anzahl der Phloemgefäfie hat sich vermehrt, und anstatt der zwei seitlichen Xylemgefäfie zeigen sich mehrere mediane Gefäfie. Ein solches in mancher Hin- sicht stark von den normalen Fibrovasalsträngen von Zea Mays abweichendes Gefäfbündel zeigt in stärkerer Vergrôierung das Bild III, Tafel VIT. Hier ist die tangentiale Verbreiterung des Bündels deutlich zu sehen. Es gibt aber auch Bündel mit radialer Verbrei- terung, wobei das Phloem vom Xylem allseitig umgeben wird und wo ein amphivasales Bündel entsteht. Diese eigentümlichen Ânde- rungen in Gestalt und Zusammensetzung hangen mit der Bildung von Querverbindungen mit den schräg nach innen verlaufenden Bündeln zusammen. Auf dem Bilde IV, Tafel VII sind diese Querverbindungen an ihrem horizontalen Verlauf leicht zu erkennen. Rechts oben in der Ecke zeigt sich bei p noch ein Teil der peripherischen Gefäfibündel- 212 reihe. Auferdem ist ein Gefäfbündel des zweiten Kreises ange- deutet worden als 1, eines des dritten Kreises als 2 und eines des vierten Kreises ais 3. In der Mitte bei hhh finden wir die Fort- setzung der in gleicher Weise angedeuteten Bündel des Bildes II, welche also in den Zentralzylinder tief vorgedrungen sind. An beiden Seiten des nach der Mitte des Stengels gerichteten Teiïles jedes Gefäfbündels hhh konstatiert man zwei kleine Bündel. Diese Bündel stellen sich heraus als der Länge nach verlaufende Ver- bindungen, weshalb sie in der schematischen Figur 3, worauf schon jetzt hingewiesen wird, als / angedeutet werden. Die Querverbindungen zwischen den Gefäfibündeln 1, 2, 3 und / zeigen sich auf dem Bilde als nahezu horizontale Bündel. Sie entstehen, wie das Studium der sukzessiven Querschnitte lehrt, in folgender Weise. Ein Teil jedes Bündels |, 2 und 3 zweigt sich ab und biegt sich rechtwinklig um, geht horizontal nach innen: sie bilden zusammen /, nachdem sie sich nochmals umgebogen haben, wie dies schematisch Figur 3 zeigt, und vereinigen sich etwas tiefer im Knoten mit dem abwärts sich biegenden Bündel h; cf. Bild IV, Tafel VIL rechts oben. Mehrere Einzelheiten dieser Verschmelzung gibt Bild V in 200- facher VergréBerung. Bei ps ist die Parenchymscheide mit den tan- gentialen Wänden senkrecht zur Richtung des Gefäfbündels: die Ring- oder Spiralgefäfie sind schief durchschritten worden. An der Phloemseite des Bündels zeigen sich schon die ersten Elemente der Sklerenchymscheide, sehr deutlich ist links in der Ecke das Xylem der oben beschriebenen Querverbindungen mit ihrer Wandverdickung. Das Phloem und Xylem des kleinen Gefäf- bündels / verbindet sich mit dem Phloem resp. Xylem des schräg emtretenden Bündels À, wodurch die Verschmelzung zustande ge- kommen ist. Nach der Vereinigung verringert sich die Zahl der Ge- fäBe und die seitlichen Gefäfle treten wiederum zutage, die Paren- chymscheide verschwindet und das von nun an normal gebildete Bündel wird von Sklerenchym umgeben. In der oben genannten schematischen Figur 3 ist u. a. angedeutet worden, wie ein aus der Blatthasis kommendes Gefäfibündel # den Stamm durchquert, und Fig. 3 Schematische Darstellung des Gefäsbündelverlautes im Stengel von Zea Mays. h. Hauptbündel, a. äuBere Querverbindung, 1. innere Querverbindung, |. Länes- verbindung, p. peripherische Bündel. 214 weiter, wie auch noch andere Bündel i (innere Querverbindung) an der Bildung von / beteiligt sind. Dergleichen Bündel i waren auf den hier publizierten photographischen Bildern nicht zu sehen. Aus den Beobachtungen ging aber hervor, daf, wie die Figur | angibt, die schräg eintretenden Bündel nicht sogleich die Stammesmitte erreichen, sondern erst im nächst unteren Internodium. In jedem Knoten findet man also innerhalb des durch die neu eingetretenen Bündel gebildeten Kreises eine Gruppe Gefäfbündel, die aus hôheren Blättern herrühren!. Auch diese Bündel bilden eine haupt- sächhch horizontale, oft unregelmäfig laufende, die Mitte des Stam- mes durchquerende Verbindung, bei / in Fig. 3. In dieser Figur ist auch angedeutet, wie von der Mitte des Stengels nach aufien gehend, erst die inneren Querverbindungen der zentralen Gefäf- bündel 1, und weiter nach unten die äufieren Querverbindungen a der Bündel 3, 2, 1 gebildet sind. Der mit stärkerer Linie angedeutete Verlauf eines Bündels h und sein Zusammenhang mit anderen GefäfBbündeln, läfit sich in diesem Schema leicht verfolgen. Im Knoten I steht das Bündel h in Verbindung mit den benachbarten Bündeln mittels der Verbindungen a, / und 1. Im nächst unteren Knoten bildet es den inneren Bogen und steht mittels der inneren Querverbindung i nicht nur im Zusammenhang mit den neuein- tretenden Bündeln des Knotens II, sondern zum zweiten Male mit den benachbarten Bündeln. Im weiteren Verlaufe abwärts biegt sich das Bündel h in den Knoten III, IV und V immer mehr nach aufen und kommt, in jedem Knoten eine äufere Querverbindung a bildend, der Reïhe nach in die Lage der Bündel 3, 2 und | von Fig. 3 und vom Bilde IV, um sich im Knoten VI mit den Gefäf- bündeln p des peripherischen Kreises zu verschmelzen. Daraus ergibt sich also, da die Gefäfbündel in radialer Richtung mitein- ander kommunizieren. Bekanntlich erfahren die Gefäfbündel im letzten Teile des Verlaufs eine Reduktion, wovon später die Rede sein wird. Die oben erwähnte Methode, jedes Bündel in den über- emander liegenden Querschnitten zu verfolgen, gestattete uns, die- 1 Falkenberg, Vergleichende Untersuchungen über den Bau der Vegetations- organe der Monocotylen. Stuttgert, 1876, pag. 125. 215 jenigen Bündel, welche sich an anderen Bündeln ansetzen und da- durch ihre Selbständigkeit einbüfen, leicht zu finden. Es zeigte sich, daB ein solches Bündel vor der Verschmelzung eine gewisse Strecke entlang einem benachbarten Bündel parallel läuft, und daf dann die Gefäfie des Bündelendes in das des fortlaufenden Bündels übergehen. In der Mitte des Bildes VI, Tafel VITTsieht man links von dem Pfeile das im Verschwinden begriffene Bündel, rechts davon das fort- laufende Bündel. Das Phloem des ersten hat sich schon an das des zweiten gelest, die Xylemteile werden sich ein wenig weïter nach unten vereinigen. Es ergab sich, daB diese Vereinigung nicht durch plôtzlichen Ansatz, sondern allmählich geschieht. Das durch diese Vereinigung entstandene Gefäfbündel ist ein wenig unterhalb der beiden Mittellinien (m. 1. der Figur 2) wieder zu einem normalen geworden. Dergleiche Verschmelzungen von zwei Gefäfibündeln finden meistenteils in den beiden äufersten Gefäfibündelzonen, nur ausnahmsweise mehr nach der Mitte zu statt. Die Art und Weise der Verschmelzung ist von Strasburger! ganz genau beschrieben worden, aber es fehlt eine Abbildung. Auch erwähnt Strasburger die oben beschriebenen Querverbindungen nicht, welche doch in Bezug auf die starke Reduktion der Gefäf- bündel im Stengel von Bedeutung sind. Die Ansicht Strasburger’s ist folgende: ,,So zeigt uns denn Zea Mays auf das augenscheinlichste, wie enge Bahnen für die Wasserbedürfnisse einer mit grofien Blättern versehenen und kräftig transpirirenden Pflanze genügen. Die Erweiterungen, welche die Wasserbahnen in ihrem oberen Theile erfahren, kônnen aber nur den Zwecken der Wasseraufspeicherung dienen’”’. usw. In dieser Hinsicht môchte ich aber bemerken, da die oben beschriebenen Querverbindungen, meiner Meinung nach, in hohem Grade die Leitung von Wasser und Nährstoffen im Knoten fürdern. Ist die Môglichkeit, die grofien Gefäfle als Reservoire zu be- trachten, auch nicht ausgeschlossen, so kann dieses doch aber aus anatomischen Gründen nicht behauptet werden. 1 loc. cit. pag. 353. 216 $2: Der Ansatz der Achselknospenbündel an diejenigen des Stengels. Der Ansatz der Achselknospenbündel an diejenigen des Stengels ist von Strasburger beschrieben worden!. Die Art und Weise aber, wie dies nach Strasburger geschieht, habe ich nicht bestätigt gefunden. Auch hier habe ich die gleiche Methode wie oben befolgt und dadurch konstatiert, dafi die Achselknospenbündel sich mit den peripherischen Bündeln des Stengels vereinigen, während Stras- burger meinte, daB sie sich an den inneren Gefäfibündeln ansetzen. Es ergab sich aus den aufeinander folgenden Querschnitten durch die Basis einer Achselknospe, daf in dem Male, als der Durchmesser der Achselknospe abnimmt, die Zahl der Verschmelzungen zwischen den Gefäfbündeln untereinander zunimmt, während immer mehr Gefäfbündel in die Tragachse eintreten. Die GefäBbündel, welche zuerst in den Stengel eintreten, ir Fig. 4 bezeichnet als x, vereinigen sich mit den benachbarten peri- Fig. 4 Schematische Darstellung eines Querschnittes durch den Stengel von Zea Mays. Rechts von der punktierten Linie die Achselknospe. pherischen Bündeln des Stengels; die später eintretenden Bündel z laufen horizontal, divergieren und verschmelzen mit den weiter ent- fernten peripherischen Gefäfbündeln. Nur diejenigen, welche am weitesten nach der Aufenseite der Knospe gelegen sind, bei y, gehen allmählich in die Stengelgefäfbündel über. Oberhalb der 1 loc. cit. pag. 354. 217 Blattinsertion sind fast alle Gefäfbündel der Knospe in die Trag- achse übergegangen. Die Gefäfbündel der Achselknospe stehen also in keinerlei Beziehung zu den oben beschriebenen Querver- bindungen. S73: Der Ansatz der Gefäfbündel der Wurzel an diejenigen des Stengels. Auch dieser Vorgang ist von Strasburger! beschrieben worden und mit dieser Beschreibung bin ich vollkommen einverstanden, nur môchte ich hinzufügen, dafi die Bündel der Wurzel sich mit den Gefäfibündeln der vier peripherischen GefäBbündelkreise des Stengels vereinigen. Es ergab sich, daf die Gefäfbündel der Wurzel ganz unabhängig von den oben beschriebenen Querverbindungen sind. $ 4. Historisches. So weit mir bekannt ist, sind obengenannte Querverbindungen hier zum ersten Male ausführlich beschrieben und abgebildet worden. Doch haben sie schon üfters gelegentlich die Aufmerk- samkeit auf sich gezogen, ohne daB ihr Verlauf richtig erkannt worden 1st. Unger? betrachtet sie als Anastomosen zwischen den vom Blatte aus eintretenden und den im Stengel befindlichen Bündeln, aber daB sie, wie Unger behauptet, mit der Achselknospe und Neben- wurzel im Zusammenhang stehen sollen, habe ich nicht bestätigt gefunden. 1 Joc. cit. pag. 355. 2 Unger, Über den Bau und das Wachstum des Dicotyledonenstammes. St. Petersburg, 1840, pag. 53. 218 Auch de Bar y! meint, die Querverbindungen gehôüren der Achsel- knospe und Nebenwurzel an, was sich nach meinen Untersuchungen als unrichtig herausgestellt hat. Schleiden? und Falkenberg® behaupten, daf sie ausschlief- ich in Verbindung mit der Achselknospe stehen, was sich eben- fails als nicht richtig erwiesen hat. Nur Mangin‘ hat die Natur der Querverbindungen richtig erkannt, er betrachtet sie als unab- hängig von der Knospe und Nebenwurzel, doch hat er ihren ganz regelmäfigen Verlauf nicht beschrieben. S7 Zusammenfassung. 1. Bei der Verbindung von GefäBbündeln mit denjenigen anderer Blätter findet eine Vereinigung zwischen den beiden Phloem- und Xylemsträngen statt. 2. Bei Zea Mays wurden, wie auch bei den anderen untersuchten Pflanzen, regelmäfiige Querverbindungen festgestellt zwischen den vom Blatte aus eintretenden und den im Stengel befindlichen Bündeln. 3. Die Folgerung Strasburger’s, daf die grofien Gefäfle von Zea Mays als Reservoire zu betrachten seien, ist anatomisch nicht begründet, da die Querverbindungen sehr gut zur Leitung von Wasser und Nährstoffen im Knoten geeignet erscheinen. 4. Die Achselknospenbündel vereinigen sich bei Zea Mays mit den peripherischen Gefäfibündeln des Stengels. 5. Wie schon Mangin vermutete, sind oben beschriebene Quer- verbindungen unabhängig von den Gefäfibündeln der Achselknospe und der Nebenwurzel. 1 De Bary, Vergleichende Anatomie. Leipzig, 1877, pag. 636. ? Schleiden, Grundzüge der wissenschaftlichen Botanik. Leipzig, 1861, pag. 367 und 168. 3 Falkenberg, loc. cit. pag. 125. 4 Mangin, Origine et insertion des racines adventives: Annales des Sciences naturelles sixième série 1882, pag. 321 Recueil des trav. bot. néerl. Vol. XIX. 1922. Tab. IV. Tab. rl. Vol. XIX. 1922. Tab. VII. Recueil des trav. bot. néerl. Vol. XIX. 1922. III. Recueil des trav. bot. néerl. Vol. XIX. 1922. Tab. VIIL. + re di a A ébinte On Whorled Pilot. 1 With 3 En + M LME. DR AN REZ È F4. 222222222122: tvorteteroceeterbettteot tete ttt tte t tete tt etéttettieteteséteteetiése Recueil travaux botaniques néerlandais publié par |} la Société botanique néerlandaise et les Laboratoires de Botanique des Universités d'Amsterdam de Groningue et d’Utrecht et de l’Université | technique de Delft sous la rédaction de M. M. GC. van lterson +. Tine Tammes, Ed. Verschaffelt, Th. Weevers et F. À. F. C. Went. - Volume XIX. Livraison 3. Droits de reproduction et de traduction réservés. Overneming van eenig artikel uit dit tijdschrift is verboden, overeenkomstig art. 15 en 16 van de auteurswet 1912. A Oosthoek * Utrecht x 1922 POP PP PRE RER RE PP ET TE TPE PP PET TEE DELLE SLI LL DLL 221221211112 2211222121222221222111 222221222222 Da Sd Le dada éd bosse bet ÿ À . Ë #20 “ 1 MP VOPOOPO TOO OO OO PONT TOP P PTIT TT LT I TIL LILI LIZLILILIL LL LIST TILL ILLLILE LI ELLE LI Les LE DLL ELLES ses esdas esse LiBebsiebbbe sb secs ces. DRASS LE LL enterrés iosbéseiscsésiesiistisscséstésessiéeséesidétéstettèièoest De Vries à ét tant us ete sir toutes sortes de er- -_ rains que beaucoup de biologistes trouveront sans aucun ‘dout Le _ dans cèt ouvrage un grand nombre d’études qui les intéresseront. [l va sans dire toutefois que deux catégories de recherches, où de Vries a fait œuvre de pionmier, occupent Le: premier plan: celles sur le turgor et la plasmolyse, qui ont | puissam- mènt contribué au développement de la chimie physique, pour autant que celle-ci, s'occupe de la théorie des solutions, et celles qui se rapportent au problème de l'hérédité. FR deu De Vries a été mcontestablement un des premiers qui éient | tâché de continuer l'œuvre de Darwin, non pas en dres- sant des généalogies hypothétiques ou en se jetant dans des spéculations philosophiques mais en faisant des recherches exactement expérimentales au moyen desquelles il comptait pouvoir approfondir les lois de l’hérédité et de la variabilité. C'est en cela que consiste en tout premier lieu le haut eva- leur d£ tout ce que de Vries a produit dans les derniers temps. Les biologistes et les médecins accueilleront sans doute avec joie la publication d'un recueil de ces études, pour la plupart écrites en langue française, anglaise et allemande et | qui, parues en majeure partie dans un grand nombre de revues scientifiques, sont des à présent presque introuvables et souvent inaccesibles. à L'ouvrage est complet en 6 volumes, chacun de + 580 pages, orné de 19 gravures en couleurs et d'un grand = nombre dre gravures en noir. Là D Le prix est pour l'ouvrage complet, relié en toile 50 florins. RÉETES à Les volumes ne se vendent pas séparément. Lie L'éditeur UTRECHT. À. OOSTHOEK. PSE CUP RE PRE USE CONTENTS. T° Critical summary oftthe bterature, 22227 OR ECC RER 219 IT. Method of investigation and sources of errors..:........... 115308 222 A. Method ‘of -investigation..2" + - 544 22220 Ce RARE 222 BA Sources OirerrOrS). 2 22e 2222 ee EE Linie à 226 III. Results and conclusions, regarding the series, cultivated on glucose, starch-and maltose. . 24.422.200 TN ER ER 233 A Results: L'EST ee Re RP RE RE 233 B:' Conclusions:2520 naHineut COR EE MERE EEE 248 IV. Series cultivated on saccharose, glycerine and lactose .............. 257 NES um manv: NE PNR nee eee de CN TE UE 261 VI Miteratires 2e 2 A RS Ne RC RTE TE CEE 263 NTI: Tables ts PR SRE LM EE EEE 266 FEB 16 1923 LIERARY NE Yaek RATANKAL GaRUEN Researches on the formation of diastase by Aspergillus niger van Tieghem by GE: FOR I. CRITICAL SUMMARY OF LITERATURE. Many investigators have already considered the question, whether bacteria and fungi are able to modify the secretion of their enzymes qualitativel y and (or) quantitatively under the influence of nutri- tion. Most of them have however arranged their experiments in a very primitive way, in that they were not careful to exclude all possible disturbing influences, and almost all of them tackled the subject from a different angle. It does not therefore, surprise us in the least that very contradictory results have been obtained. Even the first investigators of this question are unable to agree, whether the organisms only form their enzymes in the case of necessity 1. e. whether the secretion is influenced aualitatively by nutrition. Wortmann e. g. stated in 1882 that bacteria only secrete amylase when cultivated on starch. As he however worked with a mixture of putrefying bacteria, even he himself could not name the material, used for his experiments. Büsgen however mentions in 1885 that Aspergillus Oryzae produces amylase even when glucose is the only available source of carbon. Fermi 1890—1891 cultivated bacteria on proteids and on sugars, and found that in the case of proteids only proteolytic enzymes are formed. In 1895 however hefound with Montesano that A spergillus niger secretes invertase, when glycerine is given as the only source 1* 220 of organic foodmaterial. Pfeffer on the other hand, in the same year, expressed as his opinion that as a rule, organisms accomodate their enzymes to the foodmaterial, which is present. If Aspergillus niger is cultivated on a mixture of starch and glucose, it will secrete amylase only then, when the glucose has been consumed and the only foodmaterial, available for the fungus, is starch. In the laboratory of Pfeffer,and also in the experiments of Katz, who made a more detailed investigation in 1898, the fungi (Asper- gillus niger and Penicillium glaucuni) were cultivated on several kinds of sugar, always with the addition of starch, usually 0.25%. He observed, that the presence of the sugars diminishes the pro- duction of amylase, and that this decrease is direct proportional to their concentration. In the case of Penicillium even a low sugar- concentration is enough to stop the secretion of amylase entirely. He finds that diastase is produced, even when glucose is the only organic food present. This was the first time that a quantitative modification of enzyme production had been observed. It is rather a pity that Katz was satisfied with investigating from day to day whether there was any starch left in the culture liquid; if the iodine reaction was negative, the experiment was not con- tinued. À single observation of the culture on glucose was enough for him to draw his conclusions. Duclaux as early as 1899 remarked that Aspergillus niger and Penicillium glaucum produce many enzymes, but that nutritio:: could be said to influence their secretion only within very wide limits. Went in 1901 came to similar conclusions. He found ten enzymes in the case of Monilia sitophila. These he divided into three groups according to the influence that nutrition had on their secretion: one group was always present, no matter what culture media were used; another group which was not formed in all media, but in several of them, and a third group of specific en- zymes, which were only fermed when the materials acted upon by these, were supplied in the culture medium of the fungus. Butkewitsch too observed, that foodmaterials had some in- fluence on the quantity of the enzymes produced. As, however, 221 he only used two different kinds of nutrient bases, we must be cautious in accepting the conclusions he drew from his results. Pottevin in 1902 investigated the secretion of lactase by Asper- gillus niger, and he found that lactase was only secreted when the specific reaction of that enzyme could take place. Dox thinks, after his investigations on Penicillium camemberti in 1910, that all the enzymes, which an organism :s capable of prod- ucing, are secreted at all times; that therefore nutrition only has a quantitative influence on the secretion of enzymes and that the more of a given enzyme is needed, the more is secreted. Colin 1911 and Grezes 1912 are of the same opimon. In 1911 Kylin investigated this matter more fully, but he did not succeed in throwing any further light on the subject. He cultivated fungi on several substances, always with the addition of starch, and from day to day tested whether any starch was left in the culture solution. The more sugar there was in the solution, the longer the starch took to disappear. As soon as this happened, he considered the experiment as ended. He found that diastase production took place even in culture solutions without starch, and always found this the case in the many different foodmaterials he used. In all these cases diastase was formed; when however starch was added to these culture solutions, more diastase was produced, and still more when starch was the only available foodmaterial. Kylin con- siders this to be a very good instance of the quantitative influence of nutrition on enzyme secretion. AII these researches have a common source of error: no attention was paid to the age of the fungi in question. Yet we can scarcely imagine that a fungus will secrete the same quantity of enzyme throughout its whole lifetime; on the contrary, it is possible that a certain quantity is formed and later on disappears for some, as yet, unknown reason. In any case, we are not entitled to compare the results of two experiments in which organisms of different ages have been used. These theoretical considerations caused Went in 1914 to investigate the sécretion of diastase by Aspergillus niger during its whole lifetime. As a culture solution he used a 5%, solu- 222 tion of glucose, containing the usual inorganic salts. Every day, later on every second or third day he tested whether there was any diastase present in the mycelium and in the culture liquid, and if diastase was found, he determined the concentration of the enzyme. In this way he was able to determine the influence of the age of the organism on the secretion of the enzyme, and to find at what point this secretion is at a maximum. If the same is done with culture solutions of different composi- tion to Went's, we may be able to collect material from which some valuable conclusions may be drawn. This was the object of the following research. Ï have only quoted the literature in broad outlines: under the various subdivisions of this subject I shall always refer to the articles concerned with that part of it. I. METHOD OF INVESTIGATION AND SOURCES OF ERROR. À. Method of investigation. The method of doing this type of research has been fully des- cribed by Went. As my method differed only very sligthly from his, a brief description should suffice. The following salts and concentrations were used in all the cul- ture solutions NHNO, 05 % K.HPO, 0.1 % MeSO, 0.05, These remained unaltered : as organic foodmaterials carbohydrates chiefly were added to this solution. Their concentration and com- position will be given as each experiment is discussed. 75 c.c. of this solution were poured into a flask, and after being sterilised, they were all inoculated with the fungus at the same time. 40 à 50 flasks formed one series. The solutions were inoculated in the following way‘ a quantity of conidia was brought into a test tube 223 containing sterilised water, and consequently they spread over the surface. With a looped platinum wire a drop of liquid was taken from the surface and dropped into one of the flasks. One must admit, that in this way we introduce a more or less equal number of conidia into each vessel. There was always an equal development in all the flasks ; if there was a difference, it was only visible during the first few days and was very slight. The cultures were kept in a room in which the temperature was kept constant by automatically regulated electric heaters at 22° (later 20°). Oscillations of more than 0.2 were very rare. By keeping flat open zinc basins filled with water in the room the humidity of the air was also kept constant. As the room had no windows, the cultures were in the dark, except during the times, when the ob- servations were made. Î never found any influence of the electric light on the cultures. There were no gaspipes in the room. Germination as a rule had proceeded far enough after two or three days, to enable me to begin the experiments. During the first week two cultures were taken every day and during the second week every other day. After that, cultures were only taken every third or fourth day. The cultures were treated as follows: the culture solutions were filtered off. In one case the mycelium was filtered through a dried and weighed filterpaper and was dried in a dessiccator afterwards until the weight was constant. In this way we are able to find accurately how much fungus had been devel- oped. The other mycelium was thoroughly washed to remove all the adhering culture solution and diastase. It was then rubbed down with infusorial earth and extracted with culture solution which had been boiled, so as to destroy all the possible enzymes in it. Some- times 72 c.c. water were used for the extraction. After standing an hour, the mixture was filtered and the filtrate was tested for dias- tase. The culture solution of the first jar was also tested in the same way. Often a third culture was used and the mean of the results taken. To test the concentration of the diastase, the following procedure 224 was adopted: Î made a solution of potato starch which had been prepared by Lintner’s method; 1 Gr. of this starch was dissolved in 1250 c.c. water (therefore a solution of 0.08%). The water was constantly stirred to prevent boiling. À quantity of this solution, as as rule 25 c.c., was mixed with an equal volume of the liquid, which had to be examined; the time at which this took place was noted. From time to time a small portion of this mixture was taken away, after thoroughly shakinz the liquid. This portion was tested for the presence of starch and erythrodextrine by the addi- tion of a little dilute solution of J in JK'. When the liquid re- mained yellow without the slightest touch of red, I took it for granted that all the starch was hydrolysed. Of course it is rather difficult to find the exact time, taken for complete hydrolysis, but it can best be determined by taking the mean cf the time taken by the last test showing a faint redish-yellow tint and the first test that remains yellow. I was always very careful to have these last two observations as close to each other as possible. [n most cases the time, taken for hydrolysis could be expressed in minutes, some of the shortest only took seconds to be complete. Went divided the mixture of mycelium extract or culiure so- lution and starch ecually amongst a large number cf test tubes. It has however been observed that the distribution cf the enzyme in the liquid is not always quite homogeneous. In this way it has happened that hydrolysis proceeded faster in one test tube than in another. Fox this reason it is my imperative to shake the liquid thoroughly before taking a portion of it for testing. Besides pipet- ting an equal amount of the solution into a large number of tubes only lengthens the experiment unnessecaril y. Making use of the time taken for hydrolysis, [ estimated the con- centration of diastase in the same way as Went. [took the amount of diastase to be — 100 if the time, taken for hydrolysis under the above conditions was 150 min. If for instance in a given 1 Although there were sometimes small differences in the concentration of the iodine. Ï never remarked, any influence of it. 225 case the time taken is 54 min., then the quantity of enzyme will be 150 54 Besides the dry weight of the mycelium and the amount of x 100 — 277.8. diastase, I also tested the degree of acidity of the culture solution and of the mycelium extract regularly, and Î sometimes also tested how much sugar was left in the culture solution. What remained of the different solutions was carefully stored. These were used on the following days to see how long the liquid retained its fermentative action. Î shall return to these in detail later on. For the sake of cempleteness Ï may mention, that the influence of alien organisms is excluded by adding a few drops of toluol to the lhiquids. The main objection to this method is in my opinion, that by testing with iodine, the time of hydrolysis can not be determined with a sufficient degree of accuracy. Of course testing it by means of rotation or by power of reduction would be much more accurate, but very difficult because of the low concentration of starch used for the experiment. Besides, for my subject, very great accuracy has no practical value, because I only use the results to compare them with others in a long table, the sumtotal of the columns of which give me an indication of the course, followed by the enzyme secretion. As we shall see later, 1 have been rather successful in obtaining a clear idea of this, even though my cenclusions are based on the observations of more than one culture. For unluckily we are forced to deal with a large number of cultures in which individ- ual differences are unavoidable. I have reason therefor to believe that this lack of accuracy can not be regarded as such a serious draw- back, that it would prevent us from knowing exactly, how the se- cretion of the enzyme goes on during the lifetime of the fungus. À very great advantage of this method is, that it takes so little time. Ît wes only because of this, that I have been able to investi- gate about a thousand different cultures. Î need not point out that 226 many drawbacks are vitiated by the faci [| was able to collect such a vast mass of material. It is better to find the same broad outlines in a large number of cases, than to base your conclusion on a single observation, although that may be very accurate. B. Sources of errors. There are many sources of error in a research of this type. We can never avoid them entirely and I believe that in this work we shall never be able to obtain any absolute results, but the values we find will only be approximately and relatively exact. It must be understood that I interpret the word source of error in a very wide sense. J also include under this term the inherent variability of the organism itself. This variability is so great and influenced so much by facts, which are very easily neglected, that 1 feel sure that, so far as [ know, there are not two investigations on Asper- gillus niger, which can be compared with each other. Not only does the chemical composition of glass exert a great influence on the habitus, formation of conidia and physiological qualities of the fungus, but there may be very important differences with the same type of glass, when new, and after it has been used for some time, as Hanna Lappalainen has conclusively shown. [ worked with globe shaped flasks with straight necks and after using them to cultivate fungi a few times, [ replaced them by new ones of the same kind. This glass splits off alkalies when water is boiled in it and also when used to sterilise the culture solution. If 75 c.c. water were boiled in a flask for a quarter of an hour, phenol- phtaleïne gave a distinct red colour. One drop of 0.1 N acid was sufficient to neutralise it again. To find, whether new vessels differed amongst themselves and from those that had been used for some time, | boiled some water in them and then titrated with weak acid of 0.005 N. I obtained the following results: 50 c.c. of water, boiled in a new flask, were neutralised by 10.9, 34.1 and 12.7 c.c. of acid respectively; the same quantity in the case of used vessels was neutralised by 33.3 and 23.1 c.c. of acid. There were therefor very great differences, but we are not entitled to 227 assume that old flasks always split off more alkali than new ones. The flasks were sterilised by heating them on three consecutive days to 100° for half an hour. The solutions of reducing sugars (glucose, maltose and lactose), which at first were colourless, be- came light brown. Î see the cause of this in the presence of the alkali: probably it caused an enolisation, also giving rise to ketones, according to the following equation R . CHOH. CHO 7 R.COH:. CHOH 7 R.CO.CH,OH aldose enol ketone (Boëseken) We must therefore remember, that in the series of cultures on reducing sugars, some of the sugar is always changed into other sub- stances. Aspergillus niger forms enough acid on the first days to neutralise all the alkali: [ therefore paid no more attention to it. Of course it would have been better to use Jena glass, but as there were always 200—300 flasks in use, the available supply in the laboratory would not have been sufficient. Hanna Lappalainen informs us too that there are cultures of Aspergillus niger from all parts of Europe in the laboratory of professor Elfving in Helsingfors. Amongst these, their seem to be eight variaties, which differ physiologically from each other. Brenner claims to have discovered three new ones. He compares them to the mutations, which have been described by Schiemann, but in my opinion, he is not entitled to do so. Schiemann ob- tained them by adding poisonous salts to the nutrient bases, while Brenner obtained his by cultivating his fungi at different temperat- ures for a very long time. The fungi are naturally influenced to a very large extent, but if we allow them to grow in their original environment long enough, they again assume their original quali- ties. In this way he himself succeeded in getting back an old race out of a mutation. The investigations of Lappalainen and Brenner were made with a totally different object in view than mine. They observed and described different physiological reactions and Î am unable to say which of the different races of the fungus, described by them, I 228 used. I can only say that Î got my stock from a pure culture, which Ï obtained from the Phytopathological Laboratory ‘Willie Com- melin Scholten”” in Baarn (Holland); from this stock my first cul- tures were made. One of the main reasons, why Brenner succeeded in getting so many races, 1s the high temperature, at which he grew his fungi, 1. €. 359, At this high temperature many complications appear, which I never noticed when working at 22° and 20°, e. g. the forma- tion of starch in the hyphae. Boas also has warned us, that Asper- gillus niger shows many pecularities when cultivated at high tem- peratures. In this connection [| may mention, that there is another conside- ration of very great importance, namely with which conidia a given series 1s inoculated. Î sometimes took two series of experiments and incculated one of them with conidia from a culture, in which the same nutritive liquid was used, whilst the second series was inoculated with conidia from a different culture solution. In all such cases great differences were observed between the two series: dry weight, diastase production, habitus, formation of conidia, all these points differed in fungi, derived from conidia of different origin. Às yet [ have not found any fixed rules for these changes, but I hope to return to this question farther on. Î am however able to point out some very remarkable instances now. The tables | À and 1 B give the results of an investigation of diastase forma- tion by two series, both of which were cultivated on a 5% glucose solution. The conidia of the first series were taken from a culture on 2% glucose, [ therefore call this series G G. The other series was inoculated with conidia from a culture on 0.5% starch, hence À G. Fig. 10 gives the reader an idea of the production of dias- tase in two series, the first of which was grown on 0.5% starch with conidia from a culture solution of the same composition (A A), the second also on 0.5% staerch, but the conidia came from a culture solution containing 5% glucose (G A). In all these cases the conidia were derived from well developed cultures, which were never more than three or four weeks old. We 229 can not therefore imagine that the phenomenon observed, is due to a lessened power to germinate. Up to now it was not thought that the influence of a former culture medium could be so great and as a result, this fact was never considered in experiments. Yet we certainly must do so and we should not describe any differences as a new race before a thorough investigation. Only Grezes has, as far as [ know, ob- served a similar phenomenon in Aspergillus niger. He found a quantitative difference in the secretion of invertase where the conidia had been derived from cultures on saccharose or succinic acid. But in his case there had been at least sixty generations in tbe same culture solution before and in my experiments [ have seen, that it is not necessary at all that the same culture medium should be used for a long time before any marked difference can be observed. Î found that growing a fungus for two generations on the same culture solution was quite sufficient. It is certainly worth while to compare these facts with the observations of miss Westerdijk and van Luyk, who obtained similar results, when working with the spores of Gloeosporium. It is very difficult to decide on a definite line of conduct amongst all these uncertainties; | decided to inoculate all my series with conidia which had been grown on culture solutions of the same composition. Whenever Î have deviated from this course, special mention will be made of it. [I think that any possible investigators of this question in the future should adopt the same procedure, because only if they do this, they will have the right to compare their results with mine. The very striking difference between my first results and those of Went, made me consider whether possibly the size of the ex- posed surface of the culture solution could influence the physio- logical behaviour of the fungus. Went worked with a surface of 24, later 48 squ.c.M., I with 47 squ.c.M. It did nct seem very probable that this could cause variations. Yet Î performed an experiment; although I did not find the cause for the differences mentioned above, it was not wholly without results. 75 c.c. of 230 culture solution containing 1% glucose were put into Erlenmeyer flasks of two different sizes, six of each. The surface in the small flasks was 26 squ.c.M. in the big flasks 82 squ.c.M. They were inoculated on the same day: observations were made on the 8‘ 14% and 21% days. The results can be seen from the following table: diastase |PH of the myc.| diastase in the | PH of the | dry weight days in the myc. extract | cult. solution | cult. sol. | in m.Cr. 26 squ.c.M. 8 93.5: 3.6 158 67 168 14 277.8 3.2 1200 3 282 21 187.5 3 2000 3:35 ENREAI 82 squ.c.M. | 8 300 52 320 À 14 214 3.2 1500 311 EEE 21 106 3.4 1788 3.3 237 From this table we see, that during the first week the secretion of enzyme, the dry weight of the mycelium, as well the degree of acidity are less in the cultures with the smaller exposed surface. After the first week or so however, these things are equalised. The investigations made during the last twelve years on the in- fluence of the hydrogen ion concentration on the action of enzymes, forced me to find, how the diastase of Aspergillus niger reacts to the acidity of the culture medium. Î was sure from the beginning that it could not be without any influence at all, because Asper- gillus niger produces very much acid and the amylase it secretes must therefore work at a high hydrogen ion concentration. This investigation was made in the way, first described by Sôürensen. Ît is based on the use of standard solutions,the hydrogen ion concentration of which is known. These standard solutions and the liquids, the PH of which we wish to determine are co- loured by indicators, so that we can determine the turning point exactly by comparing the colours. The standard solutions Î used, 231 were prepared according to the receipts of Clark and Lubs, The pure chemicals Ï needed, were kindly supplied to me by Dr. I. M. Kolthoff, while prof. Dr. W.E. Ringer personally tested the strength of the solutions by electrolysis. [ wish to thank these two gentlemen whose valuable help enabled me to carry out this part of my investigation without encountering too many difficulties. The experiment itself was very simple. À certain quantity of enzyme solution (10, 15 or 20 c.c.) was mixed with an equal volume of a 0.16 or 0.32% starch solution. To obtain various de- grees of acidity, | always added the standard solutions themselves in volumes, equal to those of the enzyme and starch solutions. As they are buffer solutions at the same time, H° was constant through- out the experiment. The P}; of the mixture was determined and also the time, taken for the hydrolysis at the various degrees of acidity. For further particulars I refer the reader to the articles of Sürensen and Michaëlis. The results are plotted in the usual way in fig. |. This same 700 G30- n œ Le] » (e) diastasc LE] G NT CRE LIOSLR ORREE CSSSE TES L] mn] o a —— LE ! (tes QUES 2 Pn > 2 5 6 7 8 Fig. 1. Influence of the hydrogen ion concontration on the action of the diastase of Aspergillus niger. 252 curve was found in all my experiments, both for the culture so- lution as for the mycelium, no matter what the concentration of the diastase was. The amylase of Aspergillus niger seems to be influenced very slightly by the degree of acidity 1. e. the optimal acidity for the enzyme has very wide limits. It is fortunate, that the fungus itself keeps the acid concentration of the culture so- lution optimal, so that we do not need to acidity the liquids arti- ficially'. Sometimes even the acidity may be too high, but then during the experiment the liquid is mixed with neutral starch so- lution and by this means the P;; is again brought down to the optimum. In the above experiment great accuracy was imperative. From fig. | it can be seen that this is possible by using iodine as an in- dicator. Î may also mention that there is a close agreement between my results and those of Adler on the influence of the culture me- dium on the diastase of malt. It is clear therefore that in this exper:ment [ need only consider the acidity in the following case. From the curve we see, that Py — 6 is already less than optimal, at Pyy — 7 the action 1s almost zero. The mycelium itself contains hardly any acid. When extracted with water, the solution has a Py of + — 6 and this 1 Jtis not selfevident at all that the fungus should produce the optimum hv- drogen ion concentration itself. This can be seen from an investigation | made on the diastase concentration of cultures of Monilia sitophila. These cultures were three weeks old and were grown on 5% lactose. The culture solution had a PH = = 8, and the hydrolysis of starch proceeded very slowly. When however the degree of acidity was artificiallv increased, hydrolvsis was much faster. The following results were obtained BE 95 hydrolysis in 52 minutes 5.40 5). 5.90 32 € 6.50 36 ZT 7.59 (natural state) 500 This result 15 only a preliminary investigation, but it shows that in ali these expe- riments we should be careful to knew the optimum PH at which the enzyme must be observed. 235 sinks to Py + — 6.5 when starch solution is added. In this case therefore, the diastase does not work under optimal conditions and the values we obtain for its concentration are too low. Unfortun- ately I had already noted a number of observations from experi- ments, performed in this way before Î was aware of the mistakes Ï made. Î did so in order to avoid all possible influences of admix- tures in the culture solution. If however the results are influenced at all by this, it must be very slightly. The curve in fig. | 1s very gradual. This would not have been the case, if the result had been profoundly influenced by those admixtures; otherwise we might have expected at the very least, that there should be obvious irregularities in the curve. From the above it is obvious that we meet with many difficulties in a research of this type. How far Î have been able to overcome these may be evident in the following chapters. III. RESULTS AND CONCLUSIONS, DRAWN FROM THE SERIES CULTIVATED ON GLUCOSE, STARCH AND MALTOSE. À. Results. Ï have put the results [ obtained for the above series into tabular form. Before proceeding to discuss each one of these series separ- ately, I wish to make a few general remarks which apply to nearly all of them. As an exemple [ may take table 3, which shows the results of the series that was cultivated on a solution containing 25% glucose. From the headlines of the columns we can see to what the figures refer. Between the 13‘ and 16‘ day all the food has been consumed, as can be seen from the rotation caused in the polarimeter by the culture solution (2% col.). The maximum dry weight is reached some time before that (9‘" col.). So even before assimilation has ceased, dissimilatory processes have already gained the upper- hand. This is found to be the case in most series; only sometimes ) 234 the two processes coincide. After the maximum dry weight has been reached, the weight of the fungus begins to diminish, first comparatively rapidly, later on very slowly. Sometimes it may even remain constant for several days. The degree of acidity of the culture solution (8** col.) also rises gradually until about the 13*° day, then it sinks for some time and after that it remains constant. The same naturally is true of the mycelium extract (6** col.), if it has been extracted with the boiled culture solution. Very often the hydrogen ion concentration rises above the optimum, but I have already mentioned why this is no drawback to the experiment (see page 232). We see however that this is certainly the case for the extract which is got by extracting the rubbed down mycelium with water. In this case the P4 is always too low (4 col.). That this is really the case, can be seen by comparing the values, got of diastase concentration that were obtained at this low degree of acidity (3° col.) and the values from the extract with the culture fluid, where the P;; is optimal (see also tables 7—9; 24 and 3% col.; the Py; has not been reported there, but it does not differ from the analogous ones in table 3). It is worth while to compare the production of diastase in the mycelium with that in the culture solution. In both cases we find a strong production up to about the 7‘ day. After that the dias- tase concentration of the culture solution falls only to rise again to a much higher level. The production of diastase in the mycelium shows no regular rise or fall, but only great oscillations. Some- thing like it can be seen in the tables no. 2, 4, 8 and 9, for resp. 4% glucose, 1% glucose, 0.25% starch + 2.5% glucose and 0.4 % starch + 1% glucose. In all these cases, the diastase concentration in the mycelium, compared to that of the culture solution, is so small, that it 1s al- most negligible. My own impression is, that the fungus secretes its diastase into the surrounding medium and that the diastase, found in the mycelium, must be regarded as having remained there more or less accidentally. ._.. 235 Indeed we can see that this quantity is always very variable and dependent on accidental circumstances from the following table. This represents the quantity of diastase, formed in a short series, which was cultivated on a solution, containing 0.5% starch. In this experiment I did not boil the culture solution before using it to extract the mycelium with it. In this way I have arranged side by side the enzyme values for mycelium + culture solution and for culture solution only. If the enzyme in the mycelium really were an independent and important value, we should expect to see the values in the first column of the table to be appreciably higher than those in the second. We see however that in the be- ginning the latter values are only slightly smaller, later on they are even higher. On the 4* and 5*" days only there seem to be appreciable quantities in the mycelium, but after that practically all the enzyme is secreted into the culture solution. Se diastase in myc. | diastaseinthe | dry weight in ; + cult. sol. | cult. sol. only | m.Gr. 3 0.75 0 | 17 4 84.5 3.45 | 35 5 93.8 6.8 50 6 90.5 75.— | 56 7 90.3 160.8 | 74 8 2149 225.— | 96 9 177.25 312.— 130 10 266.8 410.7 | 118 (these results are the averages of the observations, made on at least two cultures.) Fig. 2 (next page) represents these values graphically. We are struck by the fact, how much more regular the diastase produc- tion is in the culture solution only (-------- ), than the production in ). Îf at the same time we turn up tables 7—9, col. 2 and 3, we are the mycelium and the liquid together ( struck by the fact that not the least regularity can be detected in the development of enzyme in the mycelium, whether we extract it with water or with the boiled culture solution. We naturally DE 236 expect that the extract with water should always show much lower values than the extract with the culture solutions. This is by no means always the case; the former is often even higher than the latter. Again the diastase values in the culture solutions agree very well. There may be important variations on the same day, but the general course of events in both is the same. These facts support my view that the quantity of diastase in the mycelium is only accidental. 470F : | EE | FI Nr) Î HN) 180+- | \ w 48 / re / = | / 5 | Qu EEE D 7e 2 3 4 5 6 RES 3 Fig. 2. Diastase in mycelium + culture solution ( ); diastase in the culture solution only (-------- ), (d = days)l The enzyme is secreted in the first stages of active development, so that I can not favour the view that the diastase in the liquid 1s only derived from cells, which have died and allowed the enzyme to pass out. Î feel sure that the diastase has passed to the outside through the living protoplasma. 237 In discussing the series, not much needs to be said about the degree of acidity. [ should only like to briefly consider what acid it is, that causes the high hydrogen ion concentration, especially as my results do not tally with those of earlier investigators. Benecke states that Aspergillus niger produces oxalic acid, when nitrogen is supplied in the form of an organic compound. If ammonia salts are given however, only the NH, ion is assimilated, while NO; ion forms nitric acid, which prevents the formation of organic acids. Wehmer confirms this statement and adds, that the acid does not check the growth of the fungus, but checks the development of conidia. After some time the acid should disappear, because the basic substances, formed by the breaking down of proteids, com- bine with it. We shall see that these two last assertions are only partly true. Boas and Leberle traced the acidity from day to day and they found the most development of acid when NH,NO; was given. They also found, that the acid did not decrease as was the case, when organic nitrogen compounds were given. They accounted for the decrease by assuming, that the fungus itself assimilated the oxalic acid, which was first produced. The results of Elfving agree very well with the others. He also finds citric acid besides oxalic acid. As however the nutritive value of the former is very high, it is consumed much more rapidly than the latter. It is a pity, that none of these investigators extended their in- vestigations over more than ten or twelve days. They have a very exaggerated idea of the influence of the acid on the fungus and they think that the acid disappears sooner or later in all cases. They are strengthened in their erroneous belief by the fact that the degree of acidity gradually sinks during the last few days of their observations. If only they had proceeded with the experiments for a few more days, they would have seen their mistake. This 1s seen very clearly in all my tables, where the Py; has been deter- mined. Besides I have been unable to find even a trace of organic acid, when NH, NO, was used as the nitrogenous foodmaterial. 238 There certainly seems to be a relation between the amount of fungus-matter and the amount of acid formed. When the fungus was poorly nourished, 1. e. on 0.5%—2.5%, the Py; was not so high (2.9), as when a solution, containing 4%—5% was used (1.8). After this Î need not crave your attention again for the dry weight of the mycelium. Its behaviour is clearly seen in table 3, and is very much the same in all cases. The exact time at which the maximum dry weight was reached, was more or less the same always. The numerical value of the maximum weight however, differs very much and was directly proportional to the amount of foodmaterial supplied, so far as glucose and starch are con- cerned. With the strongest solutions, 5%, about 23% was changed into fungous material; in the weakest solutions, 0.5%, 31% was used in the same way. Between these two extremes, there is a regular gradation of the percentages of the foodmaterial, assimil- ated by the fungus. This can clearly be seen from fig. 3. 1000 |- 34 A . Ai 400 + + — . + — + - . = = — 375 1000 zocc 3000 3750 Fig. 3, Maximum dryweight of the mycelium at different concentrations of food- material; this too has been expressed in m.Gr. To save the reader much unnecessary looking up of tables, I will add in brackets on what days the maximum weight was reached and its numerical value in milligrams 1. g. glucose 4%, (13—16: 239 912). It is always imperative to know on what days the maximum weight was reached as it is the key to maximum development. Pfeffer obviously did not think of this (1. c. page 257, note). He only determined the weights of the fungi between the 20‘ and the 26*" days. In this way his figures can not be compared with each other, and his results must necessarily be of little value. In the following pages our chief interest will be the amount of enzyme that is formed. To give a more vivid impression of my results, [ plotted most of them on squared paper and so obtained a number of instructive curves. În most cases [ estimated the values, found for the culture solution alone, to give a clear enough impression of the production of diastase by the fungus: so I neglected the amount of enzyme in the mycelium. În some cases | added both amounts to plot them into a curve. I found that the main points in these curves were influenced only very slightly by this procedure. The values I found do not seem to lend themselves readily to graphical representations. Although the daily oscillations are not big enough to disturb the general outline and scheme of the curves, yet they are so great, that they disturb very much their regularity. Many of these irregularities may be the results of errors of obser- vation, others are due to individual differences of the cultures. Especially cases, where only short times are needed for complete hydrolysis are very troublesome to observe accurately. If for example we find the times for complete hydrolysis expressed in minutes to be: 6—6.5, 5—8—7.5, 5—6—8.5 etc. then the enzyme values, corresponding to these figures are: 2500—2222—1875—2143 —2000—1765. These numbers would on a graph cause great irregularities. Yet it is clear that we are dealing here with values, which are more or less of the same order. I feel justified therefore to use a reducing factor which enables me to accentuate the essen- tial differences of these values and at the same time cuts out acci- dental and unimportant variations. ÂÀs a very convenient factor I chose to take the logarithms of all these numbers; instead of the large ones given above, we then get the following series: 3.38—3.35 240 —3.27—5.35—3.30—3.38—3.25, which gives a more satisfactory representation of the course of events. So in studifying the graphs, it must be born in mind that the quantities of diastase have not been represented by the actual numbers, but by their logarithms. If we were to look for actual enzyme values on the curves, con- fusions would be sure to arise. À still simpler way of graphic representation of the results would be to plot the times, taken for hydrolysis from above downwards on the ordinate (see fig. 8). There is however one great drawback to this method: if e. g. the time taken for hydrolysis in a series of days were the following : 2000—600—110—35—12—4—3—53,5 min. etc. (similar values are often obtained in the beginning of the ex- periments), we should have to cook either the highest or the smallest numbers to allow them to come out in the graph at all, and it is doubtful whether we could do this successfully. When however it was possible to use this method, Ï did so and it will be seen that in the main points the curve is the same as when [ plotted the logarithms. Glucose 5% (11—19; 944,5) fig. 4, table 1 A. GG: 1. e. inoculated with conidia from a culture on glucose 5%, Glucose 5% (9—16; 1217) table 1 B. AG: 1.e. moculated with conidia from a culture on starch 0.5%. It is very certainly important to compare the tables, obtained by grouping the results of the above two series. The aftereffect of the former culture medium on the conidia, which were used for the nil diastase \ 7 1 TE — —’— SA — 2 1 6 a 20 ï diastase in the culture solution alone ( ): (d — days). diastase 241 inoculation, is very evident. The dry weight in the series AG 15 strikingly higher than in the other. Hardly any conidia were formed in this series and if so, it was only along the sides of the vessel; in the centre the mycelium remained white. In the GG series however, the mycelium was black throughout. Very little diastase is produced in AG, so that I did not think it worth while to represent it graphically. In the case of GG how- ever, this production is of importance. We see a fairly considerable rise in both curves, viz. for diastase in mycelium + culture solu- tion ( ) and also in the culture solution only (-------- ). Be- fore the maximum dry weight is reached, both curves descend. On about the 9** day, the minimum of enzyme is found: in the culture solution 1t may even go down to zero. Later however there is another rise, which is even greater than that in the beginning. Glucose 4% (13—16; 912), fig. 5, table 2. 8 10 20 30 Fig. 5. Glucose 4%. Diastase in the culture solution, (d — days). In this case also abundant conidia were formed, so that soon the mycelium was black throughout. This is true of all cultures on glucose and starch. The mycelium always formed a flat, conti- nuous pellicle. Undulations in it were only found in the very thickest of them. The production of diastase is very similar to that of glucose 3%. The first maximum is not so high and the subsequert fall is not so 242 great. The lowest point is reached on the 9 day. The second rise begins earlier and rises to a higher level than with glucose 5%. Glucose 2.5%,. (11—13; 615.5) fig. 6, table 3. if He = — Hi diastase 2 1 3 à 14% d 20 30 ‘I Fig. 6. Glucose 25%. Diastase in the culture solution. (d — days). Here again the results are very similar to the above series, but the differences seen between the 5% and the 4% solutions are still more marked here. The minimum, as shown by the lowest point in the curve, is reached on the 9*" day. Glucose 1%. (9—16; 261) fig. 7, table 4. Hi - EN =! sp nee 1e ” 1 = = 3 5 7 J 20 30 Fig. 7. Glucose 1%, Diastase in the culture solution. (d — days). 243 In this case there is only just an indication of a fall in the curve, but there is a much stronger secretion of enzyme than has been observed in any of the other cases. Fig. 8 shows the course, taken by the secretion of diastase in the last three series plotted according to the second method, as 20 Fig. 8. Glucose 1% ; glucose 2.5% ----.... ; glucose 4%, —.—.— (omzet- tingstijden — times taken for hydrolysis; d — days); (for the last days the lines have only been drawn partly, in order to avoid indistinctnesses in the figure). described on page 240. It is unnecessary to comment on the curve as the course of events is evident enough from it. Turning to the tables on the series containing starch, the reader will find the day on which the iodine reaction is negative for the first time, marked by a cross. If we turn to the cultures on mix- tures of glucose and starch, we find that my results do not agree with those of Kylin. It is also very obvious, that the experiment begins to be really important after all the starch has disappeared from the solution. As long as there was starch present in the solution, the enzyme concentration was determined as follows. Two equal volumes of HT + diastase 244 the culture solution were mixed, one with an equal volume of water and the other with an equal volume of 0.08% starch solution. In this way the H° in both cases was equal. The mixture to which starch had been added, took a longer time to give a negative iodine test. This difference of time was taken to be a measure of the amount of diastase present in the original solution. Ît is an open question, whether this method is quite accurate. As however it is only used during the first few days of development, during which there are no important events in the secretion of diastase, [ thought that there is very little to be said against using this method. Starch 2%. (11—22; 493) fig. 9, table 5. During the sterilisation of the culture solutions, a small preci- pitate of starch came down. This was weighed in a few cases; the average weight of the sediments was found to be about 8% of the total amount of starch used. This therefore can not influence the experiment materially. _— 1 1 se : 2 L Q 8 10 20 30 40 Fig. 9. Starch 2%. Diastase in the culture solution, (d — days). The curve of the formation of diastase in this case is very similar to the curves, given for the series on 4 and 2.5% glucose. Develop- ment however was slow, so that the maximum dry weight was reached later. The curve reaches its minimum only on the 11* day. Starch 0.5% (7—11; 155) fig. 10 ( ), table 6 A. À À i.e. inoculated with conidia from a culture on starch 0.5%. 245 Starch 0.5% (0—13; 177.5) fig. 10 (-..--.. ), table 6B. G A 1. e. inoculated with conidia from a culture on glucose 5%. These two parallel series too show remarkable differences due to the conidia, with which they were inoculated, originating from different culture solutions. As also was the case with the homol- ogous series on 2% glucose, we find a greater development of the dry weight of the mycelium in the series, where the conidia were derived from a different culture solution. At the same time less diastase was produced and in this series too a longer time elapsed before there was a homogenous and strong development of conidia. The differences are therefore analogous to those, found for the cultures on glucose, but they differ in degree. ill + diusluse His 6 SPF DO 30 Fig. 10. Starch 0.5%.. Diastase in the culture selution, À A ; GA-----... (d — days). These curves remind us strongly of the curve for the glucose 1% series. They both show only a small serration, which indicates where there is a fall and subsequent rise takes place. In a third series on 5% starch (fig. 11, table 6C) there wes a rather large precipitate cf starch after the culture solutions had been sterilised. This precipitate evidently could not be assimilated by the fungus, as is clearly shown 1. g. by the dry weight of the 13% day: 116 m.Gr. Besides the mycelium did not form a con- 246 HI ul 2 “ diastase En L 1 L L RE PIE nt 20 30 Fig. 11. Diastase in the culture solution. Starch 0.5% ; (d — days). tinuous pellicle but there were large openings in it. We may safely take this series to be one, in which less than 0.5% of foodmaterial has been given. The most remarkable fact about it is, that in the curve there is not even the slightest indication of a fall. [ intended to use this series for a special purpose, rather outside the range of the present subject; that is why Î did not take all the usual observations. Î am therefore not quite sure, that the dry weight on the 13* day (which was the only weight recorded, except that of the 32% day on which it was 95 m.Gr.) is really the maximum weight. Ît is however highly improbable that it is far out. Although this series was inoculated with conidia from a culture on starch solution of 0.5%, from a culture solution of the same composition therefore, we find. that the production of diastase is considerably weaker than that in series À A. The cause of this may be found in the scanty development of mycelium, but Î can say nothing definite about this. Starch 0.1% + Glucose 4% (9—13; 902) fig. 12 and 12 A, ( ) table 7. The curve for the production of diastase in the culture solution again shows the same characteristics as the curve of glucose 4% etc. I - ii RES Un ee. ji ni \ ES | l | z ! \ à 74 l 4 \ PA 2 à i \ où An \ 7 È | à | ÉRNANNE L 3. LAIT HE e0: 30 Fig. 12. Diastase in the culture solution. Starch 0.1% “+ Glucose 4% : Starch 0.25% + Glucose 2.5% : -----... Starch 04% + Glucose 1%: ——.— (d — days). H+ | A VE ee II PERL TE au 3 LAS To Pie à De E x NN DS z x- ES di UP PSS Fe — e\ ee M | culture 2 9 | © 3 > É solution | £ Ê $ E 5 5 RE solution È Ê = ENS 10 c.M. 5 Le 5 È E 13 10cM. |:5 575 TT PRES 18187 |17 111+301535"| 0 CRAN AUS P45, 3547 7] 1511R6221M120 = Fed fans — 4 |+103214"| 8.8| 6.8 | 12.9| 60 | 179 ni RU == ER O6 50 NT 46 13] 5.2 | 2481 +0°43°20"| 0 1.5 | 148 611=-09822%|0051"5.9/1N 4711416 12376 + NOUS 7 |—194312”| 1.4] 5. 5 |40 | 394 D | 2 9 |—1029°3%6"| 0 42/0 0:281|h615 ni Mer = A2 103.9 51 3.0 | 614 —193842"| 12 | ] 688 13 |—1919"41"| 215 | 33 2.6 | 587 = ml: 14 D 25 À] AUS = ES ni 16 | —1012°24"| 115 | 26 1.95, 746 DE RUE =. 17 = 2751825 + RUN S FD mn 086% 14752170 916 IIOUS Fo Else 21 817 = 228 enle 00322218 1801=1043127 | 295] 27 OR 1010 28/0215 122 20 na 27.3 | 2.0 —19 019] 34 | 2.4 SO © © © © © © — © 0 240112 0083%67 110251112600 012.70 1686 FR ui Des 26 002002871026 M0 24 N ES O2 OMONIM75" 0 28 a 1924182275 INIO0 2270100 Se 71010 850 30 TE 187 | HR INONRINNIN ES = 3220 ND 33 sn 23%) 26% 00015715: 1040 ee ER lors 37 Sn 2501029%1N 051524711034 nu 15010 274 Table 12A. Saccharose 5°/o 12B. Saccharose 5°/6 +Fe+Zn GS’ +Fe+Zn SS rotation | 2 : 5 |£ S æ che rotation |-£ RE = _ of the BR ÊÉ PE 53 ET ofthe |£ £ PE ES < culture 2 © POCHES Ed z £| culture os de > É solution |£ 7 & E 5 5 ESlR.s solution | £ A 25|E2.s 10 cM. |:5 Dee SE NUE ra 10 cM. |:5 5'3 GE 3 |+2045"17"| 6568 | 12.5 | 68 | 118|1+204844"| 18| 05 = : Fe 9518541 09;61"5:54 1187 6 UT 5 [+09 0227” | 7.415. 69] 495] 3611 +0°3222"| 0 I 183 6 Re 5) 420911860143 2 mn PL — 7 Lu 5721154 1.11 3.1°1:7521 0716247) 46/80 9 Se 2511305008) 22901005 Se — al es 11 |—1050/46/| 46.8 | 2.45] O0 |2.1 |1440 | —0032’24"| 15 0 | 1464 13 = 23.1.| 2,0: [00:21 1:851370 +. En 14 == 32000195 ND MSIE: st 16 D 428| 1.8 | O | 1.95 ]1469 ST ANR ONE 17 me 455 M6 ND MSN a mn 180101228607 CNT 090 0”| 9.6| O0 | 1389 19 me 4510208100 01205) _— a 20 as 502 50) 07951203 mr mn 0 2111062 71040428 072% ROSE na 7.5 RAIN 24 09 0’ 0”’| 21.4] 2.4 15) 224194) F. 12 44) 1120 28 = OA) 0 PS AIO) DE 69| 291] 1099 33 = 10.7 | 26 | O | 2.05 1042 — 3.3 224 37 A 951126 14,1 23 |1034 == 5 0 | 1103 44 — De 253229 Er | nt 275 Table 13A. Glycerine 5°/s. 13B. Glycerine 5°/. £ 2.8 SU 2 ssh ; sS |É5s| 25 | 22) $6) LE | 5 | 6 Dr Eo HD TN SE os o © > £ 5 5 3 8 5 5 © 2 | — ni 6.6 l — _ 3 ns = 8.2 6.1 23 0 0 — 4 = ot 9 6.0 111 ee D = 5 1.6 6.8 1.6 5.8 97 GE 0 48 6 0.5 6.1 0,5 5.45 128 — = = 7 1.2 5.95 2.4 5.1 127 0 0 = 9 0 5.8 0 4.8 140 Fe — 11 0 23 0 4.8 176 0.2 0.7 134 13 0 5.0 0 4 167 — SE = 16 5 4.7 5 43 476 = == = 18 49 4.2 {| 3.8 = 17 4 676 19 43 3.9 43 3.1 <Æ = En x 20 10 Dal 1.4 2:75 6i0 = = = 21 4,7 2.4 6 2.46 — 5 0 685 24 3 2235 0 2.05 572 4.7 0 504 28 4.7 22 1.4 1.90 | 1052 44 0 998 30 13.6 1.95 0 2.05 — = = 33 5 23 15 1.95 990 15 0 =. 37 5 22] 0 27 943 75 0 882 44 25 24 0 22 —= ne = = 52 5.4 271 0 2.35 = — = = EE # L. Fun G Ÿ 22422222. publié par la Société botanique néerlandaise et les … Laboratoires de Botanique des Universités d'Amsterdam de Groningue et d’Utrecht et de l’Université technique de Delft sous Ja Ce de M. M. ne van House Jr, Tine adrien Ed. Verschaffelt, : Rens Th. Weevers et F. À. F. C. Went. vob XIX. Livraison 4. Droits de reproduction et de traduction réservés. De Overneming van eenig artikel uit dit tjdschnift is verboden, overeenkomstig art. 15 en 16 van de auteurswet 1912. A Oosthoek *x Utrecht x 1922 Lx RS aise dilécéiénescsciicécisess Doté téttéettetttétettitoteitetitersteoetee dotttertttetettettotitteotettotttetoetoetéttrtetrtttéetéetettetitettrtett 800000000000 0000006005000005700005688 6 O0 20 0000000 002000 004 + ‘ VOOR LO TOO TTÉDOCLONTOOÉO RTE TO ET OÉ TOO ELLE PTOERO VO TOEROEDOES OST DETTE ÉTÉ OST SDL EEE TER TO SE DE EE 04 0 ES É60 6 PE + + É-6 0-06 0 22224 : où de Vries a fait œuvre de pionnier, occupent le premier … plan: celles sur le turgor et la plasmolyse, qui ont puissam-. ment contribué au développement de la chimie physique, pour : autant que celle-ci, s'océupe de la théorie des solutions, ‘et - celles qui se rapportent au problème de l'hérédité. Se ce GA ee en QU ce : tâche de continuer l'œuvre de Darwin, non pas en dres- sant des généalogies hypothétiques ou en se jetant dans des du grand RAR vient de paraître, gs De Vries a fait tant de recherches sur toutes. sortes dans cet ouvrage un grand nombre d'études qui les an 1 Il va sans dire toutefois que deux catégories de rechercl De Vries a été incontestablement un des premiers qui aient ‘36 spéculations philosophiques mais en faisant des recherches se exactement expérimentales au moyen desquelles il comptait pouvoir approfondir les lois de l’hérédité et de la vatal lite C'est en cela que consiste en tout premier lieu le haut eva- leur de tout ce que de Vries a produit dans les derniers temps. ÿ f: Les biologistes et les médecins accueilleront sans doute avec joie la publication d'un recueil de ces études, pour la plupart écrites en langue française, anglaise et allemande et qui, parues en majeure partie dans un grand nombre de revues scientifiques, sont des à présent presque introuvables et souvent inaccesibles. L'ouvrage est complet en 6 volumes, chacun de + 580 pages, orné de 19 gravures en couleurs et d'un grand nombre de gravures en noir. Le prix est pour l'ouvrage complet, relié en toile 50 florins. Les volumes ne se vendent pas séparément. …. L'éditeur UTRECAPR A OOSTHOEK. 3 MAY LIBRARY NEW YORK BOTANICAL GARDEN Beitrag zur Anatomie der Araliaceae. Die Blätter und Stengel von Aralia montana BI. von À. W. van der Haar. Die Araliaceae, zu welchen die Aralia-Arten gehôren, sind in anatomischer Hinsicht mehrmals untersucht worden. Für diese ausführliche Literatur sei auf: Solereder’s Systematische Ana- tomie der Dicotyledonen, S. 481—487 (1899) und Ergänzungs- band S. 165—171 (1908) verwiesen. Die Ayalia-Arten, aufer Aralia montana, sind von mehreren Forschern anatomisch ausführlich studiert worden. Ayalia mon- tana wurde von Viguier: studiert und zwar hinsichtlich der Orien- tierung der Gefäfbündel im Blattnerv und -Stiel. Meine Unter- suchung gibt nicht nur mehrere Bestätigungen der Viguier'schen Befunde, sondern einige Beobachtungen über den Bau des Blattes, des Stengels und der Schleimkanäle, welche von Viguier nicht gegeben wurden. Diese Beobachtungen môgen hier einen Platz finden, auch deshalb, weil die Aralia montana eine schwer zugäng- liche, in den Bergen Java’s zerstreute Pflanze ist; wahrscheinlich ist sie infolgedessen nur einmal (Viguier) einer anatomischen Untersuchung unterworfen worden. Die chemische und pharmakologische Untersuchung des Sa- ponins aus Aalia montana-Blatt finden sich in den Berichten der Deutschen Chem. Gesellschaft, Jahrgang 1922, S. 3041—3069. 1 Viguier, Recherch. anat. sur la classification des Araliaceae. Ann. sc. nat. Ser. 9, 4, 1—207 (1906). Siehe ebenso: Solereder. 1 278 Das Material verdanke ich der Güte des Herrn Dr.W.G.Boorsma in Buitenzorg: es stammt vom Berge ,,Salak” in Java her. Das Blatt. Die Blätter (Fig. 1) sitzen unmittelbar den Knoten der geglie- derten Stengel an. Letztere, welche von einem weifen Mark ge- füllt sind, tragen an den Gliederungen und an den Knoten Stacheln. Der Stengel ist langgegliedert und die Blätter sitzen zu zweien, gegenständig an einem Knoten. Der Stengel ist schwach behaart, das Blatt borstig (Fig. 21). Die Blätter, deren Blattrand gesägt ist, sind länglich-eirund, in einer etwas langen Spitze endend. Die Blätter, deren Nervatur fiedernervig ist, sind ca. 7 c.M. lang, und ca. 3 c.M. breit. Die Farbe ist bräunlich-grün in getrocknetem Zustande; der Geruch ist teeähnlich. Die Blatthaare sind lang und mehrere Zellen breit; sie ent- stehen aus mehreren Epidermiszellen; manchmal sind die Haare kurz, jedoch schon mehrere Zellen breit; die Haarzellen sind längs- gestreckt und schieben sich über einer grofien Oberfläche neben- emander. Die Haare enden meistens in einer längsgestreckten Gaipfelzelle, bisweilen in zwei (wo offenbar die neben der Gipfel- zelle liegende Zelle längsgestreckt ist). Die Haare vom Ayralia montana-Blatte sind also die sogenannten ,,Zottenhaare , jedoch ohne Drüsenfunktion, wie Güssow (siehe Solereder, S. 484) bei Ayalia nudicaulis fand. Die obere Epidermis des Blattes (Fig. 3) ist wie bei Polyscias nodosa gebaut. Über der Epidermis läuft die gefaltete Cuticula (in der Figur nicht gezeichnet). Stomata fehlen. Die untere Epidermis des Blattes ist wie die obere gebaut. Die Epidermis trägt normal gebaute Stomata (Fig. 4 Frontalan- sicht). Querschnitt des Blattes: Die obere Epidermis besteht aus einer Zellenreihe; dann folgt eine Reïhe längsgestreckter Palissa- denzellen, dann ein Schwammparenchym, dann eine Reïhe untere 1 Fig. 2 stellt einen Teil des Blattrandes mit Behaarung, 5 X vergrôfiert, dar 279 Epidermis, in welcher die in Fig. 4 wiedergegebenen, normal ge- bauten, über der Epidermis sich erhebenden Stomata liegen. Das Blatt ist also bifacial gebaut und besitzt kein Hypoderm. In der Blattscheibe kommen Calciumoxalatdrusen vor. Wie bei allen Araliaceae ist die Epidermis nicht verschleimt. Querschnitt durch den Hauptnerv: (Fig. 5, schematisch). Charakteristisch für die Araliaceae sind auch hier die schizogenen Sekretbehälter. Diese sind nach dem Typus Polyscias!, nicht nach dem Hederatypus gebaut. Das Sekret führt kein Harz, sondern Pektinschleim, wie ich ebenso bei Polyscias nodosa (|.c.) gefunden hatte. Solereder (1. c.) spricht von ,,gummüsem“ Inhalt der Kanäle der Araliaceae; das soll richtiger ,,schleimig” heiflen, weil der Schleim in Wasser quillt; em Gummi ist ziemhich schnell darin lôslich. Die Schleimgänge von Aralia montana sind weit- lumig, ihre Lage ist regelmäfiger wie bei Polyscias nodosa. Die sezernierenden Zellen der Schleimkanäle sind schmal (siehe für den Inhalt unten). Die Gefäfbündel liegen im Zentrum; die Anordnung ist nicht wie bei Polyscias oder Hedera. Sie sind collateral gebaut. Der Stengel. Querschnitt: In Fig. 6 ist eine schematische Darstellung der Geweben wiedergegeben. Von aufen nach innen folgen: Epidermis, Collenchym, eine braune, sklerotierte Schicht, dünnes Paren- chym, in welchem die Schleimgänge liegen, ein Bastbeleg, welcher von dem Kreis der äufersten, normal gebauten Gefäfibündel ein- gedrungen ist, dann folgt im Mark (Grundparenchym) ein zweiter Kreis umgekehrt orientierter Gefäfibündel, schliefich fast im Zentrum ein Schleimgang. Fast alle Schleimgänge sind nach der Peripherie gedrungen. Im Phloëm der Gefäfibündel liegen kleinere Schleimgänge (sie fehlen in der Zeichnung). Viguier (1. c.) spricht nirgends von Schleimgängen im Phloëm und zeichnet keine, auch nicht in den naturgetreuen Zeichnungen. Übrigens ist Obenstehen- des eine Bestätigung der Viguier'schen Befunde. 1 À. W. van der Haar, Diss. Bern, S. 79 (1913). 280 Querschnitt durch einen dickeren Stengel: Der Bau ist vom selben Typus wie oben. Das Mark hat sich jedoch stark ent- wickelt und hat den doppelten Gefäfibündelkreis nach der Peri- pherie gedrängt. Im Mark finden sich Schleimgänge. Die Schleimgänge. Der Inhalt der Schleimgänge ist noch nicht erforscht worden. Im fixierten Zustande füllt der Schleim den Kanal ganz oder teilweise (Fig. 7, die sezernierenden Zellen sind nicht gezeichnet). In ausgetrockneten Präparaten wird von Alkannatinktur keine Harzreaktion hervorgerufen. Der Schleim wird von Chlorzinkjod gelbgefärbt, auch mit Jodjodkalium tritt Gelbfärbung ein. Es liegt also kein Zelluloseschleim vor. Nach der Fixierung mittels Bleiacetat wird der Schleim von Methylen- blau intensiv blaugefärbt. Bei der Hinzufügung von Alkohol zum Querschnitt in Wasser zieht der Schleim sich zusammen; wird nun wieder Wasser zum Präparat gebracht, so dehnt der Schleim sich rasch aus und füllt den Kanal ganz auf. Wie beim von mir unter- suchten Schleim von Polyscias nodosa (|. c.) handelt es sich auch hier um einen Pektinschleim. Utrecht, Juni 1922. Recueil des trav. bot. néerl. Vol. XIX, 1922. Tab. IX. FIG.1 Schleimgang Gefässb. ; Epidermis Schlei Cotlenchym SRE braune Schicht Gefässb. Le : : Parenchym. Bastbeleg FIG 6 FIG. 7 Die Gattung Coptosapelta Korth. von Th. Valeton. Bei der Bearbeitung der Rubiaceae von Neu-Guinea, bei welcher mir das ganze Rubiaceen-Material der Malayischen, Papuasischen und Südsee-Gebiete aus dem Berliner Herbarium, Museum Bota- nicum Berolinense, gefälligst zur Verfügung gestellt war, entdeckte ich. dafi die Gattung Copiosapelta Korth., von welcher bisher nur drei Arten beschrieben waren, auch in Neu-Guinea von einigen Ârten vertreten ist, und daf auch aus Borneo, wo die Gattung zu- erst entdeckt war, noch zwei unbeschriebene Arten seit längerer Zeit in den Herbarien vorliegen. Die ganze Zahl der mir vorliegen- den ÂArten ist jetzt 10 oder 11, wozu dann vielleicht noch eine 12te Art gezählt werden muf, welche von Hooker in Ic. pl. p. 71 tab. 1089 (1867—71) erwähnt wird. als von Zollinger in Java gesammelt (Zoll. Iter secundus n. 3650). Bekannt waren bis Jetzt: C.flavescens Korth.!1 Borneo, Malayische Halbinsel und Birma, Sumatra, Java; Séylocoryne tomentosa BI.! 1828 in Herb. L.B ; Stylocoryne ovata Mia. C. Griffithir Hook.f.! Bis jetzt in Malacca, Singapore, Penang endemisch. Maingay 9881! in H. L.B. C. Hammi Val.! Endemisch auf Billiton, v. s. in Herb. D et L. - B. coll. Ham et Vordermann. 1 Die Art wurde von Schumann irrtümlicher Weise C, macrophylla (Ro xb.), K. Sch. benannt. (Nat. pfl. (1897). IWebera macrophylla Roxb., welche hier gemeint ist, ist schon von Hooker (1882), 102, als eine echte Webera (— Tarenna Gaertn.! — Séylocoryne Wight!) erkannt. Wohl wurde die Art zuerst von Wallich entdeckt (Cat.8592). aber irrtümlicher Weise als W, macrophylla Ro xb. EYE RS 282 . olacifolia(Merr.). Elm.! Philippinen, Elmerl3 355 lin Herb.L.B. In Neu-Guinea wurden 4 neue Arten entdeckt: . hameliaeblasta (Wernh.!) Val. nov. comb. Tarenna hame- liaeblasta Wernh. in Wernham, Dr. H. Forbes’'s Neu-Guinea Rubiaceae, in Journ Bot. 56 (1918), p.73, leg. Forbes, Korkoro ranges 900 m., No. 807! Woriwori No. 7281, v. s. in Herb. L. B. et in Herb. Kew. . fuscescens Val. Deutsch- Neu-Guinea. . maluensis Val. Deutsch-Neu-Guinea. . Lutescens Val. Deutsch-Neu-Guinea. . Janowskii Val. Nord-Neu-Guinea (Holl.) Jabi-Gebirge. Geel- vinkbaai, leg. Janowski. Von Borneo liegen folgende Arien vor: . Beccarii Val., Borneo, leg. Beccari. . montana (Korth. msc.) Val., Borneo, Sakoembang- Gebirge 1000 M. (Z. O. Borneo, Landschaft Tanahlaut). Dichotomischer Schlüssel zur Bestimmung der Arten. À. Aufrechter Strauch. Blattstiel kurz. Blattspitze nicht verlän- gert, hart und spitz. Kronrôhre 35—60 mm. lang, innen, wie der Schlund, unbehaart. Filamente sehr kurz, unbehaart. An- there unbehaart. Terminale Cymae aufrecht, wenig-blütig. Sumenflügel crenat, nicht ciliat: ( Lindeniopsis) : C. Hammii. . Liane. Blattstiel mittelmäfig. Blatt in ein meist kurzes Acumen mehr oder weniger plôtzhich zugespitzt. Kronrôhre kürzer als 35 mm. Anthere an der Rückenseite mit langen anliegenden nach vorn gerichteten Haaren: (Eucoptosapelta). bestimmt. Auch Griffith msc. K. D.2278 (in Herb. L. B.) definierte sie als Stylocoryne macrophylla. Webera macrophylla kann also nicht als Synoym angeführt werden, weil der Name nur auf einer falschen Bestimmung beruht. Dagegen sollte sie nach der heillosen in dem Wiener Kongresse angenom- menen Regel C. tomentiosa (BI.) Val. heiSen, weil Blu me sie als erster (1825) unter dem Namen Stylocoryne tomentosa B]. beschrieben und publiziert hat; es liegen davon zahlreiche Belegexemplare im Leydener Herbar vor. Ich über- lasse diese Namenänderung einem späteren Bearbeiter. 283 a Axilläre und terminale gestielte Cymae und Corymbi und aus solchen zusammengesetzte Pannikel (Thyrsi). a! Cymae armblütig, kurzgestielt, viel kleiner als die Trag- blätter (hôchstens 40 mm. lang, fruchtend nur 30 mm). Terminale Corymbi oft ungestielt. B.e50—100 mm. lang, unbehaart, gewühnlich 10 Seitennerven, Vorspitze sehr kurz. Schlund und Filamente kahl. Kronrôhre fast so lang als die Lappen. Früchte 7 mm. lang und breit. Samen 1.5 mm. diam.: C. olaciformis. b1 Axilläre und terminale gestielte reichblütige verzweigte Corymbi und Cymae, grofie beblätterte Pannikel bildend. a? L 2 B.60—125 mm. lang, an der Unterseite ganz oder nur auf den Nerven mit langen anliegenden und krausen Haaren bekleidet: meistens 10 bis 8 Seitennerven; Vorspitze kurz aber deutlich abgesetzt. Schlund und Filamente kahl, Kronrôhre fast so lang als die Lappen. Antherenbasis tief pfeilfôrmig gespalten. Früchte bis 10 mm. lang und breit, Samen etwa 5 mm. breit: C. flavescens. Blattnerven jederseits der Mittelrippe, 2, 3 oder 4. Vorspitze deutlich. Vorderseite der Filamente mit langen weifen, nach unten gerichteten Haaren be- kleidet, welche sich rippenähnlich in den oberen er- weiterten Teil der Rôhre fortsetzen, dieser zwischen den Rippen filzig. a Kronrôhre so lang als oder wenig kürzer als die Lappen. at B. gro8 (bis 150 X63), länglich, in eine kurze schwanzfôrmige Vorspitze verlängert, dick- lederig mit 3 bis 5 schlingläufigen Seitennerven jederseits, unten kraus behaart, die jungen B. an der Oberseite anliegend behaart. Kron- rôhre auswendig wie die ganze Inflorescenz blafigrau filzig : C. Beccarii. 284 b# B. elliptisch, kleiner als 110 mm., Unterseite nur auf den Hauptnerven behaart. Inflores- cenz nicht blafgrau-filzig. a° a* B. BI. klein. Rôhre nur 7 mm. lang, Zipfel 5—6. B. sehr breit elliptisch, nach den Standorten variierend; die grüfieren 100 * 60. Blattfuf gerundet, Anfangswinkel der Seitennerven 45—75°; nie mehr als 3 Sei- tennerven jederseits, diese anliegend dünn- filzig behaart. Thyrsen langgestielt, nie- dergedrückt schirmfôrmig, Cymae locker- blütig und meist langgestielt : C. maluensis. > Kronrôhre 8.5, Zipfel 9 mm. lang. Blatt- fuf stumpf oder fast spitz. Anfangswinkel der Seitennerven 40° oder kleiner. Blatt- nerven sowie die Zweige und Inflorescenz bräunlich-filzig behaart, 3 bis 4 Seiten- nerven jederseits : C. hamelioblasta. b* Kronrôhre viel kürzer als die Lappen. mit kurzer, stumpfer Vorspitze, 3—4 Sei- tennerven jederseits, unten ganz kraus be- haart. BI. ziemlich grofi, auswendig wie die Infl. grau-filzig. Kronrôhre 6 mm. lang und sehr breit, Lappen doppelt so lang als die Rôhre. Infl. gedrängt. BI. sehr kurz gestielt ts b' B. C. Griffithii. mit schmaler Träufelspitze, 2—4 Seiten- nerven jederseits, unbehaart. Kronrühre 4—5 mm., Lappen 7—8 mm. lang. a° B. meist 60—80 mm. lang, meist 3—4 Blattnerven jederseits: Trockenfarbe rauch- farbig, Kronrôhre 4, Zipfel 7 mm. lang: C. fuscescens. 285 b° B. meist 80—110 mm. lang, meist 2 Seiten- __ nerven jederseits: Trockenfarbe ockergelb, Kronrëhre bis 5, Zipfel 8 mm. lang. C. lutescens. b Terminale Inflorescenz racemiform, lockerblütig. Bl. einzeln oder in einfachen 3—5-blütigen gestielten Cymen in den Achseln der laubblattähnlichen Tragblätter. a! B. elliptisch oder eifôrmig oder ei-lanzettlich zugespitzt, mit rundlichem oder spitzem Fufe. Kelch tief einge- schnitten mit dreieckigen, zugespitzten Lappen, Kelch und Infl. unbehaart (BL.-Krone unbekannt) : C. montana. b! B. ei-lanzettlich, lang schwanzfôrmig zugespitzt, B.-Fuf spitz, meist im ganzen 5 Seitennerven. Quervenen deut- ich. Kelch der BI. napffôrmig, fast ganzrandig mit sehr kurzen scharfen Zähnen. BI. verhältnismäfig grofi mit langer Rôhre und erweitertem Schlundteil : C. Janowshu. Beschreibung der neuen Arten und Combinationen. Coptosapelta olaciformis (Merr) Elm! n. comb. Leafl. V. (1912—13), 1856. Randia olaciformis Merr. in Phil. Journ. Sci. III 163, (1908); Coptosapelta flavescens Merr.! (non Korth.!) New or noteworthy Phil. plants, ibid. IV (1909) p. 323. Descriptio nova. Frutex alte scandens habitu C. flavescentis. Ramuli florentes sub- teretes, subtorti, cortice plumbeo nunc glaberrimo; novelli et in- florescentiae parce hirsuto-sericei. Folia modice petiolata elliptica vel elliptico-oblonga raro subovata, brevissime subacuminata apice acuta, basi rotundata vel cuneata, subcoriacea, (petiolo parce sericeo excepto) glaberrima, in sicco utrinque pallide flavescenti-viridia, rarius viridi-olivacea, nervis utrinque vulgo.5 supra impressis, in- fra prominentibus, haud oppositis arcuato-adscendentibus et poste- 286 rioribus anteriores amplectentibus, saepe postremo singulo debi- hiore a basi ipsa oriundo. Stipulae parvae, trigonae basi tumidae. Cymae parvae in ramu- lis parvis foliosis axillares breviter pedunculatae, primo hirsutae, mox glaberrimae pauciflorae, foliis floralibus duplo breviores, in vertice ramuli in corymbos sessiles vel brevipedunculatos parvos (interdum polychasia) conflatae. Flores nunc parvi (vidi specimen luzonense). Calyx cire. 3 mm. longus, suburceolatus 5-lobus, lobis oblongis vel ellipticis obtusis. Corollae tubus 6.5 X 1.5 mm.; corollae lobi ad 9 mm. longi; faux glabra. Filamenta brevia glabra; antherae lanceolatae, tortae, 10 mm. longae, dorso parce pubescentes basi acuta brevissime bifidae. Fide Merrill (in specimine originali e Mindanao): ,,Flores 15 mm. long. Calyx 4 mm., lobis 1.8, cor. tub. 7, lobi 10 mm. Stylus 10 mm. Stigma cylindricum 8 mm. longum.” Capsulae parvae, pedicellatae et sub pedicellis bracteatae, bracte- olis hic inde instructae, calycis lobis ovato-oblongis obtusis coro- natae, didymae, sub-globosae valde compressae et medio utrinque sulcatae, 7—8 mm. latae, 5 mm. (sine calyce) altae, 5 mm. crassae, apice loculicidae, Semina minuta, (matura 2 mm.), ciliato-alata. Der Zweig ist etwa 400 mm. lang und 3 mm. dick, ein wenig contort, von einer glatten bleifarbenen Rinde bekleidet. Es sind zwei dicht beblätterte, Blüten tragende, fast senkrecht abstehende Seitenzweige vorhanden, etwa 100 mm. lang und beide wiederum verzwelgt. Die unteren B. sind 80 X40 bis 98 X46 mm. lang, Stiel bis 15 mm., die näher am Gipfel inserierten, welche alle Blüten tragen und längere Zeit zu persistieren scheinen, nur bis 55 *30. Die Zahl der Seitennerven, welche ziemlich regelmäfiig über den Mittelnerv verteilt sind, beträgt fast immer 9—10, selten bis zu 12; sie ent- springen unter eimem Winkel von 40—50 Grad. Kapseln klein, wenn reif deutlich gerippt, senkrecht auf die Septa stark komprimiert, und am Gipfel in derselben Richtung spaltend, nachher spalten sich auch die Septa. 287 ,Ein Schlingen bildender Baumkletterer: Stamm 50 mm. dick, unregelmäfig, schwer, stark verzweigt an dem Gipfel und hangende Massen bildend; Holz bitter, schmutzig weifi, geruchlos, weich:; Rinde glatt, mattbraun, an den Zweigen grün. B. lederig, nach unten gerichtet und auf den oberen Flächen gekrümmt mit zurück- gekrümmtem Apex; Inflorescenz an den längeren etwas nieder- hängenden Zweigen aufgerichtet. Blütenstiele und Kelch grün; die nach aufen gekrümmten Kronblätter milchweif; Kapsel grün.” (Elmer!). Philippinen, Mindanao, Province of Agusan in Mt. Urdaneta ad 700 m. Elmer n. 13355! Jul 1912 fructif.; (v. s. in H. L. B.): Mindanao, Lake Lanao, Camp Keithley, Mrs. Clemens. n. 1220, Sept. 1907, Typus der Art. (teste Flmer); San Antonio, Prov. of Laguna-Luzon M. Ramos 1910 (v. s. in Herb. Traj.) spec. No. 396. Philipp. ! Die Beschreibung wurde aufgemacht nach dem fruchttragenden zitierten Exemplar Elmers n. 13355, und was die Blüten angeht nach einzelnen losen BI. an einem fruchttragenden Exemplar des von Merrill zitierten Luzon-specimen (n. 396 Bur. of Science), von Coptosapelta flavescens Merrill, non Korth. Hier zeigten sich die Abmessungen etwas kleiner als von Merrill angegeben, sonst aber erwies sich die Art durch das Fehlen der Behaarung an Schlund und Filamente als nächster Verwandter von C. flavescens, mit welcher sie jedoch n. m. À. mit Unrecht vereinigt wurde. Letz- tere unterscheidet sich schon bei der ersten Ansicht durch die viel grôBeren Abmessungen. Die grôfiten Blätter sind dort bis 150 mm. lang, und auferdem von einer olivenbraunen Farbe, während die- selbe bei C. olaciformis gelbgraugrün bis olivengrün ist. Sehr auf- fallend ist der Unterschied der Inflorescenzen, in den Achseln, sowie seitlich an der Hauptachse, bei C. flavescens ziemlich lang- gestielt und reich verzweigt, bei C. olaciformis an den Achseln mit den Stielen nur 25—30 mm. lang und arm- (in unseren Expl. nur 3-) blütig und am Gipfel sehr kurz gestielt und gedrängt. Auch die Früchte haben bei ersterer die doppelte Grôfe. Und die hirsute Behaarung der Inflorescenzen und Blattstiele fehlt bei 288 C. olaciformis gänzlich. Sehr verschieden ist auch der Bau der Stipulae. Es muf jedoch erwähnt werden, daf in der originalen Beschreibung die Abmessung der Blüten sowie die Beschrei- bung der Stipulae besser mit der von flavescens stimmt als in der meinigen. Kommt C. flavescens auch auf den Philip- pinen vor? Coptosapelta hameliaeblasta (Wernh.) Val. comb. nov. Tarenna hameliaeblasta Wernh. Journ. of Bot. 56 (1918) p. 73. Frutex alte scandens habitu C. flavescentis Korth., ramis junio- ribus cum inflorescentis et petiolis crispotomentosis. Folia ellip- tica vel ovato-oblonga, breviter acute subito acuminata basi obtusa vel subcuneata vel inaequali-rotundata, pergamacea, in sicco utrin- que pallide viridi-olivacea supra nitidula, glabra subtus in nervis hirto-pilosa, nervis utrinque 3—4, inferioribus 2 proxime basi oriundis valde prorsum arcuatis, alternis hic inde sub-oppositis, supra depressis subtus valde prominentibus, dense subtiliter striu- lato-reticulata. Stipulae parvae ovatae puberulae. Corymbi bra- chiati terminales densiflori, et in axillis superioribus longe pedun- culati, folia aequantes. Flores pedicellati calyce dense piloso lobis oblongo-ovatis liberis ovario subaequilongis. Corollae lobi tubum aequantes vel sublongiores, extus subglabri, tubus extus sericeo- puberulus, intus superne (fauce) pilis reversis longis albis intra stamina dense barbatus, inferne glaber. Filamenta antice dense pilis appressis villosa. Antherae basi breviter bilobae dorso longe sericeae pilis erecto-appressis, petalis paullum breviores, basi ob- tusae. Capsula ignota. Die B. sind 30—110 mm. lang, 32—40—55 mm. breit. Die Zahl der starken oberseits niedergedrückten Seiten- nerven ist im ganzen meist 6—7, jederseits 3—4. Es kann aber ein schwacher Basalnerv, einer oder beiderseits hinzukommen und so die Zahl zu 8 steigen. Die Kelchlappen sind verhältmis- mäfig grofi (2 mm.) und dicht behaart, wie der Eierstock. Die 289 Kronrôhre ist 7.5—8.5 mm., die Zipfel 9 *25 mm. lang. Die freien Teile der Staubfäden sind 4 mm. lang, die herablaufenden Schlundrippen 3 mm. Südost-Neu-Guinea: Sogeri region (Britt.) Forbes 807! in m. Worowori 1490 m.; und 728!, Korkororanges 950 m., (1885—86). Anm. Die Art hat in dem Habitus grofie Âhnlichkeit mit C. [lavescens Korth. aus Borneo, Malaya und Java, weicht aber ab, indem der Blütenschlund und die Staubfäden dicht-lang-gebärtet sind, während sie bei C. flavescens nackt sind. Bei C. flavescens sind weiter die Blätter grôfier, die Kelchzipfel kleiner und unbehaart. Die Antheren mit 2 mm. langem pfeilf‘rmigem Fufe. Die Trocken- farbe der B. ist grünlich-braun. Die Haare sind länger und spär- licher auf der: Nerven. Die Stipeln sind grüfier, schmal dreieckig- lanzettlich, aufen kahl, am Rande behaart. Coptosapelta Beccarii Val. n. sp. Ramuli novelli cum innovationibus et inflorescentiis dense pallide sericeo-tomentosi. Stipulae parvae late trigonae acuminatae, dorso sericeae. Folia elliptico-oblonga breviter acuminata, acutiuscula basi obtusa vel subrotundata, saepe obliqua, coriacea, in sicco sordide olivacea, juniora supra appresse pilosa subtus villoso-tomen- tosa, adulta supra nitidula, subtus pilis crispis pubescentia. Nervi laterales utrinque circiter 3, rarius 4, subtus prominentes, suberecti, prorsum curvati, venae reticulatae immersae. [nflorescentiae ad apicem ramuli axillares, foliis breviores, pedunculatae, densiflorae, brachiato-corymbosae, rachi iteratim trichotoma, ramis suberectis etiam trichotomis, ultimis vulgo tnifloris, bracteis minutis trigonis sub ramificationibus. Flores brevi-pedicellati sub flore bracteolati. Ovarium ovoideum, calyx insignis cupularis ovario brevior, 5-parti- tus lobis late ovatis obtusiusculis tomentosis. Corollae tubus laci- niüs circ. aequilongus, validus sericeo-tomentosus, intus glaber, lineis dense setosis a filamentis in faucem ad medium tubi decurren- 290 tibus exceptis; lobi extus pilosi intus glabri, lineari-oblongi obtusi, antherae dorso longissime sericeo-pilosae, reflexae. Stigma fusi- forme exsertum. Capsula deest. Der Zweig besteht wie bei den anderen kletternden Arten aus langen fast runden Internodien. Die Blätter sind bis 165 mm. lang, 65 mm. breit, der Blattstiel bis 20 mm. lang, rund, oben gefurcht. Der untere aus dem vorletzten Blatte axilläre Pannikel ist, mit dem 30 mm. langen Stiel, 90 mm. lang und hat 4 Paar decussierter Seitenzweige. Die oberen beiden sind weniger reichblütig und ihre Tragblätter sind nicht ausgewachsen. Durch Reduktion der oberen Blätter werden vermutlich wie bei C. flavescens grofie terminale Pannikel gebildet. Der Kelch ist | mm. lang, der Eierstock 3 mm. die Kronrôhre 10 mm. lang, 3 mm. breit, die Zipfel 13 mm. lang, 2 mm. breit; die Antheren sind 7 mm. lang. Borneo ohne Fundort, Beccari n.2271 im Herb.mus.bot. Berol. Die Art stimmt mit C. flavescens überein in den reichblütigen corymbôüsen Inflorescenzen und in der fast gleichen Länge von Kronrühre und Zipfel. Durch die grôfieren auswendig filzig be- haarten Blüten und innen behaarte Blumenkrone, den weiten napffrmigen Kelch, die filzige Behaarung der jungen B. hat sie aber wieder viel grôBere Âhnlichkeit mit C.Griffithii. Der Kelch- saum ist etwa bis zur Mitte 5-spaltig, die Zipfel breit eifôrmig stumpf und auswendig filzig und unterscheidet die Art also von beiden bekannten Arten. Ebenso die grofien lederigen länglichen Blätter mit der kurzen linearen stumpfen Vorspitze. Coptosapelfa montana Korth. msc. Alte scandens. Ramuli floriferi graciles elongati tetragoni ap- presse aureo-tomentosi. Stipulae minutae trigonae acutae ap- presse hirsutae fragiles. Folia brevi-petiolata ovata vel elliptica vel saepius lanceolata, sensim longiuscule acuminata vel subacumi- nata acuta, basi acuta obtusa rarius rotundata, pergamacea, subtri- plinervia, supra glabra (basi excepta), subtus in costa et nervis 201 piloso-tomentosa et in axillis barbata. Nervi laterales utrinque 2—3, quorum saepe singulus debilis a basi ipsa procedens et pro- xime marginem (sicut in C. f/avescens) procurrens, ceteri for- tiores arcuato-erecti tenues, utrinque prominentes, venae den- sissime striato-reticulatae supra imprimis conspicuae, subtus oculo nudo inconspicuae. Flores in axillis singuli pedunculati vel racemi clausi 2—5 flori, longepedunculati, et cymae 3—5 florae terminales. Pedunculi flo- rum singulorum bracteolis circa medium 2 vel 4 parvis subulatis instructi, folus duplo vel triplo breviores. Pedicelli elongati validi, calyx alte 5-fidus lobis trigonis subulato-acuminatis. Corolla etc. ignota. Capsulae globosae vel ellipsoideae tomentosae demum glabres- centes, calycis lobis subulatis coronatae. Semina parva, ala regu- lariter laciniato-ciliata circumdata. Die fruchttragenden Zweige sind 1—3 mm. dick und bestehen aus 40—50 mm. langen Internodien. Nebenblätter 2—3 mm. lang (mit den Haaren). Die Blitter varieren zwischen 65 X38 und 70—45 X 25—28 mm., die Vorspitze varnert zwischen 8—14 mm. Der Blattstiel zwischen 5 und 8 mm. Die axillären und terminalen Trauben sind mit dem 30—35 mm. langen Hauptstiel 50—75 mm. lang. Die Blütenstiele etwa 20 mm. Bei den Einzelblüten sind die Stiele 15—30 mm. lang. Die Frucht ist aufgesprungen 12 mm. lang und 8 mm. breit, die Kelchzipfel etwa 1 mm. Die Samen haben mit dem Wimperflügel 2 mm. im Durchmesser. Borneo auf dem Gipfel des Sakoembang, 1000 m. leg. Korthals! Anm. Das Original dieser Art, von Korthals benannt, aber noch unbearbeitet, befindet sich im Rijksherbar zu Leyden. Durch die einfachen Inflorescenzen unterscheidet sich die Art von den bisher beschriebenen, während Habitus und Blattnervatur für die ganze Untergattung eigentümlich zu sein scheinen. Die zwischen ei-lanzettlich und breit-elliptisch variierenden acuminaten viel kleineren Blätter und die ganz unscheinbaren langhaarigen Stipeln unterscheiden die älteren Exemplare der Art augenblick- lich von C. flavescens. Junge noch nicht blühende Exemplare ) 292 beider Arten kôünnen jedoch leicht verwechselt werden, weil bei diesen auch bei C. flavescens die B. lanzettlich und lang zugespitzt sind. Die Zahl der Blattnerven 4—5 bei C. montana, 6—9 bei C. flavescens, gibt hier aber ein sicheres Unterscheidungsmerkmal. Auch die viel grôfieren obovaten unbehaarten Früchte und doppelt grôfieren Samen, die auf der Frucht persistierenden langen spitzen Kelchzähne sind wichtige Artmerkmale von C. montana. Die fast einfachen terminalen Trauben und axillären einfachen Cymen und Einzelblüten hat sie gemein mit einer seltenen, auf dem Jabigebirge (Geelvinkbaai) in Neu-Guinea von Janowski gesammelten Art. Letztere entfernt sich aber durch die Struktur des Kelches viel bedeutender von dem bisher beschriebenen Gattungstyp. Erklärung der Tafeln X und XI. Fig. 1—6: Coptosapelta flavescens Korth.— Fig. 7—13: C. Beccarii Val. Fig. 1. Blüte 3X vergr. Fig. 2. Blütenknospe 3X vergr. Fig. 3. Blütenknospe ausgelegt. 4X. Fig. 4. Staubblatt, Rückenseite, 6X. Fig. 5. Stempel 6X. Fig. 6. Eierstock und Kelch. 7X. Fig. 7. Blatt. Selbstabdruck mit Carbon Papier, Fig. 8 Blüte ohne dem Kelch, 2X vergr. Fig. 9. (Corolla ausgelegt, 2X. Fig. 10 und 11. Staub- blatt, vorn und hinten, 5X. In Fig. 10 ist die behaarte in die Rôhre hinab- laufende Riefe gezeichnet. Fig. 12. Stil und Narbe (4!'/X). Fig. 13. Kelch und Eierstock, 4X. Rte er bobmiéerl Vol: XIX 1022. ER 2* Tab: Xl Recueil des trav. bot. néerl. Vol. XIX, 1922. SE = ——_—__— Fünf neue Rumex-Bastarde B. H. Danser. (Arbeit des’ botanischen Instituts der Universität Amsterdam.) $ 1. RUMEX KLOOSII (DENTATUS =< MARITIMUS) Im Jahrgang 1921 des Nederlandsch Kruidkundig Archief (lit. 3, pag. 222) erwähnte ich, da8 Herr A. W. Kloos in den Niederlanden bei Wormerveer einen adventiven Rumex gefunden hatte in den Jahren 1915 und 1916, welchen ich betrachte als zu einer der vielen Unterarten des Rumex dentatus Campd :r4 gehôrig. Ich teilte auch mit, da ich aus diesen Pflanzen in den Jahren 1916, 1920 und 1921 Nachkommen kultiviert habe und daf ich 1921 im ! otanischen Garten zu Amsterdam eine Aussaat hatte von 8 Pflanzen, von welchen sich 2 als Bastarde herausstellten. Auf diese zwei Bastardpflanzen will ich jetzt zurückkommen. Genannte Aussaat von 8 Pflanzen hatte ich schon in sehr jungem Zustande ausgepflanzt und, da es mir nur darum zu tun war, keim- fähige Samen zu erhalten, achtete ich nicht weiter auf die Pflan- zen. Als ich einige Zeit später meine Pflanzen aufsuchte um zu sehen, wie es um die Fruchtbildung bestellt sei, bemerkte ich so- fort die zwei abweichenden Pflanzen, die entstanden sein mufiten durch Bestäubung von Rumex dentatus mit Rumex maritimus. Die Pflanzen von Rumex dentatus, welche die Samen geliefert hatten, aus welchen sich diese Bastarde entwickelt haben, waren 1920 aufgewachsen in der Nähe eines grofien Beetes mit Rumex maritimus und es ist also nicht zweifelhaft, daB es diese Pflanzen waren, welche den Rumex dentatus zum Teil bestäubt hatten. 294 Die zwei Bastardpflanzen waren einander vollkommen ähnlich. Ich habe sie beide für mein Herbar getrocknet, wo sie unter Nummer 3991 liegen. Sie sind anscheinend vüllig steril, denn ich habe keine einzige Frucht an ihnen entdecken künnen. Untenstehend folgt die Diagnose des neuen Bastardes. Ich habe ihn benannt nach demniederländischen Floristen AbrahamWillem Kloos, wegen semes grofen Verdienstes um die Erforschung der mederländischen Flora, insbesondere der adventiven Pflanzen und auch weil er die Pflanzen von Rumex dentatus gefunden hat, ven welchen meine kultivierten Pflanzen und endlich auch die zwei hier genannten Bastardpflanzen abstammen. RUMEX KLOOSII, hibrida Rumicis dentati et maritimi. Planta annua est. Radices extra laete pureque rubrae, intra albidae vel paulo rubrae sunt. Principio caulis unus adest, qui mox e pede ramos laterales caulem denique aequantes profert, ita ut planta multicaulis videtur. Hi rami parte inferiore iterum ramosi sunt. Rami omnes parte inferiore divergunt, ceterum simplices et erecti sunt et apice diu crescere pergunt, etiamsi parte maiore perigonia adulta ferunt. Denique tota plante primo visu composita videtur caulibus sim- plicibus numerosis, laxis, saepe procumbentibus. (Caules et rami omnes leviter sulcati sunt. Folia radicalia caulinaque inferiora oblongo-lanceolata, apice subobtusa, basi subito in pedem cuneiformem contracta sunt. Folia superiora gradatim ad formam lanceolatam transeunt, sed eorum basis plerumque conspicue cuneïformis est. Petioli sursum gradatim decrescunt, sed etiam in foliis summis plerumque conspicui sunt. Rami a pede usque ad apicem flores ferunt. Racemi parte in- feriore interrupti sunt, parte superiore continui denseque cylin- drici, semper usque ad apicem foliati. Vertiallastri multiflori et densi sunt, flores autem omnes steriles. Pedicelli perigoniorum adultorum tenues sunt et prope basim articulationem paulo incrassatam ferunt; valvam longitudine saepe aequant, sed nonnunquam breviores sunt, saepe tamen longiores 295 et praecipue in floribus imperfectis saepe duplo longiores sunt quam valvae. | Valvae triangulares sunt, in perigonus adultis circiter 3 milli- metra longae, basi 2 millimetra latae, utrinque dentibus plerum- que 3, nonnunquam 2 vel 4 ornatae. Hi dentes tenuiter subulati sunt, basi dilatati, valva aequilongi, saepe autem partim breviores vel longiores, et radiatim divergunt. Valvarum tertia pars apicalis integra est, apice acuta. Nervatura valvarum conspicua est et l, vel paulo elevata. Valvae omnes granulum oblonge-ovatum, 3/4 valvae longitudinis attingens ferunt. Fructus mihi adhuc ignotus est. Planta plane sterilis videtur. Haec hibrida Rumici dentato similis est habitu, forma folio- rum et magnitudine formaque valvarum, ideo cum nulla alia hibrida adhuc nota commutanda est. Düiffert tamen a Rumice dentato et originem e Rumice maritimo indicat radicibus laete rubris, racemis multo densioribus, verticillastris magis multifloris et val- varum dentibus multo longioribus. Vide quoque tabulam XII. $ 2. RUMEX DIDERICAE (MARITIMUS >< OBOVATUS) Im vorigen Paragraphen teilte ich mit, daf ich 1921 eine kleine Aussaat von Rumex dentatus gehabt hätte, um von dieser Art folgendes Jahr keimfähige Samen zu haben. Zu demselben Zwecke kultivierte ich auf demselben Beete eine kleine Aussaat von Rumex obovatus, welche Art ich gerade diesen Sommer publiziert hatte (lt. 2, p. 241, lit. 3, p. 217), nebst einer schônen Rasse von Ru- mex mariéimus, von welcher ich jeden Sommer zum näheren Studium lebende Exemplare haben wollte. Diese drei Aussaaten standen auf einem kleinen Beete so nahe aneinander, dafi die Zweige der Pflanzen der drei Arten durcheinander wuchsen. Als ich zwischen den Pflanzen von Rumex dentatus die zwei im vorigen Paragraphen beschriebenen Bastardpflanzen entdeckte, kam ich auf den Gedanken, dafi die drei Arten, die vor mir standen, einander auch gegenseitig bestäuben würden, und da es mich natürlich freuen würde, wenn ich von meinem Rumex obovatus 296 bald einige Bastarde kennen lernte, säte ich 1922 von dieser Art eine beträchtliche Menge Samen aus, die von genannten Pflanzen herstammten. Ich erhielt 175 Keimpflanzen, die ich alle zu kräfti- gen Rosetten aufwachsen lief, und unter diesen erwiesen sich bald fünf Pflanzen als saritimus-Bastarde. Sie unterschieden sich durch viel schmalere, im unteren Teile krause Wurzelblätter, später auch durch den ganzen Habitus, der dem eines sehr groben Rumex maritimus ähnlich war. Auferdem waren die Pflanzen vôllig steril. Als jedoch der herumstehende Rumex obovatus zu blühen anfing, entwickelten sich reichlich Perigone, von welchen die gut entwickelten intermediär waren zwischen denen der Stamm- arten. Als die Pflanzen älter wurden und an ihren Zweigen dichte Trauben von Perigonen trugen, begannen sich auch die sekun- dären Bastardmerkmale zu zeigen, die eine Folge der Sterilität sind. Aus den untersten Knoten der Stengel entwickelten sich Bündel von aufstehenden Zweigen und die älteren Zweige wuchsen weiter. Hierdurch ging der ursprüngliche Habitus und die Âhn- lichkeit mit den Stammeltern zum Teile verloren; es zeigte sich jedoch eine grôfiere Âhnlichkeit mit den Bastarden, die ich im vorigen und im folgenden Paragraphen beschrieben habe. Hier folgt die Diagnose dieses Bastardes. Ich habe ihn benannt nach meiner geliebten Gattin Dirkje Bouma (lat.: Diderica), meiner treuen Helferin bei der Versorgung meines Herbars und beim Kultivieren der Rumices. RUMEX DIDERICAE, hibrida Rumicis obovati et maritimi. Planta annua est. Radices extra sordide rubrae, intra laete pulchreque rubellae sunt. Caulis centralis basi mox valde ramosus est, ramis iterum ra- mosis, ita ut planta habitum Rumicis maritimi valde robusti osten- dit. Cum racemi apice semper crescere pergunt et rami e nodis infimis denique ramos novos erectos proferunt, habitus totius plantae irregularis et neglecta fit. Caules et rami omnes sulcati sunt, apicem versus laxi. Folia radicalia obovato-oblonga sunt, apice obtusa vel rotundata, basi leviter cordata vel rotundata vel paulo cuneata, parte apicali 291 margine fere plana, parte basali margine crispa. Folia caulina sursum gradatim angustiora fiunt, margine minus crispa, inferiora late obovato-oblonga, sequentia obovato-lanceolata, maxima lati- tudine supra medium, superiora (verticillastros fulcientia) exacte lanceolata, in medio latissima, margine plana. Petioli foliorum radicalium lamina paulo longiores sunt, folio- rum caulinorum gradatim breviores; folia parva racemorum fere sessilia sunt. Foliorum longissimorum lamina circa 12 centimetra longa est. Rami a pede usque ad apicem flores ferunt. Racemi parte in- feriore interrupti sunt, parte superiore continui denseque cylin- drici, semper usque ad apicem foliati. Verticillastri multiflori et densi sunt, flores autem fere omnes steriles. Pedicelli perigoniorum adultorum tenues sunt, prope basim articulationem incrassatum ferunt, valvam longitudine saepe aequant, sed plerumque breviores sunt; pedicelli perigoniorum semi evolutorum valvis saepe conspicue longiores sunt. Valvae triangulares sunt, in perigoniis adultis circiter 4 milli- metra longae, basi 2 vel 214 millimetra latae, utrinque dentibus plerumque 3, nonnunquam 2 vel 4, ornatae. Hi dentes tenuiter subulati sunt, valva aequilongi vel paulo breviores, et radiatim divergunt. Valvarum dimidia pars apicalis integra est, apice acuta. Nervatura valvarum conspicue elevata est. Valvae omnes granu- lum oblongo-ovatum, */; vel ?/; valvae longitudinis attingens, super- ficie subleve vel paulo iniquum ferunt. Fructus mihi ignotus est; haec hibrida omnino sterilis est. Etiam pollen sub microscopio fere omnino sterile videtur, granula fere omnia vida sunt. Haec hibrida praecedenti valde similis est; ab ea differt ramis magis patentibus, habitu haud ad Rumicem dentatum sed magis ad Rumicem maritimum accedente, foliis magis ad formam ob- ovatam vergentibus paulo crispis, perigoniis maioribus granulisque valvarum paulo iniquis. Ceterum cum nulla alia hibrida vel specie mihi nota commutanda est. Vide quoque tabulam XIII. 298 L. $ 3. RUMEX THELLUNGII (DENTATUS »< OBOVATUS) In der Aussaat von Rumex obovatus, welche ich im vorigen Paragraphen erwähnte, zeigten sich nicht nur 5 maritimus-Bastarde, sondern auch 5 dentatus-Bastarde. Letztere waren im Rosetten- stadium nicht von Rumex obovatus zu unterscheiden: als sie je- doch Stengel trieben, waren diese viel dünner als die von Rumex obovatus. Alle Blattachseln, auch die alleruntersten, trugen Blüten, wie bei Rumex dentatus. Bald stellten sich die Pflanzen als steril heraus. Als die Zweige länger wurden und lange, lockere Trauben von Perigonen entwickelten, war fast keine Âhnlichkeit mit Ruwmex obovatus mehr zu erblicken. Die gut entwickelten Perigone waren jedoch sehr schôn intermediär zwischen denen der Stammarten. Hier folgt die Diagnose dieses neuen Bastardes. Ich habe ihn benannt nach dem schweizerischen Botaniker Prof. Dr. A. Thel- lung, wegen seines grofien Verdienstes um die Erforschung der adventiven Flora, nicht am wenigsten der holländischen, und wegen der Mübhe, die er sich gegeben hat für die Bestimmung und das weitere Studium der beiden adventiven Arten, aus welchen dieser Bastard hervorgegangen ist. RUMEX THELLUNGII, hibrida Rumicis dentati et obovati. Planta annua est. Caulis centrali basi mox valde ramosus est, ramis iterum ra- mosis, ramis omnibus basi patentibus, ceterum erectis, in racemum longissimum simplicem exeuntibus. Ita habitus ad eum Rumicis dentati accedit, sed denique racemi apice crescere pergunt et e caulium nodis infimis rami simplices erecti proferuntur, ita ut planta e caulibus simplicibus laxis, saepe procumbentibus com- posita videtur. Caules et rami omnes leviter sulcati sunt. Folia radicalia paulo carnosa sunt, obovata, apice rotundata, basi leviter cordata, margine plana, ab eis Rumicis obovati non distin- guenda. Folia caulina inferiora apice magis acuta, basi minus cordata, ceterum ut radicalia sunt. Folia superiora gradatim ad formam ellipticam accedunt, summa oblonga vel oblongo-lance- olata, apice basique acuta sunt. 299 Petioli foliorum radicalium lamina subaequilongi sunt, cauli- norum gradatim breviores. Folia racemorum brevissime petio- lata sunt. Rami a pede usque ad apicem flores ferunt. Racemi omnino interrupti sunt vel hinc inde apice fere continui, semper usque ad apicem foliati. Verticillastri multiflori sunt, non valde densi, floribus paulo deflexis, ideo supra applanati. Pedicelli perigoniorum adultorum subcrassi sunt, prope basim articulationem incrassatam ferunt, valvarum longitudinem nun- quam attingunt, valvis plerumque l vel 14 breviores sunt. Valvae perigoniorum adultorum ovato-triangulares sunt, circa 5 vel 4 millimetra longae, basi 3 vel 314 millimetra latae, basi utrinque dentibus plerumque 4, nonnunquam 3 vel 5 ornatae. Hi dentes subulati sunt, basi dilatati, valvarum latitudine bre- viores, dimidia latitudine autem longiores. Valvarum tertia pars apicalis integra est, apice acuta vel paulo obtusa. Nervatura val- varum valde elevata est. Valvae omnes granulum ovatum vel ovato-oblongum, superficie iniquum, spumosum vel irregulare ferunt, quorum anterius maius °/; vel ?/; valvae longitudinis at- tingit. Fructus circa 212 vel 3 millimetra longus, circa 1%4 millimetra latus est, paulo sub medio latissimus. Planta nondum caulescens Rwmici obovato omnino similis est. Post caulescentiam Rumici dentato habitu magis similis fit, sed semper ab hac specie distinguenda est et originem e Rumice obovato indicat foliis racemorum latioribus, valvis maioribus et latioribus, valvarum nervatura magis elevata et valvarum granulis spumosis. Minus sterilis est quam hibridae praecedentes. Hinc inde perigonia fructifera perfecte evoluta inveniuntur. Pollen tamen sub microscopio fere omnino sterile videtur, granula fere omnia vida sunt. Vide quoque tabulam XIV. 300 $ 4. RUMEX HAGENSIS (PATIENTIA =< PULCHER) Als ich am 10. Juli 1921 den Garten des Herrn J. Th. Henrard im Haag besuchte, musterte ich an erster Stelle die Überreste der vielen Rumices, die Herr Henrard dort früher gepflanzt hatte, als er sich noch mehr speziell mit diesen Pflanzen befaite. Viele Arten, die früher anwesend waren, waren verschwunden, von anderen Àrten waren nur noch einzelne ärmliche Stengel übrig. Zwei Arten jedoch hatten sich behauptet, nämlich Rumex Paten- tia orientalis und Rumex pulcher divaricatus. Beide hatte Henrard vor Jahren vom Ruderalplatz an der Linge bei Gorinchem mitge- bracht und in seinem Garten im Haag gepflanzt. Rumex Patientia orientalis ist vielleicht eine Unterart des Rumex Patientia aus Süd- osteuropa (lit. 3, pag. 173), Rumex pulcher divaricatus wahrschein- lich eine Unterart des Rumex pulcher aus Südeuropa. Meine Freude war grofi, als ich D celen den Pflanzen von Rumex Patientia eine Pflanze entdeckte, die auf den ersten An- blick dem herumstehenden Rumex Patientia ähnlich war, die aber durch die Sterilität sich als Bastard erwies, und bei näherer Be- trachtung durch allerlei weitere Merkmale abwich, wodurch sie ihre Abstammung von Rumex pulcher verriet. Die Pflanze hatte, als ich sie entdeckte, eine unverästelte Pfahlwurzel, sie blühte also zum ersten Male. Herr Henrard hat mir die ganze Pflanze geschenkt. Der Stengel befindet sich in meinem Herbar unter Nummer 3994. Die Wurzel habe ich im Botanischen Garten in Amsterdam gepflanzt und schon im selben Jahre haben sich aus ihr viele Wurzelblätter entwickelt (Nummer 3995). Im Frühjahr 1922 trieb die Pflanze schon bald neue Blätter und bildete mehrere hohe Stengel. Hierdurch war die Âhnlichkeit mit Rumex Patientia nicht mehr so gro8 und ähnelte die Pflanze mehr einem Rumex acutus. Als die Pflanze blühte, war an der blaugrünen Farbe und der eigentümlichen Wellung der Blätter die Herkunft von Rumex Patientia, wie sie im Garten des Herrn Henrard wächst, deutlich zu erkennen. Diese Merkmale sind unbedeutend; sie erbrachten mir jedoch den Beweis, daB ich 301 mich in der Abstammung des Bastardes nicht geirrt hatte. Bald zeigten sich aber an einigen kleinen Stengeln die ersten Erschei- nungen der verhängnisvollen Rumex-Krankheit, deren Ursache ich nicht kenne und welche schon so viele Pflanzen meiner Kul- turen getôtet hat. Die kleinen Stengel wurden schlaff, die Blätter wurden schmaler, glätter und am Rande gelblich, die Blüten- knospen entwickelten sich nicht weiter. Als die grôfiten Stengel schon halbentwickelte Perigone trugen, verbreitete sich die Krank- heit über die ganze Pflanze. An einem kalten Tage war sie plôtz- ich dunkelrot überlaufen. Die Perigone entwickelten sich nicht weiter und die Blätter fingen an zu verdorren. Da solche kranken Pflanzen zwar nicht bald sterben, niemals aber gesunde Stengel treiben, habe ich die besten Zweige für mein Herbar getrocknet (Nummer 4052) und die Pflanze ausgegraben und weggeworfen. Merkwürdig ist, dal dieser Bastard gar nicht an Rumex pulcher erinnert. DaB jedoch diese Art Anteil hat an der Bildung, zeigen die eigentümlichen Perigone. Die Blätter erinnern durch ihre Grôfe ebenfalls nicht an Rumex pulcher, sondern an Rumex obtusitolius. Ich habe diesen Bastard benannt nach der Stadt, wo er ent- standen ist (lat.: Haga Comitis). Die Diagnose ist folgende: RUMEX HAGENSIS, hibrida Rumicis Patientiue et Rumicis pulchri. Radix perennis est. Caules robusti sunt et elati, metrum alti vel paulo altiores, et paniculam pulchram ob sterilitatem tamen apertissimam ferunt. Rami paniculae basi paulo patent, apice erecti sunt, in paniculae parte inferiore terni in quoque nodo, in parte superiore singuh. Folia radicalia plus quam pedem longa sunt, circuitu oblonge ovata, basi profundissime cordata, apice acuta, margine plana vel undulata. Eorum petioli lamina paulo longiores sunt. Folia cau- lina apicem versus gradatim brevius petiolata, angustiora, acutiora et minus cordata fiunt. Folia caulina inferiora basi profunde cor- data sunt, media basi rotundata, summa lanceolata basi cuneata, 302 fere sessilia. Caules usque ad ramum summum, rami autem in parte inferiore tantum foliati sunt. Verticillastri maxima parte remoti sunt, summi tantum con- ferti. Flores maxima parte steriles sunt, statuque imperfecto deci- dunt, nonnulli autem omnino evolvuntur. Horum pedicelli gra- ciles valvis subaequilongi sunt vel paulo longiores. Valvae magnae sunt, orbiculares, basi cordatae, margine irregulariter sed valde dentatae, utrinque dentibus saepe 8 vel 10 triangularibus vel su- bulatis, dimidia valvae latitudine brevioribus ornatae, in apicem del- toideum obtusum integerrimum productae, circa 8 millim. longae et latae, nervatura pulchra distincta, paulo elevata. In valva ante- riore granulum leve breviter ovatum, circa 242 millim. longum invenitur, in valvis lateralibus granulum nullum vel nervus me- dianus basi paulo incrassatus. l Fructus circa 312 millim. longus est, circa 2 millim. latus. Differt a Rumice Patientia, ewi habitu similis est, foliis pro- fundius cordatis, ramis magis foliatis, verticillastris minus con- fertis, praecipue tamen valvis profunde multidentatis distinc- tiusque nervatis. Hae notae originem e Rumice pulchro indicant. À Rumice pulchro habitu et magnitudine omnium partium valde differt. Valde similis est Ruwmici acuto; ob formam tamen perigoniorum bene evolutorum una cum foliis multo latioribus origo e Rumice crispo et Rumice obtusifolio impossibilis est. Maxime similis est hibridae Rumicis Patientiae et obtusifoli. Ab ea vix distinguenda est ramis paniculae magis foliatis, pedi- cellis brevioribus, dentibus valvarum magis irregularibus longio- ribusque et nervatura magis elevata. Vide quoque tabulam XV. $ 5. RUMEX UPSALIENSIS (DUMOSUS >< ?) Im Frühjahr 1920 erhielt ich Samen unter dem Namen Rumex fHlexuosus aus den botanischen Gärten von Kopenhagen, Bremen und Upsala. Die drei Aussaaten, die ich aus diesen Samen erhielt, waren einander so vollkommen ähnlich, daf ich vermute, da 303 sie gemeinschaftlicher Herkunft waren. Die Pflanzen waren so fremdartig und waren allen anderen mir bekannten Rumex-Arten so unähnhich, daf ich mit der grôüfiten Verwunderung ihre Ent- wicklung beobachtet habe. Es hat sich jedoch erwiesen, dafi der Name Rumex flexuosus wahrscheinlich nicht richtig ist und es kommt mir vor, dafi die Pflanzen Rumex dumosus heifen sollen. Hierzu kam ich in folgen- der Weise. Dem Index Kewensis zufolge ist Rumex flexuosus synonym mit Rumex Cunninghami Meisner. Als ich nun die authentische Diagnose dieser Art im Prodromus von De Can- dolle aufschlug (lit. 1, pag. 62), erwies es sich, daf die Beschrei- bung von Rumex Cunninghami viel weniger zu meinen Pflanzen pate als die folgende von Rumex dumosus Cunningham, welche letztere die Merkmale meiner Pflanzen sehr gut wiedergibt. Da die Bestimmung mir noch nicht ganz sicher vorkommt und es mit Hinsicht auf den zu beschreibenden Bastard nützlich ist, daf ich feststelle, welche Pflanze ich meine, gebe ich hier von der in Rede stehenden Art die folgende Beschreibung. Die Pflanze ist perennierend, blüht und fruktifiziert jedoch schon im ersten Jahre ihrer Entwicklung. Aus dem Samen entwickelt sich bald eine kleine Rosette von schmallanzettlichen Blättern. Diese Blätter sind nicht grofi, meistens nicht länger als 10 cm., spitz, am Stiel ungefähr abgestutzt, am Rande fein gekräuselt, meistens an der Basis zu zwei kurzen, stumpfen Ohren erweitert. Die Nervatur ist auffallend eigentümlich netzadrig. Bald ent- wickelt sich aus dieser kleinen Rosette ein dünner gefurchter Stengel, jedoch schon vor der Blüte entwickeln sich aus dem unteren Stengelteil gleichfalls diünne Seitenstengel. Diese vielen Seitenstengel wachsen in verschiedenen Richtungen, die unteren wagerecht, die oberen ein wenig schräg empor. Der Hauptstengel wächst auch nur kurze Zeit empor, biegt sich dann seitwärts um und wächst ungefähr wagerecht weiter. Die Seitenstengel ver- ästeln sich in ihrem unteren Teil noch einmal und bald bilden sich so viele Stengel, die ohne bestimmte Richtung weiter wachsen, daB sie sich bald zu einer unentwirrbaren Masse verschlingen. 304 Indessen haben die Stengel zu blühen und Früchte zu entwickeln angefangen. Die Wurzelblätter sind dann schon gestorben und von der Beblätterung ist nichts übrig als bei jedem Scheinwirtel ein schmallanzettliches, mehr oder weniger gekräuseltes Blättchen von einigen Zentimetern Länge. Die Stengel sind am Rande nur noch einige Millimeter dick, an den Knoten hin und her geknickt, die Glieder im unteren Teil 5—10 cm., im oberen Teil I—2 cm. lang. Die Scheinwirtel sind klein und alle von einander entfernt. Sie tragen selten mehr als 10 Blüten, meistens weniger. Wenn die Stengel schon über den grôfiten Teil ihrer Länge Früchte tragen, wachsen sie an ihrer Spitze weiter. Endlich ist die Pflanze nichts anderes als ein Knäuel durcheinander gewirrter, hin und her ge- knickter Stengel, mit einem schmalen Blättchen und einer kleinen Anzahl Blüten oder fruchttragenden Perigonen an jedem Knoten. Auch das Perigon weicht vom gewôhnlichen ab. Die Stiele sind ziemlich dick, etwa ebenso lang wie das Perigon selbst, bei einem kleinen Teil der Blüten ein wenig länger oder kürzer. In der Nähe der Stelle, wo sie am Stengel befestigt sind, zeigen sie eme Gliede- rung, und an dieser Gliederung sind sie nach unten geknickt. Die Klappen sind rhombisch bis dreieckig, an der Spitze zugespitzt, an der Basis abgestutzt bis kurz keilfôrmig, 2}/>—3 mm."lang, an beiden Seiten meistens mit 2, selten | oder 3 dreieckigen zuge- spitzten Zähnen, die nicht länger sind als die halbe Breite der Klappe. Die Nervatur ist dick und erhaben, aber der Mittelnerv ist nicht zu einer Schwiele verdickt. Die Frucht ist ungefähr 11% mm. lang und 1 mm. breit. (Vgl. Taf. XVI, Fig. 3.) Zu allen diesen Eigentümlichkeiten kommt noch, daf die ganze Pflanze nicht grün, sondern schôn bronzefarbig ist. Zwischen den Pflanzen, die ich kultivierte aus den Samen des Botanischen Gartens zu Upsala, wuchs eine Pflanze auf, die stark von den anderen abwich und die sich durch das viel normalere ÂuBere und die Sterilität als Bastard erwies. Sie zeigte jedoch so viele Merkmale, die an Rumex dumosus erinnerten, daf Unreinheit des Samens nicht die Ursache ihrer Anwesenheit sein konnte. Diese Bastardpflanze hat 1920 und 1921 geblüht, jedoch kein ein- 305 ziges Perigon hat sich so weit entwickelt, daf ich habe feststellen kônnen, welches die andere Stammart ist. Zweige dieser Pflanzen befinden sich in meinem Herbar unter den Nummern 3992 und 3993. Im Frühjahr 1922 entdeckte ich im Botanischen Garten zu Amsterdam, unweit der Stelle, wo ich 1920 Rumex dumosus kul- tiviert hatte, vier junge Rwmex-Pflanzen, die genannter Bastard- pflanze sehr ähnlich waren. GewiB sind auch diese vier Pflanzen dumosus-Bastarde. Drei von diesen Pflanzen haben 1922 geblüht, jedoch auch diesmal hat sich kein einziges Perigon so weit ent- wickelt, daf ich etwas betreffs der zweiten Stammart habe fest- stellen kônnen. Ich habe darum auch nicht die Gewifheit, dafi die 5 genannten Bastardpflanzen aus denselben Arten entstanden sind. Die letzteren vier Pflanzen vom Jahre 1922 standen an einer Stelle, wo 1920 ein grofies Beet mit Rumex salicifolius war. Die Eigen- schaften der Pflanzen lassen es nicht unmôglich erscheinen, daf die zweite Stammart Rumex salicifolius ist. In jedem Falle haben wir es hier mit neuen und sehr seltenen Kombinationen zu tun. Ich will hier die erste Pflanze, die ich aus Upsala erhielt, beschreiben, und ich benenne sie nach der Stadt, wo sie entstanden ist. Die anderen Pflanzen will ich vorläufig unter demselben Namen in meinem Herbar aufbewahren (unter den Nummern 4048, 4049, 4115), obgleich ich nicht von ihrer Identität überzeugt bin. RUMEX UPSALIENSIS, hibrida Rumicis dumosi. Ala species parens mihi ignota est. Radix perennis est et caules plurimos profert. Caules pedales e basi prostrata adscendent, tenues et striati vel leviter sulcati sunt et paniculam parvam apertissimam ferunt. Rami fere simplices patent; tenues et maxima parte foliati sunt. Post anthesin caules e nodis infimis ramos novos proferunt. Folia basalia lanceolata sunt, margine crispulata, apice acuta, basi rotundata vel breviter cuneata, supra basim nonnunquam paulo dilatata. Folia superiora gradatim minora sunt, pro latitu- dine angustiora, margine minus crispa; folia summa angustissime lanceolata et plana sunt. 8% 306 Verticillastri omnes remoti sunt et paucos (raro plures quam 10) flores ferunt. Pedicelli deflexi, inconspicue articulati, subgraciles et peri- gonio semiperfecto aequilongi vel duplo longiores sunt. Flores omnes steriles, partim tamen semievoluti. Horum sepala exteriora linearia sunt, 2 millimetra longa; sepala interiora anguste triangularia vel anguste rhomboidea vel lingulata sunt, ad 3 millim. longa, basi circiter millim. 112 lata, utrinque nonnunquam dente singulo brevi ornata. Folia juventute fusca sunt, postea viridia. Vide quoque tabulam XVI. Zitierte Literatur. 1. À. de Candolle, Prodromus systematis universalis regni vegetabilis, XIV (1856). 2. B.H. Danser, Bijdrage tot de kennis van eenige Polygonaceae. Nederlandsch Kruidkundig Archief 1920, pag. 208 (1921). 3. B. H. Danser, Bijdrage tot de kennis der Nederlandsche Rumices. Neder- landsch Kruidkundig Archief 1921, pag. 167 (1922). 307 Erklärung der Tafeln. Taf. XII, Rumex Kloosii und seine Eltern, nach Herbarpflanzen. 1, Rumex Kloosü; verästelter Zweig mit blühenden und weiter entwickelten Blüten, auf 1/; der natürlichen Grôle. 2, Rumex Kloosi; véllig entwickeltes Perigon, auf 14 der natürlichen Grôfe. 3, Rumex maritimus; vüllig entwickeltes, fruchttragendes Perigon, auf !’/, der natürlichen GrôBe. 4, Rumex dentatus; vôllig entwickeltes, fruchttragendes Perigon, auf !/, der natürlichen Grôle. Taf. XIII, Rumex Didericae, nach Herbarpflanzen. 1, Verästelter Zweig mit vôllig entwickelten Perigonen, auf 1/; der natürlichen Grôfe. 2, Untere Partie einer jungen Pflanze mit Wurzelblättern und unteren Seitenstengeln, auf 1/; der natürlichen Grüôfe. 3, Vüllig entwickeltes Perigon, auf !/,; der natürlichen GrôüBe. Taf. XIV, Rumex Thellungii, nach Herbarpflanzen. 1, Verästelter, blühender Zweig, auf 1/; der natürlichen GrôBe. 2, Zweig mit blühenden und weiter entwickelten Blüten, auf /; der natürlichen Grüle. 3, Vôlhig entwickeltes, fruchttragendes Perigon, auf :/, der natürlichen Grüfe. Taf. XV, Rumex hagensis, nach Herbarpflanzen. 1, Mittleres Stück eines reifen Blütenstandes, mit hier und da véllig entwickelten, fruchttragenden Perigonen und nur noch einem Teil der sterilen Perigonen, auf 1/; der natürlichen Grôübe. 2, 308 Zweïglein eines weniger weit entwickelten Blütenstandes, mit vielen sterilen Perigonen, auf ‘/; der natürlichen Grôle. Wurzelblatt, auf 1/; der natürlichen Grüfe. Vüllig entwickeltes, fruchttragendes Perigon, auf /, der natürlichen Grüfe. Rumex upsaliensis und Rumex dumosus, nach Herbar- pflanzen. Rumex upsaliensis; Stengel mit ausgeblühtem, sterilem Blütenstand, auf !/; der natürlichen Grôbe. Rumex upsaliensis; ausgeblühter, aber steriler Schein- wirtel, auf *°/; der natürlichen Grôlie. Rumex dumosus; reïfer, fruchttragender Scheinwirtel, auf !°/, der natürlichen Grôle. Recueil des trav. bot. néerl. Vol. XIX, 1922. Tab. XII. BHDANSER Recueil des trav. bot. néerl. Vol. XIX. 1922. Tab. XIII. BHDANSER Recueil des trav. bot. néerl. Vol. XIX, 1922. Tab. XIV. ab XV: Recueil des trav. bot. néerl. Vol. XIX, 1922. BHDANSER () z 42 7 CES ’ Ô D , ne DA S '@ Recueil des trav. bot. néerl. Vol. XIX, 1922. Tab XVI INDE Xr1ALPHABÉEPIQUE par Annie M. Hartsema. A Abel 150. Adler, L. 232, 263. Âkerman 23. | Amstel, J. E. van 143. Aralia montana 277, 278, 279. Aralia nudicaulis 278. Arisz, W. H. 26, 49, 78, 79, 101, 131, 134. Aspergillus niger 219—221, 226—232, | 237, 249—251, 259, 261—265. Aspergillus Oryzae 219, 263. Avena 2, 4, 13, 26, 27, 30. 34, 37—41, 45, 46, 48, 50, 65, 120. 130, 134—136, 142, 170, 171, 183. B Babes, V. 150. Bakhuijzen, H. L. van de Sande 26, 49, 50. 58, 59, 64, 69, 134. Balls, W. L. 150. Barnett, G. D. & Barnett, C. W 263. Bary, De 218. Bayliss, W. M. 263. Beale, L. 149. Beccari 282. Behrens, W. 150. Benecke, W. 237, 263. Biedermann, W. 263. Blaauw, A.H. 1, 2, 25—28, 31—33, 49, | 62, 76, 78, 79, %6, 97, 123, 131, 134. | Blackman 140, 141, 143, 147, 151, | 153, 182. Blume 282. Boas, F. 228, 263. Boas, F. & Leberle, H. 237, 263. Boeke, H. E. 150. Boeseken, J. 227, 263. | Boorsma, W. G. 278. Bose, Sir J. C. & Das, G. 3. 134. Botrytis cinerea 263. Bouter, À. de 133. Bouter, P. A de 9, 12, 73, 133. Bovie, W. T. 3, 8, 9, 14, 134. Brandt, R. 151. Braun, Al. 185. 186, 194, 199. Bremekamp, C. E. B. 33, 35, 66, 69, 101, 122, 124, 134. Brenner, W. 227, 228, 263. Brieger, E. 150. Budde, J. K. 139. Büsgen, M. 219, 263. Bushee, G. L. 142. Butkewitsch, W. 220, 263. C Candolle, A. de 303, 306. Celakovsky, L. J. 184. Charlier 148, 169. Church, À. H. 184. Clark, J. 166. Clark, O. L. 35, 134. Clark, W. M. & Lubs, À. H. 231, 263. Cohen Stuart, C. P. 139. Colin, H. 221, 263. Coptosapelta Beccari 282, 283, 289, 292. 310 Coptosapelta flavescens 281, 283, 285, | Ewart, A. J. 140. 141, 147, 148, 150. 287—292. Exner, F. M. 150. Coptosapelta fuscescens 282, 284. Coptosapelta Griffithii 281, 284, 290. 1 Coptosapelta hameliaeblasta 282, 284, | Falkenberg 208, 209, 214, 218. 288. Fermi, C. 219, 264. Coptosapelta Hammi 281, 282. Fermi, C. & Montesano, G. 219, 264. Coptosapelta Janowskii 282, 285. Fernbach, A. 264. Coptasapelta lutescens 282, 285. Ferula thyrsiflora 195—199, 205, 206. Coptosapelta macrophylla 281. Fischer, E. 264. Coptosapelta maluensis 282, 284. Fischer, H. W. 150. Coptosapelta montana 282, 285, 290, | Flesch, M. 149, 152, 160. 291. Frôschel, P. 27, 32, 134. Coptosapelta olaciformis 282, 283, 285, | Funke, G. L. 219, 264. 287, 288. Coptosapelta tomentosa 282. G Cottrel, F. G. 151. Gloeosporium 229. Curtis 189, 190. Goebel, K. 186. Czapek, F. 34, 122, 132, 134. Grafe, V. 59, 134. Grezes, G. 221, 229, 264. D Griffith 281. Gscheidlen, R. 149. Danser, B. H. 293, 306. Güssow, 278. Delpino 194. Guttenberg, H. Ritter von 34, 135. Denier van der Gon 73. Dippel 149. H Dox, A. W. 221, 264. Druivesteyn, M. J. 75. Drude 206. Duclaux, E. 220, 264. Haar, A. W. van der 277, 279. Haga, Anna 207. Hansteen, B. 142, 170, Harreveld, Ph. van 14, 22, 102, 135. Hartley, E. H. 149. E Hedera 279. Eichwaid, E. & Fodor, A. 264. Henrard 300. Eichler, A. W. 187, 188, 204. Hofmeister, W. 186. Elfing, F. 33, 134, 227, 237, 264. Hooker 281. Elmer 282, 287. Houtte, L. van 189. Elodea 141, 204. Hydrocharis 142. Elodea canadensis 204. Hydromystria stolonifera 142. Elodea densa 204. Engelmann, Th. W. 145, 149. I Fngler & Prantl 189, 206. Inouye, K. 150. Euler, H. 264. Israël, O, 150. 311 J Janowski 282, 292. Johannsen, W. 169. K Katz. J. 220, 259, 264. Klebs, E. 149. Kloos A. W. 293,264. Kolthoff, !. M. 231. Koningsberger, V. } 1, 135. Kotthas 291. Kraus, R. 150. Krones, F. 35, 135. Kühne, W. 148. Kuijper, H. 221, 243, 259, 264. L Lappalainen, Hanna 226, 227, 264. Lefèvre 149. Lepidium 38, 135. Lilium canadense 189, 190. Lilium Martagon 189, 190, 195, 197, 199, 203, 206. Lilium superbum 189, 190. Lippmann, O. v. 264. ons JR A1: Lôwit, M. 150. Lundegardh, H. 3, 77, 135. Lupinus 120. Luxburg, Graf H. 33, 135. M Mangin 218. Martius, von 184. Matthaei, Miss 143. Merrill 286, 287. Michaëlis, L. 231, 264. Michaëlis, L. & Davidsohn, H. 264. Michaëlis, L. & Menten, Miss M L. 260, 264. Michaëlis, L. & Pechstein, H. 264. Migula, W. 143. Molisch, H. 150, 153, 158. Moil, J. W. 73. Monilia sitophila 220, 232, 265. N Nägeli, C. von 140, 149, 152, 160. Nitella syncarpa 142. Noll, F. 33, 135. Nuttall, C. 150. O Ornstein, L. S. 73. Ostwald-Luther 155, 157, 159, 163, 169, 170. P Panicum 30. Panum, P. L. 149. Pekelharing, C. A. 264. Peniciilium 264. Penicillium camemberti 221. Penicillium glaucum 220. Prec oWe 33 12101 4220147, 150, 152, 160, 220, 239, 264. Pfeiffer, L. 150. Phycomyces 62. Pinanga patula 207. Plehn, F. 150, 152, 153. Polygonatum verticiliatum 200, 202— 204, 206. Polyscias nodosa 278—280. Pottevin, H. 221, 265 Primula 199, 200, 205, 206. Primula acaulis 205. Primula Bulleyana 199, 201. Primula imperialis 200. Primula Kewensis 200. Primuia obconica 200. Primula sinensis 200. R Randia olaciformis 285. Ranvier, L. 149, 150. 312 Raulin, J. 257, 265. Richter 154. Ringer, W.E. 231. Ringer, W. E. & Trigt, H. van 265. Roelink 160. Rollett, A. 149. Romeli-Risz, Frau M. M. 33, 118— 120,152 2182: Rothert, W. 30, 37, 40, 41, 45, 46 57, 135. Rumex acutus 300, 302. Rumex Cunninghami 303. Rumex dentatus 293—295, 297—299, 307. Rumex Didericae 295, 296, 307. Rumex dumosus 302—305, 308. Rumex flexuosus 302, 303. Rumex hagensis 300, 301, 307. Rumex Kloosii 293, 294, 307. Rumex maritimus 293—298, 307. Rumex obovatus 295, 296, 298, 299. Rumex obtusifolius 301, 302. Rumex Patientia 300—302. Rumex Patientia orientalis 300. Rumex pulcher 300—302. Rumex pulcher divaricatus 300. Rumex salicifolius 305. Rumex Thellungn 298, 307. Rumex upsaliensis 302, 305, 308 Rutgers, A. A. L. 140, 143, 154—156. Rutten-Pekelharing, Frau C. J. 32, 35, 135: Risselberghe, F. van 150. S Sachs, J. von 2, 135, 147, 149, 153. .- Schaffnit, E. 151. Schiemann, E. 227, 265. Sch:mper, K. Fr. 185, 186, 194. Schklarewski, A. 149. Schleiden 218. Schoute, C. 18. Schoute, J. C. 184. Schultze, M. 149. Schumann 281. Schwarz, F. 142. Schweiger-Seidel, F. 149. Seddig, M. 150. Senarmont 149. Sierp, H. 26, 27, 37—39, 41, 48, 50, 57, 59—62, 67, 70, 135. Small, J. A. 120, 135. Solereder 277—279. Sürensen, S. P. L. 230, 231, 265. Sperlich, A. 35, 135. Stein, Th. 150. Strasburger, E. 207, 208, 215—218. Stricker, S. 149. Stylocoryne macrophylla 282. Stylocoryne ovata 281. Stylocoryne tomentosa 281, 282. Styphelia vzrticillata 206. Svedberg, Th. 150. Symons, W. H. 149. Symphytum bulbosum 185. Symphytum tuberosum 185. Symphytumn Zeyheri 185. T Talma, E. G. C. 14, 135, 140, 143. Tarenna 283. Tarenna hame!liaeblasta 282, 290. Teodoresco, E. C. 150. Thellung, A. 298. Thomé, O. W. 149. Tollenaar, D. & Blaauw, A. H. 50, 62, 159: Tradescantia 141, 144. Tradescantia repens 207. Trianea 139, 142, 144, 156, 161, 167. 170, 171, 176, 183. U Unger 217 313 V Valeton, Th. 281. Vallisneria 141. Velenovsky, J. 184. Velten, W. 140, 147, 149, 154, 152, 160. Vignal, W. 150. Viguier 277, 279. Vink 153. Vogelsang, H. 149. Vogt, E. 1, 26—28, 37—39, 41,45—46, 57, 59, 136. Vries, Hugo de 144, Vries, M. S. de 140, 143. W Wallich 281. Walter, H. 38, 70, 136. | Webera macrophylla 281, 282. Wehmer, C. 237, 265. Went, F. À. F. C. 132, 133, 139. 153, 220—222, 224, 229, 262. Wernham 282. Westerdijk, Joha. & Luijk, A. van 229, 265. Wohlgemuth 265. Wortmann, J. 219, 265. Z Zea Mays 207—210, 213, 215, 216, 218. Zollikofer, C. 1, 2, 6, 14, 26, 33, 37. 40, 41, 43, 59, 70, 101, 105, 118, 119, - 121, 136. Zollinger 281, d Ü T LS ) De. ( F” ET Le DA LINE. * à : A 1e te Ta + — nn. nœmmnmfs dm en emntaiel 0 Ait à de à co de ‘ Ag mie LE 74 A 1 re $ re nets [al m Er 4 11 DT AU re Th Yaltôn te taie … Tafe X ae Le MES 4 Recueil des travaux botaniques néerlandais si publié par la Société botanique néerlandaise et les - Laboratoires de Botanique des Universités d'Amsterdam de Groningue et d'Utrecht et de l'Université «K technique. de Delft sous la rédaction de M. M. _G. van Iterson Jr., P. Jansen, À. A. Pulle” et Tine Tammes. Volume XX. Droits de reproduction et de traduction réservés. .Overneming van eenig artikel uit dit tijdschrift is verboden, overeenkomstig art. 15 en 16 van de auteurswet 1912. Drukkerij en Uitgeverij J. H. DE BUSSY AMSTERDAM. A0, 1923 Op de ledenvergadering van 27 Januari I.I. te Delft is besloten tot een wijziging der statuten. De leden, die wijzigingen willen voorstellen, kunnen tot 31 Maart a.s deze inzenden bij den eersten secretaris, den Heer Dr. M. J. SIRKS te Wage- ningen, Rijksstraatweg 62. _ Recueil : des travaux botaniques néerlandais Recueil des travaux botaniques néerlandais publié par la Société botanique néerlandaise et les Laboratoires de Botanique des Universités d'Amsterdam de Groningue et d'Utrecht et de l'Université technique de Delft sous la rédaction de M. M. G. van Iterson Jr., P. Jansen, À. À. Pulle et Tine Tammes. Volume XX. Droits de reproduction et de traduction réservés. Overneming van eenig artikel uit dit tijdschrift is verboden, overeenkomstig art. 15 en 16 van de auteurswet 1912. Drukkerij en Uitgeverij [. H. DE BUSSY AMSTERDAM. A. 1923 - Me Fr il éshisliadt 2aupinsiod 1108 ; ® sai A b AIT Tawr! î F 18302 (Dino loE cl Tue de, ns, AE : pe SU AA ANT NT 11 PRIE E TRE 14190 #1 sd : i = ) 4 = cn CITÉE + è j 21 MIT TI LL) ! 14 AFRICAN L a ge 17-59 F AELEA | 11718 JE 25010092 SOMMAIRE. FPBannier: Untersuchungen über apogame Fortpfanzung bei einigen elementaren Arten von Erophila verna D. S. Fernandes. Aerobe und anaerobe Atmung bei Keimlingen von Pisum sativum . Ve EKomingshberger. Lichtintensität und Lichtempfindlichkeit . O. Posthumus. À contribution to the knowledge of the relation between Psilophyton and Rhynia. Theo J. Stomps. À contribution to our knowledge of the origin of the British flora. el 0315 "O2 rat VATAUMM Ye 6 411 la LIBRARY NEW YÜUkRK BOTANICi GARDEN UNTERSUCHUNGEN ÜUBER APOGAME FORTFLANZUNG BEI EINIGEN ELEMENTAREN ARTEN VON EROPHILA VERNA von J. P. BANNIER. RABITEEST Einleitung. Âltere Untersuchungen über Erophila verna. Polymorphismus und Apogamie. $ 1. Einleitung. Je crois qu'elles doivent être regardées comme des espèces et même comme les seules vraies espèces, parce que je crois à l'espèce, comme l'humanité entière y a toujours cru, comme les savants de tous les pays ont cru jusqu’ à Lamarck, l'inventeur de la théorie du trans- formisme, qui a été restaurée et reduite en formules de nos jours, par Darwin et par ses sectateurs."” In diesen Worten fasst Alexis Jordan (1873) seine Auffassung über das Wesen der ,,Elementaren Arten” von Erophila verna und über die Unveränderlichkeit in der Natur zusammen. Davon überzeugt, dass nur die Schôpfungslehre die wahre Lehre ist, dass Lamarck und Darwin ,ces modernes théoré- ticiens’” eigentlich nur Ketzer sind, versucht er, die absolute Konstanz in der ganzen Natur zu beweisen. Die Unver- änderlichkeit findet er auch bei den kleinsten Gruppen von einander vôllig gleichen Individuen, bei den elementaren Arten, welche ,toutes, sans exception, se conservent par- faitement identiques, sans hybridation, sans modification aucune, les individus d'une même forme n'offrant jamais d'autre différence que celle de la taille suivant qu'ils sont 2 plus ou moins nombreux dans un même espace de terrain, ou que le sol est plus ou moins fertile.” Jordan hatte sich also zum Ziel seiner Arbeit gestellt, die Schôpfungslehre zu unterstützen und Beweise gegen die Deszendenzlehre zu liefern; als wesentliches Resultat hat er uns jedoch die Erkenntnis gebracht, dass sehr viele Arten, welche bisher als einheitlich angesehen wurden, Komplexe sind von mehreren, einander sehr nahestehenden, aber erblich verschieden bleibenden Kleinarten. Sein Ziel hat er also nur teilweise erreicht, aber die Mittel, mit denen er zum Ziel gelangen wollte, waren so wichtig, dass nur dadurch schon sein Name und seine Arbeit über Jahrhun- derte hinaus bekannt bleiben werden. Von den ÂArten, bei denen Jordan einen grossen Polymorphismus nachgewiesen hat, ist Erophila verna wohl die bekannteste. Diese Species wird dann auch immer als Beispiel genannt wenn von Vielgestaltigkeit die Rede ist. Verschiedene Autoren haben sie schon zur Stützung ihrer Theorien über Artbildung zu benutzen versucht. Eine Bearbeitung der Species Erophila verna, von neueren gene- tischen Ansichten ausgehend, ist erst einmal geliefert worden, nämlich durch die Untersuchungen Rosen's (1911) Es ist wohl eigenartig, dass diese für Erblichkeitslehre und Systematik so wichtige Art nicht häufiger Objekt experimen- teller Untersuchungen gewesen ist. Als Herr Dr. J. P. Lotsy in Velp mir im Frühling 1921 vorschlug, seine Erophila-Kulturen zu übernehmen, die schon vor einigen Jahren angefangene experimentelle Arbeit weiterzuführen und einige Kleinarten cytologisch zu unter- suchen, war es mir dann auch sehr angenehm, diesen Vorschlag annehmen zu kônnen. Warum meine Arbeit sich mehr auf cytologischem Gebiet als auf experimentell genetischem bewegt hat, wird aus dem negativen Resultat der angeführten Kreuzungsversuche hervorgehen. Herrn Dr. J. P. Lotsy an dieser Stelle meinen herz- $ lichsten Dank auszusprechen für die Ueberlassung vieler seiner Pflanzen und für die Freundlichkeit, womit er mir gestattette, seine Versuche weiter auszuarbeiten, ist mir eine sehr angenehme Pflicht. $ 2. Historisches über Erophila verna. Alexis Jordan war der erste Forscher, der sich nicht nur mit der systematischen Stellung von EÉrophila verna (Draba verna L.) !), sondern auch mit der Ungleichfôrmigkeit innerhalb dieser Species beschäftigte. Jordan hat verschie- dene Linné'sche Species in zahlreiche ,,elementare Arten” zerlegt, nicht nur Erophila verna, sondern auch Ranunculus monspeliacus, Ranunculus acer, Aquilegia vulgaris, Papaver Rhoeas, Arabis hirsuta, Thlaspi arvense, Biscutella laevigata und viele andere Species. Er ging von dem vollkommen richtigen, aber bis dahin zu oft vernachlässigten Grundsatz aus, dass für die Speciesunterscheidung nur solche Merkmale zu verwerten sind, welche sich erblich unveränderlich Zzeigen, also mit Ausnahme von allen auf äussere Einflüsse zurück- zuführenden Merkmale. Darum kultivierte er die Pflanzen im Versuchsgarten unter môglichst gleichmässigen Bedin- gungen. Viele Jahre lang dauerten seine Versuche, durch die er fand, dass die verschiedenen, aus Süd- und Mittel- Frankreich zusammengebrachten, und oft nur durch sehr kleine Differenzen von einander zu unterscheidenden Erophila's 1) Die Systematiker waren schon vor Jordans Zeit uneinig über die Stellung von Draba verna L.im System. De Candolle (Prodromus |) trennte die Gattung Efophila mit zweispaltigen Blumenblättern von der Gattung Draba ab. Prantl (E.u.P. III 2) fasst 5 Sektionen, nämlich Drabella, Heterodraba, Erophila (Draba verna L. mit vielen Kleinarten), Drabaea und Aizopsis zusammen unter dem Gattungsnamen Draba. Der Name Erophila verna für die ganze Sammelart stammt von E. Meyer. Weil auch Jordan und Rosen die Kleinarten als Erophila mit ihrem Kleinartsnamen bezeichnet haben, obwohl sie eigentlich Draba verna mit letzterem Namen heissen sollten, werde ich auch hier dieselbe Nomen- clatur benutzen. 4 durch Jahre hindurch konstant blieben. Die Nachkommen- schaft besass immer genau dieselben Merkmale wie die Mutterpflanze. Zwischenformen oder Hybriden wurden nie beobachtet. Wie nahe er die unter sich verschiedenen Pflanzen auch aneinander setzte, immer brachten sie wieder erblich gleiche und konstante Nachkommenschaït hervor. Deshalb sieht Jordan die erblich konstanten Erophila's nicht als Varietäten an, obwohl sie auch nach seiner Zeit oft noch als solche beschrieben sind, sondern als ÂArten und wohl die einzig echten Arten: ,, Elles n'ont pas de tendance à s’hybrider entre elles, d'où il résulte, qu'elles: n'ont pas de tendance à se rapprocher, se confondre et qu'elles demeurent invariablement distinctes. Enfin, elles sont héréditaires et permanentes, d'où l'on doit conclure qu'elles ne peuvent être considérées comme des variétés et qu'elles doivent être prises pour des espèces ou pour des races. Il faut nécessairement choisir entre l'une ou l'autre de ces appeilations..... Je crois qu'elles doivent étre regardées comme des espèces.” Selbstbestäubung ist wohl die weitaus allgemeine Bestäubungsweise bei Erophila, aber Jordan hat schon die Môglichkeit der Fremdbestäubung eingesehen. Jordan woilte mit seinen Untersuchungen über konstante Species seine Auffassung über die Unveränderlichkeit der Mateïie unterstützen. Variationen sind nur als Resultat von äusseren Finflüssen môüglich, erblich kôünnen sie nie sein, weil dann die Materie sich ändern müsste. Modifi- cationen nennt er also Varietäten. Jordan's theoretische Ansichten sind sehr interessant; weil sie jedoch nur histo- rischen Wert haben, will ich sie hier nicht weiter erôrtern. Sie sind in zwei Schriften von Jordan selbst geschildert (1853, 1864), während Rosen (1889) sie später sehr ver- ständlich skizziert hat. Von ungefähr 1850 an hat Jordan seine elementaren Arten gezüchtet. Schon 1852 unterscheidet er 5 Formen, 1864 bereits 53, welche er alle als Species betrachtet. 5 während er 1873 in seiner sehr bekannt gewordenen Mit- teilung in der ,Association française pour l'avancement des sciences” von ungefähr 200 elementaren Arten spricht, welche er jedes Jahr aus Samen züchtet. Verschiedene hiervon sind in den ,Ïcones ad Floram Europae” von Jordanund Foureau abgebildet. Der allgemeine Habitus der Pflanzen ist derselbe, die Unterschiede beziehen sich hauptsächlich auf Fruchtform, Blattform, Behaarung und kleinere Differenzen der Blumen. Jordan's Resultate über die Samenbeständigkeit der Erophila's sind mehrere Male bestätigt worden. Wie Hugo de Vries(1901, 1905) mitteilt, hat Thuret sie experimentelil geprüft und die Konstanz richtig gefunden. De Bary hat in den Jahren 1885—1887 viele Erophila- Kleinarten aus der Umgebung von Strassburg und Frankfurt a.M. unter- sucht und genau denselben Erfolg gehabt. Verschiedene seiner Pflanzen waren den Jordan’schen sehr ähnlich, so dass er sie mit demselben Namen andeutet. Die Identifizierung war sehr schwierig wegen der äusserst feinen Differenzen. Andere waren bestimmt neue Formen. De Bary hat seine Resultate selbst nicht mehr publizieren kônnen, aber deren posthume Verôffentlichung erfolgte 1889 durch Rosen, der selbst die Versuche zu Ende führte und ausserdem noch einige Theorien über die Bildungsweise der Erophila- Species hinzufügte. Rosen ordnete die verschiedenen Kleinarten in neue Reihen, dabei meistens dieselben Cha- raktere verwendend, welche auch Jordan benutzt hatte. Auch er findet die gleiche auffallende Tatsache, worauf auch der zuletzt genannte Autor schon hingewiesen hat, dass sehr nahe verwandte Species vielfach gemeinsam vor- kommen. Gerade diese Tatsache ist für die Erklärung der Artbildung bei dieser so äusserst polymorphen Gattung von grosser Wichtigkeit. Rosen glaubte damals an eine Speciesbildung aus einer gemeinschaftlichen Stammart durch formverändernde Kräfte, 6 welche .,liegen in der Constitution der Pflanze selbst”. Er nahm also Mutationen an. Später (1910) hat er jedoch seine Vermutung von mutativer Speciesbildung bei Erophila wieder zurückgenommen, weil sie nicht mit den Resultaten seiner neueren Untersuchungen übereinstimmte. Hugo de Vries (1901, 1905) benutzte auch die Erophila's als Beispiel für Artbildung durch Mutation, sich dabei auf Rosen's Experimente stützend. Er glaubt, dass sie ,,in einer ähnlichen Mutationsperiode mit denselben Gesetzen wie Oenothera Lamarckiana” (Mut.-Theorie I 1/2 355) entstanden sind, irgendwo im Süden von Zentral-Europa, vielleicht in der Nähe von Lyon, von wo aus sie sich über Europa ausgebreitet haben. Vielleicht sind sie nachher konstant geblieben, vielleicht sind sie wieder specifischen Mutationen unterworfen gewesen. Auch wenn man mit de Vries annimmt, dass die Erophila-Subspecies durch Mutation entstanden sind, so glaube ich doch, dass man unmôglich sagen kann, wo die ursprünglichen Mutationen stattgefunden haben. Es kommen nämlich nicht nur im Süden von Frankreich sehr viele nahe verwandte Kleinarten vor, sondern ebenfalls an verschiedenen'Orten in Deutsch- land, in den Niederlanden und wohl überall vielleicht, wo Erophila verna gefunden wird. Ich fand z.B. in Baarn (Provinz Utrecht) vier sehr nahe an einander verwandte, aber unbedingt von einander verschiedene Kleinarten, alle vier in Tausenden beisammen und jede Kleinart nur einige Meter von der anderen entfernt. Der Polymorphismus wurde in Frankreich zuerst entdeckt; weil er jedoch überall vorkommt, ist es unmôüglich zu sagen, wo er entstanden ist. 1911 erschien die bekannte Arbeit von Felix Rosen über die ,Entstehung der elementaren Arten von Erophila verna”. Jetzt wurde endlich die Sammelspecies Erophila einmal gründlich untersucht, wobei von mehr modernen Erblichkeits-und Abstammungsgesichtspunkten ausgegangen wurde, Weil meine Untersuchungen in vielen Hinsichten 7 an die Rosen ‘schen anschliessen und weil ich im Kapitel VII versuchen werde, eine Erklärung einiger Resultate von Rosen's Arbeit zu geben, wird es angebracht sein, diese Arbeit hier kurz zu besprechen. Erstens sei hier auf die Tatsache aufmerksam gemacht, dass Rosen nie Mutationen auftreten sah; seine Stämme blieben ebenso rein wie diejenigen von Jordan und de Bary. Er sammelte seine Pflanzen in der Nähe von Breslau und fand dort an verschiedenen Orten wieder einander sehr nahe verwandte Kleinarten beisammen; dies spricht sehr für die Entstehung am Fundort und nicht für Verschleppung von an anderen Orten entstandenen Kleinarten. Rosen nahm neun Subspecies in Kultur. Die systematischen und blütenbiologischen Studien kônnen hier unbesprochen bleiben. Nur môchte ich der Einteilung in ,Scaposae”, mit derben und schroffen Blütenschäften, und ,flexuosae”, wobei diese zart und oft gebogen sind, bei- stimmen. Auch ich konnte ohne weiteres die mir bekannten Kleinarten in diese beiden Gruppen einteilen. Rosen fing seine Kreuzungsversuche im Jahre 1908 an. Auf Kastration musste er verzichten, weil sie wegen der Kleinheit der Blüten und der Proterandrie unmôglich war. Wenn er jedoch sofort, wenn die Blüten sich üffneten, die Narben, welche dann erst mit sehr wenigen eigenen Pollenkôrnern behañftet sind, mit einer grossen Menge fremden Pollens belegte, hatte er ziemlich grosse Sicherheit, dass seine Versuche nicht misslingen konnten, und zwar wegen der zu grossen Selbstbestäubungsmôüglichkeit. Dass es nicht immer unmôgjlich ist, Erophila’s zu kastrieren, ohne die Blüten zu verletzen, werde ich im III. Kapitel zeigen. Im }Jahre 1908 versuchte Rosen 7 verschiedene Kom- binationen. Er erhielt im nächsten Jahr 252 Pflanzen, darunter jedoch nur 7 Bastarde. Sechs Kreuzungsversuche waren vollkommen erfolglos, die Tochtersamen brachten nur die Mutterform hervor. Die siebente Kombination: 8 E. cochleata X E. radians lieferte aus 40 Samen 7 Bastarde. Im nächsten Jahr wurden mehrere Versuche angestellt, jetzt mit dem Erfolg, dass 149 Bastarde (sicher oder mut- masslich als solche zu deuten) auftraten, während wieder alle anderen der 438 erhaltenen Pflanzen der Mutter gleich waren. Ich führe hier Rosen's Kreuzungsresultate aus seiner Publikation über (1. c.p. 397—398): Kreuzungskombinationen 1908. . stelligera X . stricta cochleata L£2 Fo PE En En En XX ONE X ,? Idem radians patens chlorina stelligera ñ », stricta 44 cochleata ROBE RER RER EEE EE EE X X X X X X X X X X X X X X X X X X X patens. cochleata elata radians . patens. stelligera. 1909. stricta cochleata . elafa . firda de cochleafa . elata . stelligera . radians . patens zweimal chlorina ,, stelligera , stricta elata zweimal chlorina. stelligera . cochleata . erhaltene darunter Pflanzen. Bastarde. 49 0 31 0 20 0 45 0 40 { 31 0 36 (0) 252 À rhaltene Kümmer- DD Bastarde. linge. . verunglückt — — desgl. — — 2 Es (1) 8 0 = 17 5 — 12 Il (1) Li 0 — 42 12? bé 29 10 — 20 1 _ 44 43 ES 29 — (1) 58 28 = 20 1 (1) 53 12? — 42 26 — 10 (®) — 16 0 — 25 10 — 438 149 (4) 9 Die Nachkômmlinge der Kreuzungen E. stricta X coch- leata und reziprok waren der Mutter sehr ähnlich. Ihre Bastardnatur war also nicht vollkommen sicher. Erstens geht aus diesen Resultaten gleich hervor, dass die Kreuzungsmethode nicht so mangelhaft war, wie sie vielen vielleicht schien. Speziell die Kreuzungen mit E. cochleata als Mutter lieferten so viele Bastarde, dass nicht gesagt werden kann, die erfolglosen Kreuzungsversuche gäben kein Resultat wegen Fehler in der Methode. Die erfolglosen Kombinationen von 1908 lieferten auch 1909 keine oder nur sehr wenige Bastarde. Dass nur so wenig Bastarde auftraten und die grosse Mehrzahl der erhaltenen Pflanzen ihren Müttern ähnlich war, muss also einen an- deren Grund haben. Rosen sieht diesen in mangelnder sexueller Affinität oder im Zufall. Die Zahlen beweisen jedoch meines Erachtens schon, dass der Zufall nicht immer bestimmend wirken kann: sonst wären in beiden Versuchen verschiedene Kombinationen nicht erfolglos ge- blieben, während andere einen sehr hohen Prozentsatz Bastarde lieferten. Einen dritten Grund, der durch meine Resultate als sehr wahrscheinlich hervorgehoben wird, nämlich mutmassliche Apogamie bei mehreren der benutzten Mutterpflanzen, werde ich später zu besprechen haben. Die erfolgreichste Kombination, Æ. cochleata X radians, welche im ganzen aus 84 Samen 50 Bastarde lieferte, hat sehr eigentümliche Filialgenerationen gehabt. Die F,-Bastarde waren monomorph und mehr der Mutter als dem Vater ähnlich; verschiedene Eigenschaften waren jedoch deutlich intermediair. Diese monomorphe F, war natürlich Anregung, dass Mendel'sche Spaltung erwartet wurde. Eine Eigen- artigkeit der F;-Bastarde muss noch speziell erwähnt werden, nämlich die sehr stark verringerte Fertilität. Die Bastarde erzeugten nur samenarme, halb verkümmerte Früchte. Während bei normaler Fertilität jede Frucht ungefähr 45—55 Samen liefert, konnte Rosen von 7 Exem- 10 plaren im ganzen nur so viele Samen ernten, dass er im nächsten Jahr über eine F, von ungefähr 100 Pflanzen verfügen konnte. Diese 100 Pflanzen zeigten eine unerwar- tete Vielgestaltigkeit. Kein Merkmal blieb von Variation ausgeschlossen. Keine zwei Pflanzen waren einander vüllig gleich. Es traten auch einige neue Merkmale auf, welche den Stammeltern nicht eigen waren. Schon allein wegen dieser Tatsache meint Rosen, der erst selbst an Mendel'sche Spaltung bei den Erophila's geglaubt hat, es läge hier etwas anderes vor. Die Vielgestaltigkeit der F,-Generation wäre wohl noch zu erklären, wenn vier oder mehr Paare anta- gonistischer Merkmale angenommen werden. Mendelismus wird Rosen jedoch unwahrscheinlich, weil die neuen Merk- male, welche vielleicht durch Kryptomerie noch zu erklären wären, nicht in festen Typen auftraten, sondern in allen Individuen graduell verschieden waren. Es scheint mir, dass diese Vermutung nicht ganz berechtigt ist. Obwohl die Vielgestaltigkeit wirklich ausserordentlich gross ist, wird es doch mit mehreren Daten und grôsseren Zahlen, vielleicht sehr wohl müglich sein, die sonderbare EF, mit Hilfe von kompliziert mendelnden Faktoren zu erklären. Die schon in F, herabgesetzte Fertilität war in F, noch bedeutend niedriger geworden, sogar derart, dass Rosen von der Kombination ÆE. cochleata X radians nur 5 Stämme behalten konnte. Wenn aber doch Mendel-Spaltung vorläge, so wäre es wahrscheinlich, dass die F,- Generation die eigenartigen Spaltungen wiederholen wiürde. Dies geschah jedoch nicht. Die Nachkommen der 5 erhalten gebliebenen Stämme waren der Stammmutter (F,-Pflanze) vollkommen gjleich. Die neuen F,-Typen wiederholten sich in der F;-Gene- ration. ,, Alle neuen Formen aus F,, welche überhaupt keimfähige Samen gebildet haben, sind Biotypen” (1 c. p. 406), schliesst Rosen denn auch aus der Tatsache, dass ihre Nachkommenschaft sowohl der Vorgeneration gleich, 11 wie auch unter sich monomorph ist. Er hält die Môglich- keit Mendel'scher Spaltung jetzt für ausgeschlossen. Mit diesen Tatsachen vor Augen, war damals, als das Vor- kommen von Apogamie innerhalb der Species Erophila verna noch unbekannt war, wohl kaum eine andere Folge- rung zu Zziehen, speziell, weil die F,-Generation dieselbe Konstanz zeigte wie die F;-Generation (Rosen 1913). In F, und F, ist nur ein Merkmal hervorgetreten, das nicht bei allen Individuen gleich war, das also vielleicht als Mendel-Merkmal angesehen werden kônnte, nämlich die rote Pigmentierung von jungen Blättern und von den meistens zitronengelben Antheren. Wie Rosen selbst sagt, ist die Blattpigmentierung jedoch von einer gewissen Lichtintensität abhängig. Ob es sich um ein wirkliches Mendel-Merkmal handelt, ist also nicht festzustellen. Die sehr plôtzliche Konstanz in F;, und weiteren Genera- tionen hat die interessante Begleiterscheinung, dass die Fruchtbarkeit auf einmal wieder bis zur normalen Hôühe gesteigert wird. Nicht alle F,-Generationen der verschiedenen Kombi- nationen gestalteten sich so wie die F, von E. cochleata X radians. Bei drei Kombinationen, nämlich E. stelligera X cochleafa, dieselbe reziprok und ÆE. cochleata X chlorina, war die Vielgestaltigkeit sehr viel geringer, während die E,-Generation von E. cochleata X stricta und von deren reziproker Generation ein fast einheitliches Gepräge trug. Hier ist also die Konstanz früher eingetreten. Sehr be- merkenswert ist, dass bei den zuletzt genannten Kombina- tionen die F, wieder vüllig fruchtbar war und bei den drei anderen viel hôher als bei Æ. cochleata X radians und vier sich ebenso verhaltenden Bastard-Kombina- tionen. Wir sehen also ein Zusammengehen von Frucht- barkeit mit monomorpher Konstanz und von starker Sterilität mit Vielgestaltigkeit und Inkonstanz. Die Auslegung von Rosen’s Resultaten ist sicher sehr F3 schwierig. Baur meint in einem Referat (1912) und später auch bei der Diskussion von Rosen’s Arbeit in der dritten Wanderversammlung der Gesellschaft zur Fôrderung Deutscher Pflanzenzucht, es wäre nicht bewiesen, dass hier kein Mendelismus vorliegt, weil von jeder F,-Pflanze nie mehr als 25—30 F,-Pflanzen gezogen worden sind. Wenn eine sehr komplizierte Spaltung stattgefunden hätte, so wäre es sehr wohl môüglich, dass 25—30 Pflanzen zusammen den Eindruck von Konstanz gaben, weil die Pflanzen mit sehr kleinen Abweichungen vom mittleren Typus natürlich viel Zzahlreicher sind als extravagante Formen. Erst bei Untersuchungen von vielen F,-Nach- kommen würden die Spaltungen deutlich ans Licht kommen. Weil Rosen jedoch nicht nur die Nachkommenschaft von einzelnen F,-Pflanzen geprüft hat, sondern viele Stämme, sei es auch von verschiedenen Kombinationen, genau durchmusterte, so dass im ganzen ungefähr 10.000 Keimlinge in F; und F, vorlagen, wobei nie eine deutliche Abweichung vom Muttertypus gesehen wurde, kann ich Baur's Meinung nicht gänzlich teilen. Es scheint mir, dass in F, die Môgjlichkeit für Mendelismus noch vorliegt, dass die Erophila's jedoch von EF, ab wirklich konstant geblieben sind. Wenn die geschlechtlichen Funktionen der Versuchs- pflanzen nicht gestôrt gewesen sind, so muss hier unbedingt eine andere Art von Vererbung als die Mendel'sche stattgefunden haben. Rosen hat versucht, das sonderbare Verhalten der Erophila's zu erklären. Er hat eine Hypothese aufgestellt, welche bisher nur theoretischen Wert gehabt hat, und welche, so weit mir bekannt ist, auch nie zur Erklärung von anderen abnormalen Kreuzungsresultaten herangezogen worden ist. Weil diese Hilfshypothese jedoch die von Rosen gefundenen Tatsachen erklären kann, will ich sie hier kurz besprechen. Erstens nimmt Rosen an, dass die Gene nur so lange 13 unveränderlich sind, als sie durch die Wirkung von anderen Genen nicht gestôrt werden. Kommen nun durch eine illegitime Kreuzung Gene mit ungleichem Inhalt zusammen, so wird es durch die Grüsse der Differenzen bestimmt, was _ geschieht. Sind die Differenzen zu gross, so ist ein gemein- sames Wirken, also ein F,-Bastard, unmôgjlich; sind die Differenzen klein, so wird vorläufig oder endgültig eine Gemeinschaft geschlossen, es tritt eine ÂAnderung der Eigenschaftsträger ein und als Produkt tritt etwas Neues, aber Reines und Konstantes hervor. Es kann auch sein, das Unverträglichkeiten nur bei einer Minderzahl der Eigenschaftsträger, Kernteile, Gene oder wie man sie sonst nennen will, auftritt, während die Mehrzahl einander anzieht. Die unverträglichen Teile werden gezwungen, mit einander in Kontakt zu treten, sie sind jedoch nicht so unverträg- lich, dass nur ein sofortiger Ausgleich die Gemeinschaft môglich machen kann. Es wird ein Provisorium gebildet in F,. ,Die Teile der beiderlei Figenschaftsträger ruhen friedlich in jedem Kern beisammen. An der Formgebung beteiligen sie sich in gleichem Masse, wenn ihre Kraft gleich ist.” (Rosen 1911 p. 413). So entsteht ein inter- mediairer F,-Bastard. Der Ausgleich is jedoch nur ver- schoben. Wenn die Lebensphase aufhôrt, wird unbedingt erst neu geordnet; nach der Reduktionsteilung in EF; ist das Provisorium nicht mehr môüglich. Hierbei finden also die grossen Anderungen statt. ,Die in F;, verschobene Aus- einandersetzung lässt sich bei der Neuordnung nicht mehr vermeiden, der Kampf tobt auf der ganzen Linie und ist in seinen Chancen um so unsicherer, je grôssere Antago- nismen sich gegenüber stehen, je weniger übermächtige auf schwächere Gegner stossen. So haben wir das Bild der Formspaltung in F,. Aber der Kampf wird nun auch wirklich ausgetragen, schon in F; herrschen aufs Neue konsolidierte Verhältnisse” (l. c. p. 414). Es ist also etwas vollkommen Neues entstanden, wenn man will, eine neue 14 reine Linie, während Heterozygoten nur Provisorien vor- stellen. In diese Hypothese passen nun wohl die Erophila- Resultate hinein, weil die Hypothese speziell für sie ge- macht ist, und sie ist auch dehnbar genug, um andere, sowohl normale wie auch abnormale Fälle erklären zu kônnen; praktischen Wert wird sie aber wohl nie haben, weil sie dafür zu wenig exakt und zu unsicher ist. Dies gesteht Rosen auch selbst ein, und er gibt sie nur als Hilfshypothese, woraus sich wohl alle bekannten Kreuzungs- erfolge in ihrer Gesamtheit erklären liessen. In den folgenden Kapiteln werde ich über experimentelle und cytologische Untersuchungen berichten, welche ans Licht gebracht haben, dass bei verschiedenen elementaren Arten von EÉrophila verna die Fortpflanzung apogam ist. In wie weit Apogamie bei der Subspeciesbildung von E. verna im allgemeinen eine Rolle spielt und in wie weit sie das in den Kulturen Rosen's !) getan haben kann, muss jetzt natürlich näher untersucht werden. Diese Fragen werde ich nach Mlitteilung der gefundenen Tat- sachen näher zu erôrtern haben. Weil jedoch in dieser überaus polymorphen Species Apogamie angetroffen wurde, so wie diese in den letzten Jahren in so vielen polymorphen Species gefunden ist, soll erst kurz die Verbindung, welche zwischen Polymorphimus und Apogamie durch viele Forscher angenommen wird, besprochen werden. $ 3 Polymorphismus und Apogamie. Den Terminus Apogamie werde ich hier in der Bedeutung benutzen, welche Juel (1908) und Strasburger (1904) 1) Ernst (1918) hat in seinem Buch über Bastardierung als Ursache der Apogamie schon an die Môglichkeit gedacht, dass bei Rosens neuen Formen Apogamie vorkommen kônnte. In einer Fussnote macht er speziell auf die eigenartigen Fertilitätsverhältnisse aufmerksam (L.c.p. 401). 15 ihm gegeben haben, nämlich: das Entstehen des Embryos aus der unbefruchteten diploiden Eizelle. Die Frage, welche der beiden Terminologien für apomiktische Vorgänge, die Juel—Strasburger'sche oder die Winkler'sche (1904, 1906), die richtigste und deutlichste ist, ist in den letzten Jahren so oft diskutiert worden, dass es mir unnôtig erscheint, sie hier eingehend zu erürtern. Schliesslich handelt es sich bei der Besprechung dieser Frage immer um sub- jektive Auffassungen und Definitionen von ungenügend bekannten Tatsachen. Solange Probleme wie das von der physiologischen Bedeutung einer diploiden Eizelle ungelôst sind, wird es zwecklos sein, eine bestimmte Terminologie als die einzig richtige anzusehen, weil der Wert und die Erklärung der apomiktischen Vorgänge bis dahin von den verschiedenen Forschern immer noch wieder anders gedeutet werden kônnen. Beide Terminologien sind darum nur vor- läufige. Wenn ich die Winkler'sche Terminologie hier nicht benutze, will ich damit nicht erklären, dass ich sie für unrichtig halte. Sie ist unbedingt die meist distinkte. Die Strasburgersche Nomenclatur benutze ich nur deshalb, weil ich mit Holmgren (1919) der Auffassung bin, dass es vorläufig besser ist, das alte Wort Parthene- genesis nur auf die Fälle anzuwenden, wo eine Eizelle genau so, wie sie sonst die Verschmelzung mit einem männlichen Kern abwartet, um Initialzelle eines neuen Individuums zu werden, also haploid, sich ohne Befruch- tung entwickelt und einen Embryo bildet. Gleich zu Beginn der Apogamieforschung hat man schon versucht, einen Zusammenhang zwischen Apogamie und Polymorphismus zu finden. Die ersten Gattungen, bei denen Apogamie nachgewiesen werden konnte, wie Alchimilla, Antennaria, Hieracium und Taraxacum, waren gerade sehr polymorph. Von den anderen später untersuchten Pflanzen gehôren auch verschiedene vielgestaltigen Gattungen an. Das Problem dieses eigentümlichen Zusammengehens von 16 beiden Erscheinungen blieb immer eng mit der Apogamie- forschung verknüpft. Erophila verna ist wohl das klassischste Beispiel für Polymorphismus. Darum soll jetzt erst einmal ” der Zusammenhang erwähnt werden, welchen verschiedene Forscher zwischen beiden Erscheinungen vermuteten. Besteht ein direktes, kausales Verhältnis zwischen beiden ? Und wenn dieses Verhältnis besteht, sind daraus dann vielleicht auch Folgerungen bezüglich der Artbildung in polymorphen Species zu ziehen? Murbeck (1901, 1904) und Raunkiaer (1903) fanden, ebenso wie Jordan u.a. bei Erophila, dass bei den polymorphen Species Alchimilla, Taraxacum und Hieracium alle die verschiedenen Formen konstant sind. Sie konnten Apogamie feststellen und waren der Ueberzeugung, dass die Apogamie als eine Erscheinung von verhältnismässig hohem Alter zu betrachten ist. Aber der Polymorphismus bei Hieracium ist, wenigstens in Skan- dinavien, ziemlich jung. Die beiden genannten Forscher, und später auch Ostenfeldt (1910), der sich noch positiver ausdrückt, meinen denn auch, dass verschiedene elementare Àrten entstanden sein müssen aus Formen, welche selbst apogam waren. Ob wirklich solche Neubildungen, Mutationen, bei apogamen Pflanzen vorkommen, darüber herrscht noch immer keine Klarheit. Den einzigen bekannten Fall vines solchen Mutanten hat Ostenfeld (1910) in einer F,-Generation von apogamen Eltern (F, aus der Kreuzung Hieracium excellens X H. aurantiacum) gefunden. Dieser Fall konnte wegen der Sterilität des Mutanten nicht näher untersucht werden und ist also noch nicht vollkommen aufgeklärt. Dass Polymorphismus aufrecht erhalten werden kann durch Apogamie, war also schon in den ersten Jahren dieses Jahrhunderts bekannt. Ein direkter kausaler Zusammenhang zwischen beiden Erscheinungen wurde damals noch nicht angenommen. Ein solcher ist überhaupt nur von wenigen Forschern behauptet worden, insbesondere von Strasburger (1904) 17 und von Tischler (1908). Sie suchten gerade die Erklärung der Apogamie im Polymorphismus. Die verschiedenen elementaren Ârten, speziell von Alchimilla und Marsilia, glauben sie durch Mutation entstanden. Hand in Hand mit dem Entstehen dieser Mutationen, vielleicht durch mehrmalige Kreuzungen zwischen den neuen Formen, würde die geschlechtliche Fortpflanzungsmôglichkeit ver- mindert werden und Pollensterilität auftreten. Diese Pollenste- rilität würde dann wahrscheinlich die Apogamie auslôsen, ihr jedenfalls unmittelbar vorangehen. Strasburger meinte, Apogamie würde immer von Pollensterilität begleitet. Dass dieses nicht zutrifft, hat speziell Winkler (1908, p. 428) hervorgehoben. Bei vielen apogamen Pflanzen, wie bei Thalictrum purpurascens, Hieracium aurantiacum und Tarax- acum-AÂrten findet in genügendem Maasse normale Pollen- entwicklung statt, um Befruchtung bewirken zu kônnen. Nachdem Strasburger auf die Tatsache aufmerksam geworden ist, dass sehr viele apogame Species gerade die doppelte Chromosomenzahl besitzen wie die sexuellen Species ‘ aus derselben Gattung, schaltete er (1910) einen neuen Faktor in seine Erklärung ein. Mutation begünstigt oft eine Verdoppelung der Chromosomensätze, darum meinte er: dass starke Mutation, nur wenn sie mit Chromosomen- vermehrung zusammengeht, Apogamie fôrdert” (1. c. p. 430). Die Chromosomenvermehrung brauchte jedoch nicht direkt Geschlechtsverlust veranlassen zu müssen. Zwischen den genannten Strasburger'schen und Tischler'schenVersuchen,um den Zusammenhang zwischen Polymorphismus und Apogamie aufzudecken, und der genialen Hypothese von Ernst, finden wir mehrere Studien, welche das Problem negativ lôsen wollen und es wahrscheinlich zu machen versuchen, dass Apogamie und Polymorphismus oft nur gleichzeitig auftretende Erscheinungen sind, welche keinen anderen direkten Zusammenhang haben als das Aufrechterhalten von Polymorphismus durch Apogamie. 2 18 Winkler (1908) hebt hervor, dass es noch sehr viele äusserst polymorphe Gattungen und Species gibt, bei denen nie eine Schwächung der Sexualität festgestelt worden ist !). Er glaubt, dass die Beziehungen zwischen Mutation und dem Eintritt von Parthenogenesis oder Apogamie einfach darin zu finden sind, dass bei stark mutierenden Gattungen oder ÂArten eher als bei durchaus konstanten einmal eine Mutante auftreten kônnte, die eben gerade durch die Tendenz zu parthenogenetischer Fortpflanzung charakterisiert ist, oder die so organisiert war, dass bei ihr durch die in ihrem Entstehungsbezirk obwaltenden Aussenbedingungen Parthenogenesis induziert wurde (l.c.p. 440). Ostenfeld (1910) sieht wohl ein deutliches Verhältnis zwischen Apogamie und Polymorphismus, aber er meint, dass man daraus noch absolut nicht schliessen darf, dass es eine Kausalität zwischen beiden gibt. Aus seinen Hieracium- Studien schliesst er: ,,1) that within Hieracium the evolution of new species goes on coincidently with the existence of apogamy; 2) that the new species reach constancy at once just because of the apogamy; 3) that the polymorphism is correlated to the apogamy in such a manner only that apogamy, through the constancy of species, apparently furthers the polymorphism” (1. c.p. 275). Verschiedene For- scher haben in den letzten Jahren dieser Auffassung Ostenfeld's zugestimmt. Bôüüs (1917) hebt hervor, dass Polymorphismus bei Arten mit Kreuzbefruchtung nicht so stark in die Augen fällt, weil hier natürlich keine Konstanz der Formen auftritt. Diese sind durch Uebergänge mit einander verbunden und stark heterozygotisch. Es werden immer wieder neue Formen gebildet und alte verschwinden. Diese Art von Polymorphismus ist eine immer wechselnde 1) In späteren Jahren ist gerade in verschiedenen sehr polymorphen Gattungen, von denen man früher meinte, dass sie nur sexuelle Fort- pflanzung besässen, apomiktische Fortpflanzung gefunden, z.B. bei Rubus (Lidforss 1904) und Rosa (Rosenberg 1909, Täckholm 1922). 19 und fällt weniger auf. Bei autogamen Gruppen tritt der Polymorphismus deutlicher hervor, sowohl, wenn die Pflanzen sich im sexuellen Stadium befinden, als auch bei apogamer Fortpflanzung. Werden Heterozygoten, welche durch Kreuz- befruchtung entstanden sind, apogam, so wird bei solchen allogamen Gruppen der Polymorphismus auch deutlicher hervortreten, weil ,eine Anzahl Klonen entstehen, die infolge der Parthenogenesis verhindert sind, Kreuzungen mit einander einzugehen”. ,,Es ist hier ersichtlich, dass auf diese Weise der viel umstrittene Polymorphismus bei den parthenogenetischen Pflanzen entstanden ist, wenn sie sich vorher durch Kreuzbefruchtung fortpflanzten’”’ (Büüs 1917 P. 26). Diesen Worten wird wohl jeder beistimmen kôünnen. Der Zusammenhang zwischen Polymorphismus und Apogamie ist jedoch in so weit nicht scheinbar, als Polymorphismus nie eine so deutlich hervortretende Erscheinung sein würde, wenn er nicht durch Apogamie fixiert und in den Vordergrund gedrängt worden wäre. Besteht also kein direkter Zusammenhang zwischen beiden, so kôünnen sie doch noch indirekt zu einander in Beziehung stehen, sie kônnen z.B. die gleiche Ursache haben. Diese Môglichkeit ist in den letzten Jahren eingehend diskutiert worden, wobei in erster Linie die Frage nach der Entsteh- ungsweise der Apogamie in den Vordergrund getreten ist. Mit dieser Frage haben sich speziell Ernst (1917a, 1917b, 1918), Winge (1917) und Winkler (1920) beschäftigt. Ernst's Hypothese zur Erklärung der Apogamie durch Bastardierung ist in den letzten Jahren so sehr der Gegenstand lebhafter Diskussionen gewesen, dass hier wohl ihre All- gemeinbekanntheit vorausgesetzt werden darf. Seine Theorie gründet sich ursprünglich auf die Ergebnisse der Untersuchung von Chara crinita, aber durch Vergleichung der bekannten Angaben über Hybridismus und Apogamie in vielen Gattungen und durch eingehende Betrachtung der Chromosomenver- hältnisse und der Fortpflanzungsanomalien, wie Pseudogamie 20 und Parthenokarpie, kommt er zu der Schlussfolgerung, dass sehr vieles dafür spricht, dass seine Hypothese nicht nur bei Chara crinita zutrifft, sondern auch bei den meisten anderen Fällen von Apogamie im Pflanzenreich. Wenn Bastardierung als direkte Ursache der Apogamie angenommen wird, so kann Polymorphismus auf mehrere Weisen durch solche Bastardierungen entstanden sein. Ernst rechnet hierzu : a.) Variabilität und Formenreichtum der an der Bastardie- rung beteiligten ÂArten. b.) Verschiedene Kombinationen der elterlichen Merkmale im Entwicklungsgange der aus Heterozygoten zwischen verschiedenen Individuen derselben beiden Elternarten hervorgehenden Bastarde. c.) Bildung und Fixierung von Formen infolge nachträg- licher Aufspaltung und Rückkehr einzelner Bastardindivi- duen zur geschlechtlichen Fortpflanzung” (L.c.P. 260). Ungefähr gleichzeitig mit Ernst hat sich auch Winge (1917) für Bastardierung als Ursache der Apogamie und natürlich auch des dadurch verursachten Polymorphismus ausgesprochen: Er achtete noch mehr als Ernst auf die Chromosomenverhältnisse, speziell in den Sporenmutter- zellen, wo gerade bei apogamen Pflanzen oft Affinitäts- stôrungen vorkommen, welche auf eine hybride Entstehungs- weise hindeuten. Dass Bildung von apogamen Arten durch Bastardierung môglich ist, wird jetzt wohl von den meisten Forschern angenommen. Nicht nur die Arbeiten Ernst's und Winge's haben dies sicher gestellt, sondern auch die cytologischen Untersuchungen von Rosenberg (1917), von Holmgren (1919) und speziell die äusserst wichtigen Untersuchungen- von Täckholm (1920, 1922) und von Blackburn und Harrison (1921). Ob jedoch immer, wenn im Pflanzen- reich Geschlechtsverlust vorliegt, dieser auf Bastardierung à zurückzuführen ist, ist noch sehr fraglich. Winkler (1920) hat Ernst's Bastardierungshypothese für viele Fälle von Apogamie, auch für Chara crinita zurückgewiesen. Er ist, speziell durch Untersuchung der Fälle von Apomixis im Tierreich, zu der Ueberzeugung gekommen, dass die Hypothese sicher keine Allgemeingültigkeit hat. In vielen Fällen hat sie jedoch grossen Wert und ist bei ihrer Erklärung jedenfalls sehr gut als Arbeitshypothese zu be- nutzen. Die Entstehung der Apogamie durch Bastardierung ist bei denjenigen apomiktischen Pflanzen sehr wahrschein- lich, welche gegenüber sexuellen Arten derselben Gattungen triploid oder tetraploid sind oder noch hôühere Chromosomen- zahlen besitzen. Und gerade die Tatsache, dass dies sehr oft vorkommt, spricht für Ernst's Hypothese. Zu den zuletzt erwähnten Fällen rechnet Tischler mit Sicherheit schon: 1.) Einige Farnrassen, welche von Farmer und Digby (1907) studiert wurden, nämlich Dryopteris filix mas (3 Varietäten), Scolopendrium vulgare, Anthyrium filix femina (4 Varietäten), weiter Dryopteris mollis (Yamanouchi 1907, 1908*%<). Anthyrium filix femina hat immer die diploide Chromosomenzahl, ist also in der Zygophase (Winkler 1920), während die anderen Farne haploid sind (Gamophase). Diese letzteren sind also nach der Strasburgerschen Nomenclatur nicht apogam sondern parthenogenetisch. 2.) T'halictrum purpurascens (Overton 1902, 1904). 3.) Aïlchimilia sectio Eualchimilla (Murbeck 1901, 1902, Strasburge r 1904). 4.)Verschiedene Rosa-arten (Blackburn und Harrison 1921, Täckholm 1920, 1922). 5.) Wäkstroemia indica (Winkler 1904, 1906, Strasburger 1909“) 6.) mehrere Compositen : Antennaria alpina (Juel 1900), Taraxacum ,,officinale” (Raunkiaer 1903, Murbeck 1904, Juel 1904, 1905, Rosenberg 1909) Eupatorium glandulosum(H o1m gren 1919), Hieracium sectio Archieracium (Ostenfeld und Raunkiaer 1903, Murbeck 22 1904, Juel 1905, Rosenberg 1906, 1907, 1909, 1917, Ostenfeld 1904:+, 1906, 1910, 1912, 1921). 7.) Burmannia coelestis (Ernst 1909, Ernst und Bernard 1912). (cf. Tischler 1922. p. 615—616). Es gibt jedoch noch verschiedene andere obligat oder fakultativ apomiktische Pflanzen, bei denen mit genügender Sicherheit Entstehung durch Bastardierung angenommen werden darf. Diese kann m.Æ. auch sicher angenommen werden bei Taraxacum albidum (Ikeno 1910, Osawa 1913), bei EÉrigeron annuus (Tahara 1915, Holmgren 1919), bei dem partiell aposporen Hieracium excellens (Rosenberg 1917) und bei den Kleinarten von Rosa canina, welche Täckholm (1922) vor kurzem eingehend untersuchte, während bei anderen noch sehr wenig bekannt ist über die Entstehung ihrer Apogamie, speziell weil ihre Chromosomenzahlen nicht so deutlich auf hybriden Ursprung hinweisen. Auch bei diesen ist jedoch eine solche Entsteh- ung nicht ausgeschlossen. Es scheint mir, das Ernst's Hypothese nicht nur für fast alle Fälle von Apogamie eine sehr schône Arbeitshypothese ist, sondern auch sehr klar den Weg andeutet, welcher eingeschlagen werden muss, wenn man den Ursprung des Polymorphismus, wo dieser mit Apogamie zusammen vorkommt, finden will. Die unten aufgeführten Untersuchungen werden zeigen, dass auch bei elementaren Ârten der sehr polymorphen Sammelspecies Erophila verna Apogamie vorkommt. Nach- dem ich das Gefundene mitgeteilt habe, hoffe ich im VII. Kapitel zu erôrtern, wie m. E. dieser neue Fall den Theorien über Polymorphismus und Apogamie gegenüber steht, und ob es môglich ist, mit Ernst’s Hypothese diese Apogamie zu erklären. RAPEDEL FE Das Material. Es gibt in den Niederlanden, ebenso wie in allen anderen Ländern Mittel-Europa's, sehr viele verschiedene Kleinarten von Erophila verna. Es wäre zwecklos, die vielen Sub- Species, welche in einem bestimmten Gebiet vorkommen, genau bis in alle Finessen zu beschreiben, denn auch mit sehr genauen Beschreibungen ist es unmôgjlich, mit Sicher- keit festzustellen, ob neugefundene Kleinarten mit schon beschriebenen identisch sind. Die Unterschiede sind oft so gering, dass zwei Exemplare von erblich verschiedenen Kleinarten neben einander gelegt werden müssen, damit die _ Differenzen sich scharf von einander abheben. Die Beschrei- bungen nach den üblichen Merkmalen sind dann oft noch gleichlautend, und es müssen Merkmale wie Farbentônung und mittleres Länge- und Breite-Verhältnis der Blätter, Intensität der Behaarung usw. herangezogen werden, damit es môglich wird, andere Exemplare mit der beschriebenen Kleinart zu identifizieren. Solche Merkmale kônnen jedoch nie scharf genug hervorgehoben werden. Es gibt aber noch einen zweiten Grund, weswegen präzise Beschreibungen sehr wenig Zweck haben. Bis jetzt wurden Kleinarten von Erophila aus Frankreich und aus verschiedenen Teilen Deutschlands beschrieben und fast aile gefundenen Kleinarten waren verschieden. De Bary glaubte einige von seinen Kleinarten mit Jordan'schen identifizieren zu kônnen, er fand jedoch auch viele ganz neue. Auch die von Rosen 24 bei Breslau gefundenen Erophila's waren neue Formen. Bei den von mir in den Niederlanden gefundenen Pflanzen, konnte ich keine einzige finden, welche ganz mit den von Jordan und Rosen beschriebenen übereinstimmte. Ob- wohl überall wieder andere Kleinarten vorkommen, ist es nicht vollkommen ausgeschlossen, dass eine bestimmte Kleinart durch Verschleppung an weit von einander ent- fernten Orten auftritt. Eine solche Verschleppung ist jedoch noch nie sicher festgestellt worden. Auch die Tatsache, dass Kleinarten, welche beisammen gefunden werden, einander meistens sehr ähnlich sind, weist auf eine Entstehung am Fundort hin. Wenn wirklich alle Erophila-Kleinarten dort, wo sie gefunden wurden, entstanden sind, so ist es sogar sehr natürlich, dass diese Formen fast immer verschieden sind, und dann ist es zwecklos, sie in Einzelheiten zu be- schreiben. Werden später andere Kleinarten gefunden, so ist die Môglichkeit minimal, dass diese Kleinarten schon eher gefunden und beschrieben worden sind. Und wenn wirklich Identität besteht, so kann diese sicherlich nicht den unbedingt mangelhaft bleibenden Beschreibungen ent- nommen werden, Wenn ich hier einige Merkmale der wichtigsten von mir untersuchten Kleinarten anführe, so will ich damit die Pflanzen nicht systematisch beschreiben, sondern nur zeigen, wie nahe die Kleinspecies einander stehen. Speziell soll hervorgehoben werden, wie deutlich intermediair E. confer- tifolia zwischen den beiden anderen Kleinarten ist. Dadurch war es müglich, dass diese Kleinart sehr lange als Bastard angesehen wurde. In diesem Fall haben die äusseren Merkmale jedoch ïirre geführt. Um vor Bastardbestimmung nach intermediairen Merkmalen zu warnen, werde ich die drei Kleinarten hier ziemlich eingehend beschreiben. Zwei dieser Kleinarten stammen aus der Nähe von Bennebroek (Provinz Noord-Holland), wo sie auf magerem, sandigem Boden wuchsen, die dritte, E. confertifolia, fand 23 Dr. Lotsy in der F,-Generation seiner Kreuzungsversuche zwischen E. cochleoides und Æ. violaceo-petiolata. Sowohl Dr. Lotsy wie auch ich selbst nahmen sehr lange an, dass sie ein wirklicher Bastard war, bis die cytologische Untersuchung dies als unmôgjlich erkannte. Erophila cochleoides Lotsy ist eine sehr klein bleibende. Pflanze ; der Durchmesser ihrer ausgewachsenen Blattrosette ist um die Hälfte kleiner als derjenige der beiden anderen Kleinarten. Die Rosette ist stark beblättert mit kurzen, glänzenden, fleischigen, dunkelgrünen Blättern, welche eine eirunde Lamina und einen kurzen Stiel besitzen. Blattzähne sind nur an sehr alten Blättern vorhanden. Die kräftigen Blütenschäfte bleiben kurz und tragen Inflorescenzen mit sehr vielen Blüten, welche geüffnet ziemlich gross sind. Die Kelchblätter sind klein und rundlich; sie werden früh gelb. Die Petala, zweimal so gross wie die Sepala, sind bis zur Hälfte gespaltet. Reife Schôtchen werden frühzeitig braun und stehen horizontal ab. Die ganze Pflanze ist Rosen's Æ. cochleata sehr ähnlich, nur ist letztere Kleinart lange Zeit sehr arm an Hearen, während Æ. cochleoides sich durch äusserst reichliche Behaarung auszeichnet, sogar schon bei den Keimlingen. Die Haare sind vielgestaltig, drei- und vierstrahlige überwiegen, es kommen jedoch auch zwei- und fünfstrahlige vor. Viele Haare sind schlaff und gebogen. Nach ihrem ganzen Habitus gehürt E. coch- leoides den ,,scaposae’”’ (Rosen 1911) an. Erophila confertifolia hat eine dichte Rosette von ver- kehrt-eilanzettlichen, matthellgrünen Blättern. Diese haben einen schmalen, jedoch nicht sehr langen Stiel und sind mit einigen kleinen Zähnen versehen. Die Blätter. sind beinahe zweimal so lang wie diejenigen von E. cochleoides. Die Blütenschäfte sind viel länger und schlaffer als bei der vorigen Kleinart und biegen sich schon frühzeitig unter der Last reichblütiger Inflorescenzen. E. confertifolia gehôürt zu Rosen's ,flexuosae”. Die Blüten sind klein und besitzen 26 schmale Petala, welche nur wenig grôsser als die stark behaarten Sepala und bis über die Hälfte gespaltet sind. Die Schôtchen sind klein mit keulenfôrmigem Umriss. Die Be- haarung der Blätter und Schäfte ist nicht so stark wie bei E. cochleoides, aber die gleichen Haarformen kommen vor. Die Haare sind kurz und gegen Blatt und Schaft angedrückt. Erophila violaceo-petiolata Lots y, ist die weitaus grôsste Kleinart von allen, welche gefunden worden sind. Ihre Blätter sind dünn, hellgrün und kraftlos. Sie schmiegen sich schon frühzeitig dem Boden an und bilden eine weitläufige Rosette, welche, wenn die Pflanzen frei stehen, einen Durchmesser von 10—12 cM. haben kann. Die Blattlaminae sind verkehrt-lineal-lanzettlich, allmählich in den Blattstiel verlaufend und haben eine durch treppen- fôrmige Bezahnung zugeschärfte Spitze. Aus der Rosette treten viele lange aber kraftlose Biütenschäfte hervor (,flexuosae’”’). Die Inflorescenzen sind arm an Blüten, aber die Blüten selbst sind sehr gross. Die Kronblätter kônnen mehr als zweimal so gross werden wie die Kelchblätter und sind sehr tief gespaltet. Die Schôtchen werden gross und runzelig, die Behaarung ist spärlich. Die Blatthaare sind meistens zwei- oder dreistrahlig, einfache Haare sind jedoch auch nicht selten. Im allgemeinen bilden diese drei Kleinarten eine Reihe, deren Glieder gleich weit auseinanderstehen mit E. confer- tifolia in der Mitte. Die Behaarung darf bei Erophila-Kleinarten sicher nicht systematisch verwertet werden. Die Dichte is meistens wohl bei allen Individuen einer Kleinart dieselbe, aber sie variiert sehr mit dem Âlter, während sie auch nicht an allen Teilen der Pflanze gleich ist. Keine der Kleinarten besitzt eine eigene, sehr aparte Haarform. Bei allen kommen wohl zwei- bis vierstrahlige Haare vor, sehr oft auch einfache und fünfstrahlige. Nur die am allgemeinsten vorkommende Haarform ist bei verschiedenen Kleinarten eine andere. 27 Die Merkmale, welche für die Kleinarten-Unterscheidung wichtig sind, speziell die Blattform, treten bei Kultur in einem Gewächshaus viel deutlicher hervor als draussen am natürlichen Standort. Rosen (1911) macht darauf aufmerksam, dass sie in gedämpftem Licht und bei feuchter Luft charakteristischer hervortreten. Die gleiche Beobach- tung konnte ich auch machen und ferner, dass von zwei Pflanzen im gleichen Alter und auf genau derselben Mischung von Erde und Sand, wovon jedoch die eine im Gewächshaus und die andere im Garten gezüchtet wird, die erstere viel grôsser wird, sich jedoch weniger kräftig entwickelt als die letztere. Pigmentflecke, wie Rosen sie bei verschiedenen Kleinarten bemerkte, kamen nur an der Basis der Blattlamina bei Æ. violaceo-petiolata vor. Im gedämpften Licht im Wärmhaus traten sie nie auf, auch nicht im kalten Vege- tationshaus bei erheblich viel direktem Sonnenlicht. Die Blätter der genannten Kleiñnart brachten 1921 und 1922 auch im Garten nur ganz kleine, kaum sichtbare rote Flecke unten an der Lamina hervor, während 1923 schon eine Woche später, nachdem ein Teil der Pflanzen hinaus- gesetzt wurde, die rote Farbe viel stärker hervortrat. Zu Beginn der Blütezeit war von den meisten Blättern mehr als die Hälfte der Lamina purpurrot. Die beiden anderen Kleinarten wiesen nie Pigmentflecken auf. Das Pigment tritt also bei Æ. violaceo-petiolata nur auf, wenn sie in direktem Sonnenlicht steht. Das Licht darf jedoch nicht zu stark sein, denn die fast pigmentlosen Pflanzen von 1921 und 1922 bekamen viel mehr Sonnenlicht als die purpurrot pigmentierten Pflanzen von 1923. Gerade in diesem Jahr war der Himmel während der Blütezeit fast andauernd bedeckt. Die Pigmentierung bei einigen Kleinarten ist wohl ein erbliches Merkmal, aber sie ist sehr modifizierbar. Auch in anderen Beziehungen zeigten die unter verschie- denen Bedingungen kultivierten Erophila's deutliche Modi- fikationen. 28 Die reifen Schôtchen der verschiedenen Kleinarten zeigen auch beträchtliche Unterschiede. Bei Æ. cochleoides sind sie länglich oval mit rundem Umriss. Sie enthalten 44-—48 Samen. Die Schôtchen von E. confertifolia haben dieselbe Grôsse und Gestalt wie die Vorhergenannten, nur stehen sie nicht horizontal, sondern hängen im reifen Zustand meistens vertikal herunter. Sie haben 47—53 Samen. E. violaceo-petiolata schliesslich zeichnet sich durch sehr grosse, runzelige Schôtchen aus, welche 51—58 Samen enthalten. Die Keimung der Samen geht sehr schnell vor sich. In eine feine Erde-Sandmischung gesät, waren nach drei bis vier Tagen schon die ersten Keimlinge von E. conferti- folia zu sehen. Æ. violaceo-petiolata braucht hierzu meistens zwei Tage länger, während Æ. cochleoides wohl 10 Tage auf sich warten lässt. Um den Keimungsprozentsatz der Samen zu untersuchen, wurden von jeder der drei Klein- arten 200 Stück, welche hierzu nicht speziell ausgesucht waren, in grosse lôpfe, gleiche Erde-Sandmischungen und unter gleichen Bedingungen gesät. E. cochleoides ergab 143 Keimlinge aus 200 Samen, Æ. confertifolia 192 und E. violaceo-petiolata 164. In jeder Beziehung zeigte sich also Æ. confertifolia als die kräftigste. Auch blühte sie viel eher als die anderen Kleinarten. Æ. cochleoides blüht sehr spät. Die Beobachtung Rosen's, dass die , flexuosae ” eher blühen als die ,,scaposae”, wurde also bestätigt. Bildungs- abweichungen, welche Rosen häufig auftreten sah, wie rudimentäre Blüten mit mangelhaften Sepala und Petala, Keimpflanzen mit drei Kotyledonen usw. wurden nie beob- achtet. Es wurde jedoch auch nicht speziell nach solchen Abweichungen gesucht, sodass ihr Vorkommen nicht ausge- schlossen ist, aber bestimmt treten sie nicht oft auf. Wenn die ersten Blütenschäfte frühzeitig abgeschnitten werden, so treten schon einige Tage später verschiedene andere hervor, wenigstens eine Woche eher als sonst. Die 29 Pflanzen blühen dann auch reichlicher, als wenn die ersten Schäfte nicht abgeschnitten sind. Eine Æ. violaceo-petiolata- Pflanze z. B., deren erste zwei Blütenschäfte abgeschnitten waren, blühte eine Woche später an 18 Schäften, obwohl es von diesen im normalen Falle eigentlich nur 8—11 gibt. Abweichende biologische Besonderheiten wurden nicht beobachtet. Die Blüten Gffnen sich an schônen Tagen schon ungefähr eine halbe Stunde nach Sonnenaufgang. Von den Bestäubungsverhältnissen wird im nächsten Ka- pitel noch die Rede sein. Insekten fand ich in den Blüten nie. Müller (1873) und Rosen (1889) geben jedoch ver- schiedene Bienenarten und Fliegen als Besucher an, so dass meine in dieser Hinsicht negativen Beobachtungen wohl auf Zufall beruhen werden. Selbstbestäubung tritt schon auf, bevor die Blüte sich zum ersten Mal ôffnet. So wie Rosen (1911 P. 397) mitteilt, kann diese erste Bestäubung recht gering bleiben. Auf dem Stempel: von Knospen, welche kurz vor dem Aufblühen fixiert waren, wurde von mir mikroskopisch fast immer das Vorhandensein von Pollen festgestellt. Ausser den drei genannten und näher untersuchten Kleinarten, wurden an verschiedenen Orten in den Nieder- landen noch viele andere Sub-Species von Erophila verna gefunden, immer auf magerem Sandboden. Ueberall, wo sie in grôsseren Mengen gefunden werden, kommen mehrere Kleinarten nebeneinander vor. Im neuen Botanischen Garten der Universität Utrecht, ,, Cantons Park” zu Baarn, fand ich von vier Kleinarten Tausende von Exemplaren zu- sammen. Die Kleinarten wuchsen alle vier auf eigenen Stellen, von einander abgesondert, jedoch nicht weiter als einige Meter von einander entfernt. Es sind grossblütige Arten, eine jedoch durch Blattform abweichend, eine andere durch tiefgrüne Farbe usw. Auch an anderen Orten konnte ich feststellen, dass die zusammen vorkommenden Klein- arten sehr nahe mit einander verwandt sind. 30 Weil ich zufällig über Samen von Draba hirta verfügen konnte, welche Dr. G. J. van Oordt von einer Expe- dition nach Spitzbergen mitgebracht hat, versuchte ich, diese Draba-Art in die Untersuchung mit aufzunehmen. Leider gelang es mir jedoch nicht, diese Art, welche in Spitzbergen Ende Juli blüht, zur Blüte zu bringen. Die Pflanzen bekamen einen ganz anderen Habitus wie die von Spitzbergen mitgenommenen Elte:npflanzen, sie waren viel grüsser und hatten eine hohe, äusserst lockere Blatt- rosette, welche normal dicht und gedrungen ist. Nachdem die Pflänzchen sich von März bis Februar des nächsten Jahres, in den Wintermonaten im Gewächshaus, sehr üppig vegetativ entwickelt hatten, gingen sie ein, ohne geblüht zu haben. RARIREE. TT Experimentelles. Als Dr. Lotsy vor einigen Jahren Erophila's in Kultur nahm, versuchte er zuerst herauszufinden, ob es môüglich sei, die so sehr kleinen Blüten zu kastrieren. Dies war Rosen nicht gelungen. Lotsy hatte jedoch das Glück, über einige ziemlich grossblütige Kleinarten verfügen zu kônnen. Die Kastration gelang ihm bei Æ. cochleoides. Er belegte die Narben verschiedener kastrierter Blüten reichlich mit Pollen von Æ. violaceo-petiolata. Aus dieser Kreuzung erhielt er 201 Nachkommen. Hiervon waren 200 Exemplare reine Æ. cochleoides, nur mit kleinen Modi- fikationen, welche bei Ærophila immer auftreten. Neben diesen 200 der Mutter gleichen Exemplaren trat eine ab- weichende Pflanze auf, eine intermediaire Form, welche als Bastard angesehen wurde und auch wirklich vollkommen den Typus eines Bastardes zwischen den beiden benutzten Elternpflanzen besass. Seitdem (1920) haben alle Pflanzen, auch die intermediaire Form, konstante Nachkommen ge- liefert. Diese Ergebnisse brachten Dr. Lotsy zu der Ueberzeugung, dass hier apomiktische Fortpflanzung im Spiel sei und dass dies vielleicht auch der Fall bei einigen von Rosen benutzten Kleinarten gewesen ist. Sicher zu entscheiden ist die Frage der Apomixie nur durch cyto- logische Untersuchung, weshalb Dr. Lotsy mich bat, diese ausführen zu wollen. Wenn die Apomixie obligat ist, so kônnte ein zweites Problem dazu kommen, nämlich 32 das Problem der Entstehung von der intermediairen Form. Die Cytologie hat jedoch den Beweis erbracht, dass die intermediaire Form sicher kein Bastard ist. Darum glaube ich, dass diese vollkommen konstant bleibende Form ein Individuum einer dritten Kleinart ist, welche ich, wegen der äusserst dichten Rosette E. confertifolia nennen môchte. Ein besonderes Problem der Entstehung dieser Pflanze besteht also nicht. Wie sie jedoch in die F,-Aussaat, welche in einem insektenfreien Gewächshaus gezüchtet wurde, hineingekommen ist, steht noch nicht fest. Rosen hat Kreuzungsversuche gemacht, bei denen er nicht kastrierte, sondern die Narben sehr frühzeitig reich- lich mit fremdem Pollen belegte. Er bekam in vielen Fällen jedoch ausschliesslich der Mutter gleiche Pflanzen. Lotsy hat wohl kastriert und die Narben nachher mit fremden Pollen belegt. Er bekam auch nur der Mutter gleiche Individuen. Das neue in seinen Versuchen war also die Tatsache, dass auch kastrierte Blüten sich bei Kreuzungs- versuchen so verhielten wie die nicht kastrierten von Rosen. Aus diesen Ergebnissen meint Lotsy schliessen zu kônnen dass hier Apogamie aufgetreten ist. Das Wort Apogamie benutzt er dabei in seiner weitläufigsten Be- deutung, also identisch mit Apomixie. Welche Art von Apomixie auftritt, kann natürlich nur durch cytologische Untersuchung erkannt werden. Die Resultate Lotsy's machten es unbedingt sehr wahr- scheinlich, dass Apogamie im Spiel ist. Ich kann jedoch nicht vollkommen mit ihm einverstanden sein, wenr er meint, seine Versuche haben die Apogamie schon be- wiesen. M. E. darf man, abgesehen von cytologischen Untersuchungen, nur mit Sicherheit auf apomiktische Fort- pflanzung schliessen, wenn die Blüten, nachdem sie kastriert und gleich nachher isoliert werden, dennoch Samen liefern. In vorliegendem Fall wurde nach der Kastration mit fremdem Pollen bestäubt. Mit absoluter Sicherheit darf also nicht 33 auf Apogamie geschlossen werden. Aber die Wahrschein- lichkeit war schon nach Lotsy's Versuchen gross, und die Vermutung also sehr berechtigt. Nachdem im Frühling 1921 mehrere Exemplare der drei beschriebenen Kleinarten in ein Gewächshaus im Botanischen Garten zu Utrecht gebracht worden waren, versuchte ich selbst auch, die Kastration zustande zu bringen. Hierzu wurden junge Pflanzen genommen, welche erst ein oder zwei Blütenschäfte besassen. Alle offenen Blüten und die gesamten Knospen wurden entfernt ausser zwei oder drei älteren Knospen, welche ungefähr gleich alt waren und schon so gross, dass sie bald aufblühen würden. Die Kastration von Erophila ist sehr schwierig. Die Bestäubung beginnt meistens schon in der noch geschlossenen Knospe. Ueber die Bestäubungsverhältnisse teilt Rosen (1911) Folgendes mit: ,,Die Staubbeutel stehen in der aufrechten, reifen Knospe etwas hüôher als die Narbe. Da sich die Antheren nach innen üffnen, so wird meist schon vor dem Aufblühen etwas Pollen auf die randständigen Papillen fallen. Wenn sich gegen Mittag die Blüte wieder schliesst, so hat die Narbe die Hüôhe der Antheren erreicht oder überschritten”” (l.c.p. 387). Ich konnte die Bestäubung meiner Ærophila's genau beobachten und stellte einige Tatsachen fest, welche etwas von Rosen’s Mitteilungen abweichen. Werden von einer geschlossenen Knospe kurze Zeit, ja sogar noch eine Stunde vor dem Aufblühen, die Sepala und Petala frei präpariert, so ist es deutlich zu sehen, dass die Antheren noch kürzer sind als der Fruchtknoten. Am Tage des Aufblühens, das an sonnigen Tagen sehr früh morgens kurz nach Sonnenaufgang geschieht, fangen die Antheren ungefähr eine halbe bis eine Stunde vorher an, schneller zu wachsen. Sie wachsen an dem Rand der Narbe vorbei; die Pollenhôücker haben sich inzwischen intrors geôffnet, und die ersten Kürner kleben zwischen den Narbenpapillen fest. Kurz nachher üfnet sich die Blüte 3 Di zum ersten Male. Bei dieser Bestäubung war der Kontakt zwischen Narbe und Antheren nur sehr lose. Eine zweiter Kontakt und eine zweite Bestäubung finden erst am Nach- mittag statt. Narbe und Antheren sind dann meist gleich hoch. Hierüber schreibt Rosen (1911 p. 387): ,, Die Kron- blätter, welche in der offenen Blüte fast um 90° nach aussen gebogen waren, strecken sich gerade und legen sich dem Fruchtknoten an. Hierdurch kônnen die Staub- beutel der Narbe unmittelbar angepresst werden, erreichen sie aber nicht mehr die Hôhe der Narbe, so kommt natürlich keine Selbstbestäubung zustande, falls die Blüte in ihrer aufrechten Stellung verbleibt. Einige unserer Kleinspecies zeigen aber die Eigentümlichkeit, sich während des Schliessens zu neigen”. Diese Beobachtungen Rosen's kann ich vollkommen bestätigen. Am ersten Tag nach dem Aufblühen schliessen die Blüten sich sehr bald wieder. Eine solche junge geschlossene Blüte ist einer wirklich geschlossenen Knospe sehr ähnlich. Nur ist bei ersterer die Narbe schon voll bestäubt, während wirkliche Knospen vor dem Aufblühen nur Pollenkôrner am Rand tragen kônnen. Die Schwierigkeit der Kastration hat verschiedene Gründe. Wenn von einem Blütenstand alle Blüten und Knospen weggeschnitten sind ausser zwei oder drei, welche für die Kastration benutzt werden, so werden diese letzteren nicht mehr in der Gesamtheit des Blütenstandes festgehalten, sondern sie stehen ganz frei von einander auf zarten, fragilen Stielchen. Eine nur schwache Berührung mit Pinzette oder Nadel genügt, um die Knospen abfallen zu lassen. Îst man so weit, dass Narbe und Antheren frei liegen und hat man das Glück gehabt, eine Blüte zu treffen, welche wirklich sehr bald nachher aufblühen würde, dann sind auch die Pollenkôrner so dick und reif, dass schon ein kleiner Stoss genügt, damit die Pollensäcke sich 6fnen und die Pollenkôrner freikommen, und die Kastration ist misslungen! Die allergrüsste Schwierigkeit ist jedoch, dass 35 wenn die Knospen zu früh geôüffnet werden, die ganze Blüte ihre weitere Entwicklung meistens einstellt. Nur einmal ist es mir gelungen, eine am Abend vor dem Auf- blühen geüffnete Knospe zur weiteren Entwicklung zu bringen. Nur wenn die Knospen morgens früh vor Sonnen- aufgang und bevor die Antheren mit ihrem schnelleren Wachstum anfangen, geôffnet und kastriert werden, kann man auf guten Erfolg rechnen. Wenn am Tag vorher die Antheren schon fortgenommen waren, so wurden oft die Narben nicht mehr reif, nicht mehr klebrig und also nicht empfängnisfähig. Die Fruchtknoten sahen dann bald sehr verkümmert aus und starben frühzeitig ab. Die Oeffnung der Knospen und die Kastration muss also stattfinden, wenn die Narbe schon fertig ist, um Pollenkôrner zu empfangen, und wenn die Antheren bald mit ihrem schnelleren Wachstum und mit der Oeffnung ihrer Säcke anfangen werden, also frühmorgens, kurz vor oder gleichzeitig mit Sonnenaufgang. In dieser Weise ausgeführt, gelangen mir Oeffnung und Kastration einige Male sehr gut. Die Blüten setzten ihre Entwicklung fort, und kein einziges Pollenkôrn kam bei den Manipulationen frei. Das ganze Pflänzchen wurde unter den Objekttisch der Binokulärlupe gesetzt und Kelch und Krone mit einem scharfen Skalpell geôüffnet. Eine Präpariernadel wurde vorsichtig zwischen Filament und Fruchtknoten gebracht, damit die Antheren nicht beiihrer Entfernung noch aufreissen und Bestäubung bewirken würden. Zwischen dieser und einer zweiten Nadel wurde das Filament durchgedrückt und die Anthere mit einer feinen Pinzette entfernt. So gelang die Kastration sogar noch eine halbe Stunde, bevor die Blüte sich sonst selbst bestäubt hätte. Die hellgelben Pollenkôrner sind mit der Lupe sehr deutlich auf der grünen Narbe zu entdecken, so dass gleich kontrolliert werden konnte, ob die Narbe wirklich vüllig pollenfrei war. 36 Im Anfang wurden die Blüten, nachdem sie für Kreuzungs- versuche mit fremdem Pollen bestäubt waren, in dünnen Gaze- oder Seidesäckchen isoliert. Eine solche Isolierung ist jedoch nie vollkommen einwandfrei, weil die Blüten sich nicht unter normalen Aussenbedingungen entwickeln. Darum wurden die kastrierten Pflanzen auch einige Male frei in andere Gewächshäuser oder geschützte Teile des Gartens gesetzt. Dieses konnte geschehen, weil im Botanischen Garten zu Utrecht und in seiner Umgebung ganz und gar keine Erophila’s wild wachsen und alle nicht kastrierten Pflanzen in einem gut abgeschlossenen Teil der Gewächs- häuser beisammen standen. Die Narben wurden auch noch regelmässig kontrolliert, aber sie blieben pollenfrei. Um selbst auch die Kreuzung E. cochleoides X violaceo- petiolata auszuführen, kastrierte ich im Ganzen 16 Blüten von Æ. cochleoides und belegte die Narben reichlich mit Pollen von E. violaceo-petiolata. Es zeigte sich schon bald, dass die Kastrationstechnik nicht so gut gewesen war, wie sie eigentlich sein sollte. Vier der Blüten entwickelten sich überhaupt nicht weiter; sie waren wahrscheinlich zu früh geôffnet und kastriert worden. Aber auch von den anderen 12 waren sicher viele, wenn nicht alle, beim Präparieren etwas beschädigt. Drei Blüten setzten ihre Entwicklung wohl einige Zeit fort, erreichten jedoch die normale Grôsse einer erwachsenen Blüte nicht. Die Fruchtknoten wurden bald braun und vertrockneten. Sie sind unbedingt beschädigt gewesen. Es blieben also 9 Blüten übrig, unter 5 Pflanzen verteilt. Die Fruchtknoten fingen bald an, dick zu werden, so dass doch noch eine gute Ernte erwartet wurde. Während eines Gewitters wurden von zwei Pflanzen, welche im Garten standen, die 4 Fruchtknoten weggeschlagen. Die anderen 5 Blüten blieben intakt und lieferten reife Früchte, welche nicht so gross wurden wie bei nicht kastrierten Pflanzen. Ausserdem waren sie sehr runzelig und sahen schlecht aus. Nachdem sie getrocknet waren, zeigte sich, 37 dass zwei Früchte jede nur 4 gesund aussehende Samen enthielten, eine 7, eine 9 und die letzte 19, so dass im Ganzen 43 Samen geerntet wurden. Dass die Früchte nicht samenreicher waren, ist sicher eine Folge der Kastra- tionsmethode. Die 43 Samen wurden im nächsten Jahr ausgesät, es entstanden 31 Keimlinge, von denen 2 Kümmer- linge blieben. Die übrigen 29 Pflanzen waren alle normale E. cochleoides-Exemplare. Auch wurde versucht, die reziproke Kreuzung, E. viola- ceo-petiolata X cochleoides auszuführen, jedoch nur bei wenigen Blüten. Die Kastration von ÆE. violaceo-petiolata ist bequemer als die der beiden anderen Kleinarten, weil die Blüte grosser ist und weil die Kelchblätter bequemer frei zu präpariren sind, die Antheren haben dann mehr Raum und liegen nicht so dicht den Fruchtknoten angepresst. Das Resultat dieses Kreuzungsversuches waren im Ganzen nur 16 Samen, welche 12 ausgewachsene Pflanzen hervor- brachten, alles Exemplare von Æ. violaceo-petiolata. Aus- serdem wurden noch folgende Kreuzungen versucht: E. confertifolia X cochleoides, E. cochleoides X confertifolia, und Æ. violaceo petiolata X confertifolia. Die Kastration von E. confertifolia ist äusserst schwierig. Die vier aus den zuerst genannten Kreuzungsversuchen erhaltenen Samen brachten wieder E. confertifolia hervor. E. cochleoides X confertifolia ergab überhaupt kein Resultat, während E. violaceo-petiolata 8 Tochterindividuen lieferte, alle wieder der Mutter gleich. Meine Kreuzungsversuche hatten also dasselbe Resultat wie Lotsy's Versuch. Während er jedoch über eine F.,- Generation von 201 Individuen verfügen konnte, sind die Zahlen meiner Tochtergenerationen bedeutend geringer. An sich hätten sie wenig Wert, wenn sie nicht weiter ausgedehnte Versuche bestätigten. Nach Lotsy's Arbeit sind sie jedoch wertvoller, speziell auch, weil sie darauf hindeuten, dass dieselben Erscheinungen von E. cochleoides auch bei anderen Kleinarten auftreten. 38 Sicherheit, welche Art von eventueller Apomixie hier im Spiel ist, konnte natürlich nur ausschliesslich durch cyto- logische Untersuchungen erbracht werden. Absolute Sicher- heit, ob wirklich Apomixie auftritt, kônnte auch gegeben werden, wenn kastrierte und gleich nachher, ohne Fremd- bestäubung, isolierte Blüten Samen hervorbringen. Im Anfang waren keine Versuche angestellt worden, um dies zu untersuchen, weil alle kastrierten Blüten für Kreuzungs- versuche benôtigt waren. Sowohl 1922 als auch 1923 wurden jedoch noch einige Blüten mit diesem Ziel kastriert und isoliert. Nachdem die Apogamie schon durch cytologische Untersuchungen festgestellt worden war, wurden diese Versuche doch weitergeführt, um zu prüfen, ob vielleicht Pseudogamie im Spiel sein kônnte. Vielleicht wäre die Bestäubung notwendig, um die apomiktische Entwicklung auszulôsen. Eine solche Entwicklungserregung wird, wie bekannt, angenommen bei Rubus nemoralis (Lidforss 1914) und bei Zygopetalum MackayiHook(Suessenguth 1923). Ernst (1918) meint, dass sie auch auftritt bei T'halic- trum purpurascens (Overton 1904) bei Afamosco texana (Pace 1913) und bei Primula kewensis (Pellew u. Durham 1916). Leider sind den Îsolierungsversuchen keine sicheren Resultate zu entnehmen. Es wurden 1922 vier Pflanzen, jede mit drei kastrierten Blüten, isoliert. Die Fruchtknoten wuchsen wohl weiter und wurden etwas dicker als die an zu früh geüffneten Blüten, gingen jedoch bald ein. Sie waren dann noch so klein, dass unmôüdgjlich festgestellt werden konnte, ob die Weiterentwicklung der Samenanlagen schon angefangen hatte. Die Versuche wurden 1923 mit 8 Blüten wiederholt, wieder mit demselben Resultat. Die Folgerung, dass wirklich die Bestäubung für die Entwicklung nôtig ist, darf jedoch nicht gezogen werden, weil bei der äusserst schwierigen Kastration kleine Beschädigungen grosse Folgen haben kônnen und dadurch ganz andere Resultate 39 auswirken. Die Môglichkeit, dass die Bestäubung als Reiz notwendig ist, scheint mir dennoch nicht ausgeschlossen zu sein. Versuche, Pollenkôrner küastlich zur Keimung zu bringen, werden im VI Kapitel behandelt, wo auch ihre Enstehung und ihr weiteres Verhalten beschrieben werden. RAPIDE LAIV: Methodik und allgemeine cytologische Ergebnisse. $ l _Methodik,. Die Blütenknospen, in welchen die Reduktionsteilungen von Embryosackmutterzelle und Pollenmutterzelle stattfinden, sind bei Erophila so ausserordentlich klein, dass es un- môglich ist, solche ganz jungen Knospen einzeln zu behan- deln. Im Stadium der Pollenmutterzellteilung sind sie nicht grôsser als einen halben Millimeter im Durchmesser und während der Embryosackmutterzellen-Entwicklung hôchstens doppelt so gross. Auch im Paraffinblôckchen kônnen sie nicht einzeln geordnet werden. Darum wurden immer ganze Blütenstände fixiert, eingebettet und geschnitten. Dies hat auch den Vorteil, dass sich in jedem Schnitt Teile von verschieden alten Knospen befinden. Die Schnittserien müssen jedoch sehr gross sein, denn in vielen Schnitten befindet sich kein einziges erwünschtes Stadium. Von den Fixiermitteln ergab Carnoy's Chloroform — Alkohol — Eisessig die besten Resultate. Auch Juel's Gemisch und Alkohol (3) — Eisessig (1) waren sehr gut verwendbar, aber die Fixierung der Chromosomen ist nicht so gut wie mit Carnoy's Gemisch. Schwache Flemming war unbrauchbar. Die Fixierung des Plasmas liess sich hiermit wohl sehr gut machen, aber die Farbungsunter- schiede treten sehr undeutlich hervor, auch mit den schônsten Farbungsmitteln. Die Schnitte wurden mit einem Mikrotom +1 von Reinhold Giltay, nach Einbettung in Paraffin, gemacht. Die meisten Schnitte wurden mit einer Dicke von 5x gemacht, für Embryosackschnitte und für Pollen- mutterzellen genügt 71/,—104. Als Färbungsmittel wurde Heidenhain's Eisenhae- matoxylin benutzt, womit wesentlich schônere Präparate erzielt wurden als mit Safranin und mit Flemmming's dreifacher Färbung. Die Chromosomen färbten sich am schônsten bei Benutzung von einer starken Haematoxy- linlôsung, 2—21/, 0/, nach 2—3 Stunden Beizung. Eine halbe bis dreiviertel Stunde Färbung genügte. Aus den Präparaten ging hervor, dass es sehr wenig Unterschied macht, wann die Blütenstände fixiert werden. Knospen, welche Nachmittags 3 Uhr fixiert waren, wiesen, ebenso wie morgens 6 Uhr fixierte, in T'eilung begriffenen Sporenmutterzellen auf. Die Zeichnungen wurden mit Abbe's Zeichenapparat hergestellt unter Anwendung von Zeiss’ homogener Im- mersion 2 mm. und den Kompensationsokularen 8, 12 und 18. Die Zeichnungen wurden vom Laboratoriumszeichner À. de Bouter kopiert und auf die erwünschte Grüsse gebracht. $ 2. Der Ruhekern und die vegetativen Teilungen. Um die diploide Chromosomenzahl zu ermitteln, wurden zuerst Schnitte durch junge Keimwurzeln gemacht. Hiervon brauchbare Präparate zu bekommen war jedoch fast aus- geschlossen. Die Keimwürzelchen, deren Spitzen noch im Wachstum begriffen waren, vermochten wegen ihrer Zart- heit sogar den harmlosesten Fixierungsmitteln keinen Wi- derstand zu leisten. Und wenn sie bei der Fixierung noch nicht gänzlich zerdrückt waren, so geschah dies doch meistens bei der Einbettung in Paraffin. Die Würzelchen 42 sind dort, wo die meisten Kernteilungen stattfinden, nur vier bis sechs Zellreihen dick, so dass auch bei den we- nigen besseren Präparaten nur selten brauchbare T'eilungs- stadien zu beobachten waren. Glücklicherweise waren gute Schnitte durch Stengelspitzen bequemer zu bekommen. Diese Spitzen bleiben meistens sehr schôn intakt, erstens weil sie während der Behandlung durch die umliegenden jungen Knospen geschützt werden und zweitens, weil sie viel kräftiger sind als die Wurzelspitzen. Sowobhl in diesen Sten- gelschnitten als auch in sehr jungem Nucellusgewebe wurden häufig schône vegetative Kernteilungsfiguren gefunden. Die Kerne von Erophila sind sehr regelmässig gebildet ; abweichende Formen von Ruhekernen wurden nie gefunden. Zwei Sachen fallen jedoch gleich ins Auge, nämlich die Kleinheit der Kerne und die im Verhältnis dazu überaus grossen Nucleolen. Die hier mitzuteilenden Dimensionen sind alle an Kernen, fixiert mit Carnoy, gemessen. Eventuelle Kontraktionen brauchen also bei der Vergleichung der Dimensionen nicht berücksichtigt zu werden. Ich glaube jedoch, dass solche Kontraktionen hier ausgeschlossen sind, da auch Flemming-Präparate genau dieselben Zahlen ergaben; auch von ,hellen Räumen'” wurde nichts gesehen. Die Kerne sind fast rund, jedoch mit einem konstanten Verhältnis der Hauptdimensionen. Die Nucleolen sind vollkommen kugelig. Alle Zahlen sind Durchschnittszahlen aus 40 Messungen. E. cochleoides. E. confertifolia. E. violaceo- Hauptdimensionen der petiolata. Kerne in der Stengel- SPITZ. Les Lodel s mntouts 2 D OUT AR A, En SAR EUR Hauptdimensionen der Kerne im älteren Nu- cellusgewebe . . . 3,6X3,94 3,2x4y 3, 1x AA Mittlerer Durchmesser aller älteren Kerne . 3,62 y. 3,67 y. 3,8 43 Mittlerer Durchmesser von jüngeren Nucel- InSelens te 0: 275% 2,65 2,87 Durchmesser der Nu- cleolen in erwach- senen Zellen. . . . Lo7r 1,8 « 3,25; Aus diesen Zahlen geht wohl hervor, dass die verschie- denen elementaren Arten ungefähr gleich kleine Kerne besitzen. Die Grôsse der Nucleolen ist jedoch in den drei Arten verschieden. Die Ruhekerne von E. violaceo-petiolata sind fast gänzlich vom Nucleolus gefüllt. Wenn die Dimensionen mit denjenigen, welche bei anderen Phanerogamen gefunden sind, verglichen werden, so zeigt sich, dass die Kerne von Erophila zu den Kleinsten gehôüren, welche bis jetzt bei hôheren Pflanzen gefunden sind. Nach Tischler's Angabe (1922, p. 27—32) sind bisher die _kleinsten Kerne unter den Phanerogamen gefunden bei Myosotis alpestris im Stammvegetationspunkt 3 4 (Stras- burger 1893), in Markstrahlen von Robinia pseudacacia, 1,5:3u (Schorler 1883) und bei Primula elatior in generativen Kernen der Pollen-Kôrner 2,4—3,5 4 (Tischler 1918). Durchschnittswerte von weniger als 3 4, so wie bei Erophila, wurden bisher also nur in besonderen Geweben gefunden. Die Kerne der Sporenmutterzellen von Erophila sind grôsser als diejenigen der vegetativen Zellen, und ihre Dimensionen weichen auch nicht so sehr von den bei anderen Phanerogamen gefundenen Zahlen ab. So wurden z. B. folgende Durchschnittszahlen gefunden für: E. cochleoides. E. confertifolia. E. violaceo- Kerne der Embryosack- petiolata. mutterzellen in Syn- SES SE ET 6—7 4 6—7 4 7 —8 y. Id. während de Schein-Diakinese . . 8:11 10:12% 10412f 44 Kerne der Pollenmut- terzellen in Synapsis 5—6 5—6 6—8 Id. während der Dia- Kineses 290 Me 9u 92 1128 Pollenkôrner mit Exine 14—16&4 14—16% 14—16x Im allgemeinen sind also die Dimensionen bei E. violaceo- petiolata auch hier die grôssten. Die Kerne der Tapetumzellen in den Pollenhôckern besitzen meistens zwei Kerne. Oft kommen auch Tapetum- zellen mit 3—6 Kernen vor, wovon in Fig. 1 eine abge- bildet ist. Die vegetativen Kernteilungen finden bei Æ. cochleoides und Æ. confertifolia nach dem typischen Schema statt. Die Chromosomzahlen waren mit Sicherheit nur in sehr späten Prophasen kurz vor der Teilung festzustellen. Als diploide Zahlen wurden 12 für E. cochleoides (Fig. 2) und 24 für E. confertifolia (Fig. 3) festgesetzt. Eine in allen Teilungs- : stadien deutlich hervortretende Eigentümlichkeit ist, dass alle Chromosomen paarweise liegen. Dies ist schon bei vielen Pflanzen beobachtet worden; bekannte Beispiele davon sind Galtonia candidans (Strasburger 1905) und Spinacia oleracea (Sto mps 1910). Bei diesen beiden Pflanzen liegen die Chromosomen ebenso deutlich in Paaren wie bei Ærophila. Die paarweise Lagerung, welche auf eine sehr starke Affinität zwischen den elterlichen Chromosomen hindeutet, ist nicht nur in den Polansichten von späten Prophasen deutlich zu sehen, sondern auch schon bei der Differenzierung der Schleifen aus dem Kerngerüst. Sogar nach stattgefundener Teilung ist in den Anaphasen noch wohl einmal die paarweise Lagerung zu erkennen. Die Paare liegen oft auch in einer bestimmten Reihen- folge in dem Kern gelagert. So wurden in den Kernen von Æ. confertifolia einige deutlich zu unterscheidende Paare von sehr langen Chromosomen (Fig. 3 au.b) 45 ie, PTT ou ter oue ersE>e = A og ô nn Fig. 1—7. 1 Tapetumzelle aus einer Anthere von ÆE. cochleoides. 2 Vegetative Kernplatte von E. cochleoides. 3 Idem von E. conferti- folia. 4 Vegetative Prophase von E. violaceo-petiolata. 5 u. 6 Chro- mosomenzerfall in E. violaceo-petiolata. 7 Kernspindel von E. violaceo- petiolata in Seitenansicht. n (in allen Figuren) — Nucleolus. Vergr. 1, 5-61100:X:1482:3,:6.7:2200 X: 46 gefunden, welche ungefähr immer an derselben Stelle zu finden sind. Die Chromosomen von ÆE. cochleoides sind dicker als die von E. confertifolia, welche letztere sich dadurch auszeichnen, dass ihre Paare oft Ringe bilden. Die Form der Chromo- somen ist in allen Stadien bei der einen Kleinart abweichend von der Form der anderen Kleinart ; die Chromosomen von E. confertifolia kônnen also unmôglich durch Längsspaltung derjenigen von ÆE. cochleoides entstanden sein. Die Chromosomenzahl von Æ. violaceo-petiolata ist 12, aber diese Zahl konnte nur nach vielen Schwierigkeiten ermittelt werden. Bei dieser Kleinart tritt nämlich etwas sehr Besonderes auf. Bei der Beobachtung von Kerntei- lungsstadien sieht man sofort eine ausserordentliche Viel- gestaltigkeit. In einigen Kernen wurden 15—20 Chromatin- kôrner gefunden, in anderen 30, 40 oder mehr, sogar bis ungefähr 100, -und vielleicht sind bei genauer Beobachtung noch viel hôhere Zahlen zu erreichen. Fast nie konnten in zwei Kernen dieselben Zahlen festgesteltt werden. Je hôüher die Zahl der Kôrner ist, um so kleiner sind diese auch. Weil diese Tatsache natürlich die Môglichkeit offen stellt, dass die Inkonstanz der Zahlen eine Folge des Zerfalls der Chromosomen sein kônnte, wurde die Auf- merksamkeit auf Kerne mit môglichst grossen und môglichst wenigen Chromatinkôrnern gelenkt. Dabei ergab sich, dass nie weniger als 12 Chromatinteile auftreten, welche aller- dings nicht schleifenfürmig sind, von denen jedoch bald deutlich wurde, dass sie die wesentlichen Chromosomen darstellen. Die 12 Chromosomen sind viel grôsser als die Chromatinteile in Kernen mit hüôheren Zahlen, sie sind meistens paarweise angeordnet. Auch zeigen sie in diesem Stadium dasselbe Bild, das bei Æ. cochleoides oft in nicht zu späten Prophasen zu sehen ist, wenn die Chromosomen sich eben differenziert haben. Dass 12 die wirkliche Chromosomenzahl ist, ging jedoch erst ganz klar aus cs vegetativen Spindelstadien und aus der Untersuchung der Embryosack- und Pollenentwicklung hervor. Wabhrscheinlich findet in den teilenden Kernen von E. violaceo-petiolata Folgendes statt: während des Anfangs der Prophase differenzieren sich aus dem Chromatinknäuel die 12 Chromosomen. Diese werden erst sichtbar, wenn der Nucleolus seine dunkle Färbung verloren hat, was verhältnismässig spät geschieht. In diesem Stadium sind die Kerne ungefähr 6# im Durchmesser, während sie im Ruhestadium nur etwa 3,84 gross sind. Von diesem Moment an vergrôssert sich die Zahi der Chromatinkôrner. Je grôsser der Kernist, je näher er also dem Teilungsmoment kommt, um so grôsser ist auch die Kôrnerzahl. Weil es mir zuerst rationeller zu sein schien, dass die Kôrner erst in grôsserer Zahl auftreten, um dann zu verschmelzen, damit bei der Teilung die Zahl 12 erreicht ist, studierte ich die verschiedenen Prophasestadien genau, wobei sich ergab, dass die Chromosomen, während der Kern grüsser wird, allmählich in viele Teile zerfallen. Wenn die Kerne grüsser als 9—10 : waren, wurden immer mehr als 50 sehr kleine Chromatin-Teilchen gezählt. Die Teilchen sind wohl mal in Reiïhen oder Paaren angeordnet, oft liegen sie jedoch auch regellos durcheinander. Wenn erst wenige Teilchen gefunden werden, z.B. 15—26, so sind unter diesen einige grôssere zu entdecken, welche noch ganze Chromosomen darstellen, während andere Teilchen noch neben einander liegen und wahrscheinlich durch Zerfall eines Chromosoms entstanden sind. In Fig. 4 ist eine frühe Prophase mit 12 Chromosomen dargestellt, während Fig. 5 und Fig. 6 die Folgen des Zerfalls zeigen. Kurze Zeit vor der Metaphase werden die Teilchen noch in sehr hohen Zahlen gefunden. Zwischen diesem Stadium und dem Stadium der Kernplatte, welche leider nur in Seitenansicht gefunden wurde, so dass hier die Zahl der Chromosomen nicht festzustellen war, findet wahrschein- 48 lich eine Wiederherstellung der Chromosomen statt, welcher unmittelbar die Spaltung folgt. Die Wiederherstellung geschieht sehr plôtzlich. Spindelstadien, in denen die Chro- mosomen in der Kernplatte angesammelt sind, und mit schon auseinander weichenden Chromosomen wurden oft gesehen. In letzterem Stadium waren die Chromosomen zu zählen und auch hier wurde die Zahi 12 festgestellt (Fig. 7). Ana-und Telophasen Zzeigten oft wieder sehr viele Kôrner. In diesen Stadien sind die Kerne jedoch so klein, dass eine Zählung unmôgjlich ist. Wohl wurde die Tatsache beobachtet, dass in Telophasen kurz vor der Rückkehr in das Ruhestadium die Kôrnerzahl kleiner wird, vielleicht sogar wieder auf 12 zurückkommt. Vollkommene Sicherheit war hierüber nicht zu erlangen, die Kôrner sind nicht nur äusserst klein, sondern auch sehr verschwommen begrenzt. Wabhrscheinlich findet nach der Teilung wieder dasselbe statt, was auch in der Prophase geschieht, jetzt nur in umgekehrter Reihenfolge, gleich nach der Teilung Zerfall in viele Teilchen und dann allmähliche Wiederherstellung der ursprünglichen Chromosomen. Chromosomenzahlen, welche hôher als die normale Zahl sind, sind oft gefunden worden und meistens Quersegmen- tierungen einer oder mehrerer Chromosomen zugeschrieben. Lundcegäürdh (1912) fand bei Vicia Faba 13, 14 oder 15 Chromosomen statt 12, der normalen Zahl. Hance (1918) bemerkte bekanntlich 15 bis 21 Chromosomen bei Oenothera scintillans. Es sind aber auch Fälle bekannt, in denen die Zahlen durch Quersegmentierung sehr viel hôher sind, jedoch nur unter bestimmten Bedingungen oder in bestimmten Kernen. So fand Friesendahl (1912) bei Myricaria germanica statt 12 oft 24 und mehr, bis zu 70 Chromatin- kôrnern, jedoch nur im unteren Kern des zweikernigen Embryosackes. Im gleichen Kern sieht Palm (1915) etwas Ahnliches bei Piper peltatum. Bisher waren keine Fälle bekannt, wo Zerfall in allen Kernen, auch in Meristemen 49 und auch bei der Geschlechtszellenbildung auftritt. Und dies ist gerade bei ÆE. violaceo-petiolata der Fall. In den Kapiteln V und VI wird beschrieben werden, wie der Zerfall auch in Embryosackmutterzellen und Pollenmutter- zellen deutlich hervortritt, sogar noch deutlicher wie in vegetativen Zellen. Die Erscheinung des Zerfalls kann sicher keine Folge von äusseren Bedingungen sein, denn sie tritt bei allen Individuen von Æ. violaceo-petiolata auf, ob sie nun im Februar oder im Juni, im Wärmhaus oder im Freien, bei hôherer oder niedrigerer Temperatur gezüchtet sind. E. cochleoides und ÆE. violaceo-petiolata, welche Klein- arten am selben Ort gefunden sind, besitzen beide vegetativ 12 Chromosomen. Die vier nahe verwandten Kleinarten, welche in Baarn gefunden wurden, besitzen alle 24 Chro- mosomen. Die an einem Ort zusammen gefundenen ele- mentaren ÂÀrten zeigen also keinen Unterschied in der Chromosomenzahl. Weil aber erst diese beiden Einzel- tatsachen vorliegen, dürfen hieraus noch keine Schlüsse über das Vorkommen und die Entstehung von Kleinarten mit gleicher Chromosomenzahl gezogen werden, es wird jedoch von grosser Wichtigkeit sein, wenn diese Konstanz bei mehreren lokalen Erophila-Gruppen vorkommt. Wo und wie Æ. confertifolia mit ihren 24 Chromosomen ent- standen ist, steht noch nicht fest. Fine Entstehung aus einer der beiden anderen Kleinarten ist jedoch ausgeschlossen. Dazu sind die spezifischen Chromosomen-Unterschiede zu gross. Draba hirta, wovon leider nur Präparate von vegetativen Geweben vorliegen, hat auch 24 Chromosomen. Die Kerne dieser Art sind bedeutend grôsser wie diejenigen der Erophila-Kleinarten, nämlich 7—10 s im Durchmesser. Ihre Nucleolen sind jedoch ziemlich klein, wenigstens nicht grôsser wie bei Erophila verna. Innerhalb der Familie der Cruciferen war die Chromo- 4 50 somenzahl 12 noch nie, 24 einmal gefunden worden, nämlich bei Lunaria biennis (Laibach 1907). Die diploiden Zahlen 32 und 16 kommen häufiger vor, nämlich 32 bei Capsella bursa pastoris (Rosenberg 1904, Laibach 1907) und bei Brassica Napus (Laibach 1907), und 16 bei Iberis pennata, Sisymbrium strictissimum und drei Alyssum- Arten (alle Laibach 1907). $ 3 Die Prochromosomenfrage. Das Wort Prochromosom stammt von O verton (1905) und wird jetzt leider allgemein für die Chromatinansamm- lungen, welche im Ruhekern gefunden werden, benützt. Richtig ist die Anwendung dieses Wortes nur für diejenigen Kôrner, von denen mit genügender Sicherheit angenommen werden darf, dass sie die Chromosomen im Ruhestadium represen- tieren. Nach den Untersuchungen von Rosenberg (1904) und Laibach (1907), welche zeigten, dass in verschiedenen Cruciferen die Zahl der Chromatinkôrner mit derjenigen der Chromosomen übereinstimmte, wurde einige Zeit geglaubt, dass diese Erscheinung sehr allgemein sei. Das Wort Prochromosom wäre dann sehr berechtigt. Es sei jedoch später nachgewiesen worden, dass vielfach die Zahl der Chromatinkôrner wechselt und dass in vielen Kernen überhaupt keine Ansammlungen zu finden sind. Ein neutrales Wort wie ,,Chromozentren” ist also viel besser, wird jedoch erst von wenigen Forschern benutzt. Rosenberg (1904) wies zuerst darauf hin, dass bei Capsella bursa pastoris die Zahl der Chromatinkôrner konstant und der Chromosomenzahl gleich ist. Hieraus schliesst er, dass die Chromosomen im Ruhestadium nicht ganz aufgelôst werden, sondern ihre Selbstständigkeit beibe- halten und immer vorhandene Teile des Kerns, sei es in oft modifizierter Form, bilden. Er führt sie also zur Stützung der Hypothese der Chromosomenindividualität an. 51 Aehnliche Beobachtungen sind später noch von ihm selbst (Rosenberg 1909!) und von vielen anderen Forschern, wie z. B. von Miyake (1905) und von J. B. Overton (1905, 1909) gemacht worden. Speziell die Cruciferen haben schône Beispiele für die erwähnte Zahlengleichheit geliefert. Laibach (1907) fand sie bei Jberis pennata, Lunaria biennis, Alyssum argenteum, Brassica Napus, Stenophragma Thalianum und einigen anderen Cruciferen. Dass es jedoch auch Kerne gibt, bei denen nur ein typisches Kerngerüst und nie deutliche Chromatin-Ansammlungen gefunden werden, zeigt auch er schon an drei anderen Cruciferen, nämlich Hesperis matronalis, Bunias orientalis und Mathiola tricus- pidata. Gar keine Chromatinansammlungen fand Rosenberg (1904) bei Fritillaria; inkonstante Zahlen wurden von Tischler bei Bryonia (1906), bei Musa (1910) und bei Cassia fistula (1922) und noch von vielen anderen Forschern gefunden. Eine Aufzählung aller bekannter Fälle vom Fehlen einer absoluten Konstanz gibt Tischler (1922 p. 66—67). Aus dem Auftreten einer bestimmten Zahl Chromatinkôrner im Ruhekern dürfen also noch keine Schlüsse betreffs der Chromosomenzahl und der Môglichkeit einer dauernden Chromosomenselbstständigkeit gezogen werden. Auch bei Erophila konnte ich keine absolute Konstanz feststellen. In den Kernen von Æ. cochleoides wurden oft überhaupt keine Chromatinkôrner gefunden. War die Fär- bung aber sehr dunkel, so traten sie in einigen Zellen hervor, aber nur in bestimmten Geweben. Am schônsten sind sie bei allen Erophila-Kleinarten in den grossen Kernen der Narbenpapillen zu sehen. Auch die Epidermiszellen der Fruchtknoten und Antheren besitzen bei Æ. cochleoides meistens grosse Kerne mit deutlichen Chromatinkürnern. Bei der Zählung stellte sich heraus, dass die Zahlen ziem- lich verschieden sind. Die Zahl der Chromosomen, 12, kommt auch hier oft vor, aber auch niedrigere Zahlen. Zwischen 3 und 12 wurden alle Zahlen gefunden. Wenn 52 12 Kôrner sichtbar sind, so haben sie meistens die gleiche Grôsse und sind rund, während in Kernen mit niedrigeren Zahlen einige Kôrner meistens grôsser sind und unregel- mässige Formen haben. In Fig. 8 ist eine Epidermiszelle des Fruchtknotens mit 12 Chromatinkôrnern, welche deutlich paarweise liegen, abgebildet, eine Erscheinung, welche oft, aber nicht immer, festzustellen ist. Die Zahl der Chromo- somen stimmt also nicht immer mit der Zahl der Chromatin- Ansammlungen überein, aber die letztere Zahl ist nie grôsser als die erstere. Unmôgjlich ist es darum nicht, dass die 12 Chromatinkôrner die Chromosomen represen- tieren. Wenn weniger als 12 Kôrner zu sehen sind, so sind vielleicht einige Kôrner miteinander verschmolzen. E. confertifolia gibt dasselbe Bild. Sie hat 24 Chromosomen und in ihren Kernen, speziell wieder in denjenigen der Epidermiszellen und der Narbenpapillen, sind Chromozentren in Zahlen von 3—24 zu sehen. Auch hier sind die Kerne mit 24 kleinen Kôrnern am zahlreichsten vertreten, Paar- weise Lagerung tritt hier wohl einmal auf, ist jedoch in vielen Kernen garnicht zu beobachten. Viele der Epider- miszellen zeigen bei dieser Kleinart überhauptkeineChromatin- Ansammlungen, welche auch in tiefer gelegenen Zellen nie gefunden werden. E. violaceo-petiolata weicht sehr von den beiden vorigen Kleinarten ab. Wenn drei Präparate, von allen drei Kleinarten eins, in genau derselben Weise gefärbt und behandelt worden sind, so ist schon ohne Mikroskop zu sehen, dass das Präparat von Æ. violaceo-petiolata sehr viel dunkler ist wie die beiden anderen. Dies ist eine Folge davon, dass sich in dem Ruhekern bei dieser Kleinart viel mehr chromatische Substanz befindet als bei den anderen Klein- arten. Bei Æ. violaceo-petiolata kommen Chromozentren in allen Ruhekernen, also nicht nur in besonderen Geweben, vor. Wenn die Kerne klein sind, so scheinen sie gänzlich durch das Haematoxylin gefärbt zu sein. Dies findet seinen 53 Grund natürlich in erster Linie in den grossen Dimensionen des Nucleolus, aber ferner auch darin, dass sehr viele kleine Chromatin-Ansammlungen einen grossen Teil des Kernes füllen. Die Kôrner sind meistens sehr klein und schwierig zu zählen. Bei dieser Kleinart sind die Kerne der Narbenpapillen ausserordentlich gross: sie kônnen einen Durchmesser von 20—30 « haben. In diesen Kernen sind Fig. 8—10. 8 Kern mit Prochromosomen einer Fruchtknoten-Epidermis- zelle von Æ. cochleoides. 9 Idem einer Parenchymzelle von E, violaceo- petiolata. 10 Idem einer Narbenpapille von ÆE. violaceo-petiolata. n = Nucleolus. Vergr. 8, 9:2200 X; id. 10 : 1100 X. die Chromozentren sehr deutlich, es treten dort jedoch dieselben Zahlen auf wie in den anderen Kernen. Es kommen alle Zahlen von 5 bis ungefähr 70 vor. Die Chromosomenzahl ist 12, aber diese Zahl wurde für die Kôrner auch nicht häufiger gefunden als andere Zahlen zwischen 10 und 30. In Fig. 9 ist der Kern einer Parenchym- zelle mit 16 und in Fig. 10 der sehr grosse Kern einer 54 Narbenpapille mit 48 Chromozentren abgebildet. In dieser Kleinart ist die Inkonstanz also sehr gross. In Æ. cochleoides und E. confertifolia wird die Zahl der Chromosomen nie durch die Zahl der Chromatinkôrner überschritten, in Æ. violaceo-petiolata ist überhaupt keine Gesetzmässigkeit in den Zahlen zu entdecken. Vielleicht zerfallen die ,,Prochromosomen” hier ebenso leicht und aus demselben Grunde wie die Chromosomen der sich teilenden Kerne. Es ist jedenfalls sehr bemerkenswert, dass diese sonderbare Erscheinung im Ruhekern gerade nur bei derjenigen Kleinart vorkommt, welche auch einen sehr eigenartigen Zerfall der Chromosomen in Segmenten aufweist. Die bei Erophila gefundenen Tatsachen bestätigen also, dass die Zahl der Chromozentren nicht immer konstant ist. Bevor festgestellt worden ist, ob ein Zusammenhang zwischen dem Zerfall der Chromosomen und den hohen Zahlen der Chromatinkôrner bei Æ. violaceo-petiolata besteht, kônnen aus dem Gefundenen noch keine Schlüsse betreffs der Individualität der Chromosomen gezogen werden. Ein solcher Zusammenhang darf nur angenommen werden, wenn es bewiesen ist, dass die Maxima der beiden Zahlen dieselbe sind. RARE E LL AV Die Embryosackmutterzelle und der weibliche Gametophyt. $ 1. Die Entwicklung der jungen Samen- anlagen und die Bildung der Tetrade-Zellen. Erophila verna besitzt in beiden Fächern des Fruchtknotens zwei Reihen Samenanlagen. In jedem Fach befinden sich 23—30. Fruchtknoten mit mehr als zwei Fächern wurden bei ÆE. cochleoides gefunden, bei welcher Kleinart meistens mehr als 200/, der Fruchtknoten aus drei Fruchtblättern aufgebaut ist. Bei anderen Kleinarten wurde dieses nicht beobachtet. Die jungen Samenanlagen sehen sehr einfach aus. Wenn eine subepidermal gelegene Zelle anfängt sich zu vergrôssern und deutlich wird, dass diese Zelle die Archesporzelle ist, dann sind die Anlagen der Integumente noch fast unsichtbar und die Samenknospe besteht nur aus einem Nucellus, welcher ziemlich lang, jedoch nur 4 oder 5 Zelireihen breit ist. Die Integumente fangen erst an, sich deutlich zu differenzieren, wenn die Fmbryosackmutterzelle ihre ersten Teilungsstadien durchläuft. Dann bilden sie kleine, in Grôsse nicht erheblich sich von einander unterscheidende Zellkomplexe, wie sie Fig. 14 zeigt. Langsam fängt das innere Integument jetzt an zu wachsen, nach einiger Zeit von dem äusseren gefolgt. Beide Integumente sind meist 56 zwei Zellen dick. Das Wachstum des äusseren Integumentes wird almählich schneller und wenn der obere Rand des Nucellus erreicht ist, überragt das äussere Integument oft schon das innere. Inzwischen ist im Nucelius schon die Tetrade gebildet und während der Zeit, dass eine der Tetradezellen anfängt als primäre Embryosackzelle zu fungieren, schliessen die beiden Integumente sich gleichzeitig um den Nucellus herum. Sie bilden dann ein festes Gewebe von wenigstens 5 oder 6 Zellreihen über der Embryosack- anlage. Eine Mikropyle wird dabei nie freigelassen. In jedem Nucellus befindet sich immèr nur eine Archespor- zelle, welche subepidermal liegt und sich schon früh durch ihre fast isodiametrische Form auszeichnet (Fig. 11). Ihr Plasma färbt sich mit Haematoxylin etwas dunkler als in den anderen Nucelluszellen und ihr Nucleolus ist grôsser als bei diesen letzteren. Eine vegetative Teilung, bei welcher eine Tapetumzelle gebildet wird, findet nie bei Erophila statt. Die Archesporzelle ist gleichzeitig Embryosackmutter- zelle. Diese vergrôssert sich allmählich und bald fängt ihre Teilung an. Wie findet nun bei apogamen Pflanzen im allgemeinen die Entwicklung von Embryosackmutterzelle zum jungen Embryo statt? Eine allgemeine Regel gibt es hierfür nicht. Alle môügliche verschiedenen Fälle kommen vor. Bei einigen apogamen Pflanzen geht die Bildung von Tetrade und Embryosack fast genau so vor sich wie bei normal sexuellen, nur wird die Chromosomenzahl nicht reduziert. Bei anderen ist der Entwicklungsgang von Embryosack- mutterzelle bis zur Eizelle bedeutend abgekürzt. Die Pflanzen, bei denen diese Verkürzung vorkommt, sind also weiter vom sexuellen Stadium entfernt als die zuerst genannten. Abgesehen von der Frage, ob die Kernteilung der Embryo- sackmutterzelle, welche bei apogamen Pflanzen diploide Tochterkerne bildet, schon gänzlich den vegetativen Typus angenommen hat oder “halbheterotypisch"” ist, — so nennt 57 Rosenberg (1917) die heterotypische Teilung, welche typisch endet, weil die Affinität der elterlichen Chromosomen zueinander nicht genügt, um Gemini zu bilden — künnen die Fälle von Bildung verschiedenartiger Zellen nach dieser Teilung in einige Gruppen zusammengefasst werden. Holmgren (1919) klassifiziert z. B. in solcher Weise die apogamen Pflanzen. Diejenige Pflanzen, welche den sexuellen in dieser Hinsicht am nächsten stehen, besitzen noch eine vollkommene Tetrade. Zu dieser Gruppe gehôren die Eualchimillen (Murbeck 1901, Strasburger 1904), Thalictrum pur- purascens (Overton 1902, 1904), Marsilia Drummondiü (Strasburger 1907) und Houftuynia cordata (Shibata und Miyake 1908). Die Tetradebildung geht nicht in allen diesen Fällen in der gleichen Weise vor sich. Oft findet die zweite Teilung nicht gleich nach der ersten statt; die Dyade wird erst spät zu einer Zelltetrade. Eine echte Kerntetrade wird nie gebildet, abgesehen von Burmannia coelestis (Ernst und Bernard 1912), wo diese Kerntetrade jedoch gleichzeitig schon das Vierkernstadium des Embryo- sackes representiert. Zu dieser Gruppe mit Zelltetrade- Bildung gehüren auch die untersuchten Erophila-Kleinarten. Eine zweite Gruppe wird von denjenigen apogamen Pflanzen gebildet, bei welchen nur eine Dyade entsteht. Auch hier ist natürlich die Reduktion der Chromosomenzahl ausgeschaltet und die Entwicklung zum Embryosack findet aus einer der diploiden Dyadezellen statt. Zu dieser Gruppe gehôren Taraxacum “officinale” (Juel 1904, 1905), Taraxacum albidum (Osawa 1913), Chondrilla juncea (Rosenberg 1912) und Wäikstroemia indica (Winkler 1906, Strasburger 1909). Gänzlich verschwunden ist die Tetradebildung bei Antennaria alpina (Juel 1900), Elatostema sessile (Stras- burger 1910!), Afamosco texana (P ace 1913), bei den apo- gamen Archieracien (Rosenberg 1917 u.a.), Eupatorium 58 glandulosum und Erigeron “annuus” (Holmgren 1919). Auch tritt sie gewühnlich nicht mehr auf bei Elatostema acu- minatum (Strasburger 1910), Balanophora elongata und Balanophora globosa (Treub 1898, Lotsy 1899, Ernst 1913), während Burmannia coelestis eigentlich auch hierzu gerechnet werden kann, weil bei ihr nie Zellwände zwischen den Tetradekernen auftreten (Cf. Holmgren 1919, p. 91—92). Die Distanz zwischen den apogamen Pflanzen mit noch vollkommen ausgebildeten Tetraden und den normal sexuellen Pflanzen ist sehr klein. Das Ausbleiben der Chromosomenreduktion ist hier der einzige, wenn auch sehr wichtige, Unterschied. In einigen solchen Fällen kommt es vor, dass in der Pollenmutterzelle die Reduktion noch normal vonstatten geht. Hierbei ist die Entfernung zwischen der apogamen und der sexuellen Entwicklung noch kleiner und es darf angenommen werden, dass die Apogamie erst von geringem Alter ist. Diese Môglichkeit ist bei Thalictrum purpurascens vorhanden, bei welcher Pflanze Overton (1904) überdies noch entdeckte, dass die Embryosäcke sowohl mit reduzierter als auch mit unreduzierter Chromo- somenzahl ausgebildet werden. Zswei verschiedene Arten Embryosäcke wurden bei Erophäla innerhalb einer Kleinart nicht gefunden, aber sonst ist die Aehnlichkeit zwischen T'halictrum purpurascens und den Ærophila-Kleinarten gross. Auch die Eigentüm- lichkeiten, welche in der Embryosackmutterzelle auftreten, beweisen, dass die apogame Entwicklung unseres Objektes nicht weit von dem normalen Schema entfernt ist. Weil Bastardierung bei anderen Kleinarten von Erophila müg- lich ist (Rosen 1911), gibt es auch hier sexuelle Entwick- lungsmôglichkeiten, eine Tatsache, welche die Auffassung, dass die Apogamie hier noch sehr jung ist, noch mehr stützt. Die drei näher untersuchten Kleinarten weisen alle drei den- selben Typus von Tetradebildung auf, welcher ferner auch Fig 11—18. Die Embryosackmutterzelle und ihre Tetrade-Teilung bei E. cochleoides und E. confertifolia. 11 Nucellus mit Archesporzelle. 12 Embryosackmutterzelle mit Synapsis-Knäuel. 13 Idem mit lockerem Knäuel. 14 Nucellus mit den Anlagen der beiden Integumente. Embryo- sackmutterzelle im Spiremstadium. 15 Späteres Spiremstadium. 16 Zell-Dyade nach der ersten Teilung der Embryosackmutterzelle. 17 Abnormale Tetrade-Bildung. Die obere Tochterzelle in, Querteilung. 18 Zell-Tetrade; die unterste Tetrade-zelle ist die primäre Embryo- sackzelle. n — Nucleolus. Vergr. 11, 14, 18:550 X; id. 12, 13, 15, 16, 172 HO00LX. 60 in einigen Praeparaten anderer Kleinarten bemerkt wurde. Die Embryosackmutterzelle vergrôssert sich bedeutend, bevor die Teilung anfängt. Meist hat sie während der früheren Prophasestadien eine eirunde Form (Fig. 12). Allmählich wird sie jedoch in die Länge gezogen und unten und oben zugespitzt. In der Metaphase ist sie läng- lich oval. Die Teilung der Embryosackmutterzelle ist halb- heterotypisch, wodurch die Tochterzellen wieder dieselbe diploide Chromosomenzahl erhalten. Im nächsten Para- graphen wird diese Teilung genauer beschrieben werden. Nach der Teilung bildet sich ziemlich bald eine Zellwand. Die Tochterzellen bleiben jedoch eng aneinander liegen. Ihre Kerne bleiben gross, bis sie, nach der Anaphase, in welcher die Chromosomen noch deutlich sichtbar sind, ins Ruhestadium übergehen. Dieses Dyadestadium.(Fig. 16) dauert sehr lange, wenn man es mit sexuellen Pflanzen vergleicht, welche eine echte, haploide Tetrade bilden. Die untere Zelle wächst langsam weiter und ist bald viel grôsser als die obere geworden. Diese letztere weist schon die ersten Zeichen der Degeneration auf, das Plasma färbt sich dunkler und der Kern ist schwer zu unterscheiden. Dabei wird sie oft von der viel grüsseren unteren Tochter- zelle nach oben weggedrückt. In vielen Fällen geht die Degereration der oberen Zelle so schnell vor sich, dass sie, wenn die untere Tochterzelle sich teilt, nicht mehr die Fähigkeit besitzt, auch eine solche zweite T'eilung aus- zuführen. Sie stirbt ab, färbt sich pechschwarz mit Haema- toxylin und wird von den anderen Zellen zerdrückt, wodurch sie eine Haube über den Teilungsprodukten der unteren Tochterzelle bildet. In diesem Fall tritt eine Zell- Triade auf, welche fast immer von der grôsseren Embryo- sackzelle mit zwei solchen dunklen Hauben gebildet wird, denn die obere der beiden unteren Kleintochterzellen stirbt gleichfalls früh ab. Die Degeneration der oberen Tochterkerne tritt jedoch 61 vielfach später ein, während oder nach der Teiïilung. Im ersteren Fall ist die obere der beiden Hauben breit und eine Andeutung der Zweiteilung ist genau zu sehen. Im letzteren Fall bilden die beiden Zellen, welche gleich nach der Teilung absterben, eine doppelte Haube. Die Teilung der oberen Tochterzelle kann in zwei Richtungen vor sich gehen. Am allgemeinsten ist die Zweiteilung in der Längs- richtung des Nucellus, wodurch dann natürlich die typische Tetradeform (Fig. 18) der Zellen und Zellreste entsteht. Nicht selten kommt jedoch eine Querteilung der oberen Tochterzelle vor (Fig. 17). Wenn diese beiden Kleintochter- zellen zerdrükt werden, so bilden sie nicht zwei Hauben übereinander, sondern zusammen nur eine, welche aus zwei Stücken besteht. Die untere Tochterzelle teilt sich immer in der Längs- richtung. Hôchstens kommt die kleinere der beiden hier- durch entstandenen Kleintochterzellen etwas seitwärts zu liegen (Fig. 17). Die untere dieser beiden Zellen wird primäre Embryosackzelle. Sie ist sehr gross, plasmareich und besitzt einen Kern, der viel grôsser ist als derjenige der Embryosackmutterzelle, ein immerhin auch schon be- deutend grosser Kern. Nur einmal wurde gefunden, dass die zweitunterste Kleintochterzelle den Embryosack bildete. Dies ist jedoch eine grosse Ausnahme. In den meisten Fällen wird also eine Tetrade gefunden, welche aus der primären Embryosackzelle und drei hauben- fôrmigen Zellresten besteht. Wie auch die obere Tochter- zelle sich teilt, immer entsteht die primäre Embryosackzelle nach zwei Teilungen der Megasporenmutterzelle. Der Em- bryosack ist also ein ,,monosporer’” Embryosack. Der Unterschied zwischen der T'etradebildung von Erophila und vielen sexuellen Pflanzen ist, dass bei Erophila die zwei Teilungen zeitlich viel weiter auseinander liegen. Nach der ersten Teilung verharren die Tochterzellen längere Zeit im Ruhestadium. Eine Kerntetrade nach dem Lilium- 62 Typus wird garnicht gebildet. Es sind einfach successive Zellteilungen, welche eine Reihe Zellen zur Folge haben kônnen. Diese Reihe ist keine echte T'etrade, morphologisch noch wobhl, aber funktionell nicht mehr. Die wichtigste Eigenart bei der Tetradebildung und wahrscheinlich die Ursache der Verzôgerung bei den T'ei- lungen ist das Ausbleiben der Reduktion in den Chromo- somenzahlen. Hiervon soll jetzt die Rede sein. $ 2. Die Kernteilung in der Embryo- ” sackmutterzelle. Diese Kernteilung beginnt normal. Die Prophasestadien sind heterotypisch. Erst sehr kurz, bevor die diakinetische Bindung der Chromosomen stattfinden soll, tritt eine Anderung ein und die Teilung verläuft weiter typisch mitotisch. Bei dieser Kernteilung findet also keine Chromosomenreduktion statt. Aber die Veränderung geschieht in diesem Fall sehr spät, später als bei vielen anderen teilweise heterotypischen Embryosackmutterzell-T'eilungen. Bei Æ. cochleoides und E. confertifolia sind die Kern- teilungen vollkommen gleich. Ein Synapsis-Stadium, das längere Zeit andauert, ist regelmässig vorhanden. Während dieses Stadiums findet eine starke Vergrôsserung des Kern- raumes statt. Der Nucleolus wird kleiner, obwobhl er sich noch genau so stark färbt wie im Ruhestadium und legt sich an die Kernwand an. Währenddessen hat sich das Synapsisknäuel meistens schon an die gegenüberliegende Seite der Wand gelegt. Fäden sind noch nicht im Knäuel sichtbar. Das Ganze ist eine dunkle Masse. Praesynaptische Stadien mit lockereren Knäueln oder deutlichen Fäden wurden nie beobachtet. In jungen Fruchtknoten wurden fast immer Embryosackmutterzellen im Ruhestadium und 63 Synapsiskerne beisammen gefunden, aber nie trat ein deut- liches Leptonema hervor. Nach längerer Zeit beginnt das Knäuel peripher lockerer zu werden (Fig. 13). Deutliche Fäden sind jedoch vorläufig nicht zu sehen. Verschwommene Schleifen und Klümpchen treten aus dem Knäuel hervor und füllen einen Teil des Kernes. Schliesslich werden die Fäden dünner, das Knäuel lôst sich ganz auf und ein Spirem von sehr feinen Fäden entsteht. In diesem Stadium ist der Nucleolus immer noch vorhanden (Fig. 14). Ein kontinuierliches Spirem ist nicht zu sehen. Ueberall und in allen Stadien treten ,,freie Enden” auf. Die dünneren Spiremfäden liegen meist noch einzeln, aber es wurden auch wobhl einige doppelte gefunden. Bei der Kontraktion der Spiremfäden tritt die paarweise Lage viel deutlicher hervor. Das ganze Spirem zieht sich zusammen, an einigen Stellen sammelt sich die chromatische Substanz und im Netzwerk treten dunkle Zentren auf. Die Kontraktionsstellen liegen in Paaren nebeneinander. Auch dieses Stadium (Fig. 15) dauert längere Zeit. Erst sehr allmählich findet das weitere Zusammenziehen statt. Die Kontraktionsstellen liegen einander paarweise wohl sehr nahe, sie berühren sich jedoch nie. Es bleiben immer echte Paare, deren zwei Teile in einer bestimmten, oft bedeutend grossen Entfernung auseinander liegen. Die Teilung der Embryosackmutterzelle ist also bis zu diesem Moment normal heterotypisch. Während bei anderen apogamen Pflanzen die heterotypische Teilungsphase mit dem Spirem- stadium aufhôrt, geht diese bei Erophila noch wieder einen Schritt zurück. Es wird nämlich sogar eine ,,Schein-Diakinese” gebildet. Der Ausdruck ,,halbheterotypische Teilung'”, wel- chen Rosenberg (1917) als erster benutzte für Fälle, z.B. für einige Archieracien, bei welchen ,die Chromosomen in der Prophase zwar kurz und dick sind und im übrigen ein diakinetisches Aussehen haben, aber nicht zu Paaren sich vereinigen” (1. c. p. 202), kann auch hier benutzt werden. 64 Rosenberg nennt Paare hier Gemini. Bei Erophila tritt eine ,Schein-Diakinese”’ mit Paaren auf, welche keine Gemini sind, weil die Chromosomen ziemlich weit voneinander entfernt liegen bleiben und nie miteinander in Berührung treten, während sie sich einzeln durch einfache Spaltung teilen. Weil Rosenberg sagt: ,Es besteht also gewisser- massen eine schwächere Affnität, die zu einer Gemini-Bildung nicht ausreicht” (l. c. p. 202), ist Erophila gerade nach dieser Definition ein sehr schônes Beispiel für die ,,halb- heterotypische T'eilung’’, obwohl die heterotypische Phase bei Erophila länger dauert als z. B. bei Hieracium boreale oder Erigeron annuus. Wenn die letzten dünnen Fäden verschwunden sind, bleiben nur Chromosom-Paare übrig, wie in den spätesten Prophasestadien bei einer normalen Reduktionsteilung. Während sich hier die Chromosomen eines Paares jedoch allmählich nähern, um echte Gemini zu bilden, wird bei Erophila der Abstand, welcher schon in den späten Spiremen zwischen den Chromatinklümpchen besteht, nicht mehr kleiner. Es treten Schein-Gemini auf, so wie sie in den Fig. 19 und 20 abgebildet sind. Die Chromosomen sind ziemlich kurz und länglich oval. Die Schein-Gemini sind oft verschieden voneinander, aber die beiden Chromosomen eines Paares sind immer ungefähr gleich. Sogar in diesem Stadium ist der Nucleolus meistens noch zu sehen, er färbt sich jedoch nicht mehr sehr stark. Jetzt endet die heterotypische Phase und die Kernteilung der Embryosackmutterzelle geht in diesem sehr späten Stadium noch in eine typische Phase über. Die beiden Chromosomen eines Paares spalten sich normal, so wie sie dies auch bei einer somatischen Teïlung tun. Die Kern- teilungsspindel in Seitenansicht (Fig. 21) zeigt eine ver- schwommene Metaphase. Die Chromosomen liegen dicht zusammengedrängt und sind nicht von einander zu unter- scheiden. Eine deutliche V-Form der Chromosomen, Fig. 19—25. 19 Schein-Diakinese der Embryosackmutterzelle von E. cochle- oides. 20 Idem von E. confertifolia. 21 Kernteilungsspindel der Embryosackmutterzelle von E. confertifolia. 22 Anaphase der Embryo- sackmutterzelle-Teilung von Æ. cochleoides in zwei Schnitten. Der obere Kern Zzeigt deutlich 12 Chromosomen; in dem Unteren sind auch 12 Chromosomen vorhanden, aber nicht mehr so deutlich, a! und a? u.s.w. sind Teile vom gleichen Chromosom. 23 Idem von E. confertifolia. Hierbei hat sich schon eine Zellwand gebildet. In beiden Kernen sind 24 Chromosomen vorhanden. 24 Schein-Diakinese einer Embryosackmutterzelle von E. violaceo-petiolata in zwei Schnitten. 25 Kernplatte in Polansicht von E. violaceo-petiolata mit 24 Chromo- somen. n — Nucleolus Vergr. 19, 20, 22, 23, 24:1466 X;: id. 21:733 X; id. 25 ; 980 X. 66 welche nach den Polen gezogen werden, wurde nie beobach- tet. Sehr bemerkenswert ist es, dass die Chromosomen, welche in der Prophase zusammen Schein-Gemini gebildet haben, eine so starke Affinität zu einander besitzen, dass sie sogar, wenn sie bei den Polen angelangt sind, noch neben einander liegen, gleich weit von einander entfernt wie vor der Teilung. Während bei einer normalen Reduktionsteilung eine Interkinese mit einer teilweisen Alveolisierung der Chro- mosomen auftritt, gehen die Tochterkerne bei dieser Erophila- Kleinart in ein wirkliches Ruhestadium über. Dies geschieht jedoch nur sehr allmählich. Wenn die Chromosom-Paare in der Anaphase bei den Polen angelangt sind, bleiben sie erst noch einige Zeit so liegen. In diesem Stadium sind sie deutlich zu unterscheiden und zu zählen. In keinem Meta- oder Anaphase-Stadium ist überhaupt etwas von einer ,zweiten Spaltung der einzelnen Chromosomen für eine folgende homoiotypische Teilung zu beobachten, so wie sie bei der Reduktionsteilung immer vorhanden sein soll Während die Chromosom-Paare sehr allmählich un- deutlicher werden und sich ein neues Fadenwerk bildet, treten die Nukleolen von neuem hervor, die Kernumrisse erscheinen wieder und die Bildung einer neuen Zellwand setzt ein. Anaphasestadien, in welchen die Chromosomen noch deutlich gezählt werden kônnen, sind wohl die exak- testen Beweise für die Apogamie, wenigstens für die Aus- schaltung der Reduktionsteilung, bei den untersuchten Erophila's. Fig. 22 stellt eine Anaphase der Embryosack- mutterzelle von Æ. cochloides und Fig. 23 eine solche von E. confertifolia dar. Bei beiden sind in den Tochterkernen die diploiden Chromosomenzahlen zu zählen. Die starke Affinität tritt hier sehr deutlich hervor. Der untere Tochterkern in Fig. 22 geht schon ins Ruhestadium über, die Chromosomen sind nicht mehr so deutlich wie in dem oberen Tochterkern. Das Mikrotommesser hat den unteren Kern in zwei Teile 67 zerlegt, aber die zusammen gehôrenden Chromosomteilchen sind noch gut zu erkennen. Die Kernruhe tritt nach dem Abschluss dieser halbheterotypischen Teilung ein und es wird eine Dyade gebildet, deren Zellen sich längere Zeit nicht auf's Neue teilen. Jetzt tritt schon häufig die vorher erwähnte Degeneration der oberen Tochterzelle ein, während die untere sich noch vollkommen in Ruhe befindet (Fig. 16). Schliesslich fängt eine neue Teilung in der unteren oder in beiden Tochterzellen an und die Tetrade wird gebildet. Die zwei wichtigsten Abweichungen von der normalen Reduktionsteilung sind also diese: 1.) die heterotypische Teilung endet noch im letzten Moment, um Platz für die typische Teilung zu machen, wodurch die Tochterkerne die diploide Chromosomenzahl erhalten ; 2.) die Tetradebildung ist verspätet, weil die T'ochterkerne nicht im Interkinesestadium verharren und sich nachher gleich wieder teilen, sondern erst eine normale Zell- und Kernruhe durchmachen. Bei ÆE. violaceo-petiolata tritt die eigenartige Erscheinung des Zerfalls der Chromosomen nicht nur bei végetativen Zellteilungen auf, sondern auch in Embryosackmutterzelle und Pollenmutterzelle. Die Embryosackmutterzelle von Æ. violaceo-petiolata durchläuft dieselben Entwicklungsstadien der Prophase wie die gleichen Zellen bei den anderen Kleinarten. Aller Wabhrscheinlichkeit nach findet auch hier eine halbhetero- typische Teilung statt, wodurch diploide Tochterzellen entstehen. Mit absoluter Sicherheit war dies nicht fest- zustellen, weil hier, nach den norrmaalen Synapsis- und Spiremstadien, das Chromatin sich nicht in genau solchen Chromosomen sammelt wie bei den anderen Kleinarten. Wenn dies wohl der Fall wäre, so kônnte kurz vor und 68 kurz nach der Teilung die Chromosomenzahl festgestellt werden und dadurch mit absoluter Sicherheit die Frage der Reduktionsteilung beantwortet werden. Aber auch in der Embryosackmutterzelle tritt der Zerfall in zahllosen Chromosomteilchen auf. Aus dem Spirem sollten sich eigentlich 12 Chromosomen entwickeln, in 6 Paaren ge- legen (nicht Gemini, wenigstens wenn auch hier die Reduktionsteilung ausgeschaltet ist) Es kommen wohl Paare zum Vorschein, jedoch keine Paare von deutlichen grossen Chromosomen, sondern von kleinen Chromatin- teilchen. Die Teiïlchen sind den Chromatinpartikeln aus der Prophase von vegetativen Teilungen dieser Kleinart ähnlich, allein liegen sie jetzt viel deutlicher paarweise. E, violaceo-petiolata besitzt also nicht solche Schein-Gemini wie die anderen Kleinarten, sondern diese Schein-Gemini sind hier in zahllose Pärchen zerfallen. Fig. 24 zeigt eine solche Embryosackmutterzelle in zwei Schnitten, welche zusammen gehôren. Es treten hier ungefähr 70 Teilchen auf. Auch andere Zahlen wurden vielfach beobachtet, 50, 60, 80 bis 100. In einigen solchen Schein-Diakinesen war noch zu sehen, dass die Paare hintereinander angeordnet waren, was darauf hindeutet, das hier die Teilchen durch Zerfall der Schein-Gemini entstanden sind. Die Kernplatte, welche nur in Seitenansicht gesehen wurde, ist bei E. violaceo-petiolata so zusammen gedrängt, dass nicht zu sehen war, ob auch in der Metaphase wieder die normale Chromosomenzahl 12 hergestellt wurde. Die anaphasischen Stadien zeigen wieder viele Chromatinteilchen. Weil die Zahlen jedoch sehr wechselnd waren, konnte hier der exakte Beweis für das Ausbleiben der Reduktions- teilung nicht durch solche Stadien geliefert werden. Wenn z.B. in einem Anaphasestadium, in welchem überhaupt die Zählung sehr schwierig ist, 60 Kôrner zu zählen sind, so kônnen diese genau so gut durch Zerfall von 6 als von 12 Chromosomen entstanden sein. 69 Trotzdem wurde schliesslich der exakte Beweis geliefert. Die T'atsache, dass die verspätete Tetradebildung bei E. viola- ceo-petiolata genau so vor sich geht wie bei Æ. cochleoides und Æ. confertifolia deutet schon darauf hin, dass auch die Chromosomenzahl bei ersterer Kleinart wahrscheinlich nicht reduziert wird. Hierüber erhielt ich durch einige schône Endosperm-Teilungsstadien Sicherheit. Bei den Erophila-Kleinarten verschmelzen die beiden Polkerne immer mit einander zu einem grossen zentralen Embryosackkern. Wenn keine Reduktionsteilung stattgefunden hätte, müssten die Endospermkerne eine Chromosomenzahl besitzen, welche zweimal so gross wie die diploide Zahl sein müsste, in diesem Fall also 24. Der Beweis wurde nun durch eine sehr schône Kernplatte in Polansicht, welche in Fig. 25 dargestellt ist, erbacht. Sehr deutlich sind die Enden von 24 Chromosomen zu zählen, wovon verschiedene schon nach den Polen gezogen werden. Hierdurch wurde also festgestellt, dass die Chromosomen- zahl-Reduktion in allen drei untersuchten Kleinarten unter- bleibt. Weil die Embryosackentwicklung normal vor sich geht und die Eizelle ohne Befruchtung das Embryo bildet, ist es sicher, dass hier Apogamie, nach der Strasburger’schen Nomenclatur, auftritt. Diese Apogamie ist wahrscheinlich einesehrjunge. Während bei anderen apogamen Pflanzen die Tetradebildung ganz unterbleibt oder nur Dyaden gebildet werden, ist hier die Zahl der Zellteilungen noch dieselbe wie bei normal geschlechtlichen Pflanzen. In dieser Hinsicht sind mit den apogamen Æurophila's nur die Eualchimillen, Thalictrum purpurascens und Houttuynia cordata zu vergleichen. Bei diesen Pflanzen findet der Uebergang von der hetero- typischen in die typische Teilungsphase jedoch eher statt. Vielleicht tritt bei Houttuynia cordata auch eine Schein- Diakinese auf. Fig. 10° der vorläufigen Mitteilung von Shibata und Miyake (1908) über Parthenogenesis bei 70 dieser Pflanze hat nämlich grosse Aehnlichkeit mit einigen Schein-Diakinesen bei Erophila cochleoides. Aber Houttuynia hat auch abnorme Pollenbildung, welche bei den Europhila- Kleinarten noch normal vor sich geht. Die Apogamie bei diesen Kleinarten ist also von den Vorgängen bei sexuellen Pflanzen weniger abweichend wie die Apogamie in anderen Fällen. Sie wird wahrscheinlich sehr jung sein, was auch aus anderen Erscheinungen, welche im nächsten Kapitel besprochen werden, hervorgeht. $ 3. Embryosack und Embryo. Die Embryosackentwicklung ist bei allen drei untersuchten Kleinarten gleich. Die unterste der vier Tetradezellen wird primäre Embryosackzelle. Der Kern teilt sich ziemlich früh. Der Embryosack verharrt längere Zeit im Zwei-Kern- Stadium (Fig. 26). Im allgemeinen besitzt der Embryosack dann noch keine zentrale Vakuole. Erst kurz vor den Kernteilungen, wodurch sie vierkernig wird, bildet sich diese Vakuole. Dies sei hier speziell erwähnt, weil Rutgers (1923) meint, die Vakuolisierung in dem Embryosack sei immer schon im Zwei-Kern-Stadium vorhanden. Dies ist jedenfalls bei diesen drei ÆErophila-Kleinarten nicht der Fall. Es wurde sogar einmal ein Embryosack gefunden, in welchem schon 4 Kerne vorhanden waren und noch nichts von Vakuolisierung zu entdecken war. Vom Vier-Kern-Stadium geht der Embryosack in das Acht-Kern-Stadium über. Ein solches Stadium mit typischer Anordnung der acht Kerne ist jedoch äusserst selten. Die Antipoden degenerieren nämlich gleich nach ihrer Bildung, vielleicht schon während dieser. Sie werden zerdrückt und sind in den meisten Embryosäcken ganz und gar nicht mehr zu sehen. In dem Embryosack, welcher in Fig. 27 abgebildet ist, sind noch deutlich drei Antipodenreste zu erkennen, in vielen Fällen ist aber auch dies nicht mehr der Fall. 11 Der Eiapparat sieht meistens sehr regelmässig aus. In dem jungen Embryosack sind Eizelle und Synergiden unge- fähr gleich gross. Die Eizelle vergrôssert sich allmählich und bekommt einige Vakuolen. Die beiden Synergiden Fig. 26—28. EF. cochleoides. 26 Embryosack im 2-Kern-Stadium. 27 Embryosack im 8-Kern-Stadium. 28 Eiapparat in zwei Schnitten. e — Eizelle; syn. — Synergiden: plk. — Polkerne; ant — Antipoden; t — Reste der zerdrückten Tetrade-Zellen. Vergr. 26 : 1100 X; id. 274126% 405%, werden nach den Seiten weggedrückt. In Fig. 27 ist die Eizelle schon erwachsen und eine der Synergiden stirbt ab. In dieser Figur sind die haubenfürmigen Tetradereste weggeschnitten; Fig. 28, ein späteres Stadium, zeigt sie 72 noch deutlich. Nicht nur diese Reste und die Synergiden bilden in Haematoxylin-Präparaten eine dunkle Umrahmung des Eiapparates, auch die Zellen der inneren Zellreihe des Nucellus sterben früh ab und schliessen den ganzen Em- bryosack in einen dunklen Rand ein. Die Eizelle wächst langsam in das Embryosack-Plasma hinein, während die beiden Polkerne zusammen zu einem sehr grossen, zentralen Kern verschmelzen. Diese Kernfusion bleibt bei einigen apogamen Pflanzen ganz aus, z. B. bei Balanophora (Ernst 1914), Antennaria alpina (Juel 1900) usw. Bei apogamen Arten von Alchimilla, Taraxacum und bei einigen anderen apogamen Pflanzen soll sie jedoch immer vorhanden sein. Tischler (1922) meint, dass dieser Erscheinung keine prinzipielle Bedeutung beizumessen ist. Der ganze junge Embryosack mit seiner Umrahmung von sich dunkel färbenden Zellen wird von einem dichten Nucellusgewebe umgeben. In den Entwicklungsstadien, in welchen bei normal sexuellen Pflanzen die Befruchtung stattfindet, wurde in sehr vielen Präparaten nach Pollen- schläuchen gesucht. Es wurde jedoch in dem Nucellusge- webe kein einziger gefunden. Die Frage, ob überhaupt Pollenschläuche in die Narbe hineinwachsen kônnen, wird noch näher erôrtert werden. Der zentrale Embryosackkern fängt jetzt an, sich zu teilen und bildet die ersten Endospermkerne. Inzwischen verlängert sich die erst mehr rundliche Eizelle und wächst ohne Befruchtung zur primären Embryozelle aus (Fig. 28 e). Die Endospermbildung geht jetzt ziemlich rasch vor sich und wenn die erste Embryozelle sich teilt, sind schon ungefähr 10 freie Endospermkerne vorhanden. Von der Umrahmung mit dunklen toten Zellen ist jetzt nichts mehr übrig geblieben. Die ganze Samenanlage krümmt sich während der Endospermbildung und wird kampylotrop. Der Suspensor wird bei Erophila sehr lang, während die Keimbildung regelmässig vor sich geht. Im Grossen 79 und Ganzen weicht diese letztere nicht von der Keimbildung bei Capsella bursa pastoris ab, so wie diese von Hanstein (1870) und Westermaier (1876) eingehend studiert wurde. Die vier anderen Kleinarten von ÆErophila verna mit 24 Chromosomen, deren Cytologie auch, sei es mehr oberflächlich studiert wurde, lieferten dieselben Resultate wie ÆE. confertifolia. Weil nur wenige Präparate von diesen Kleinarten vorhanden waren, konnten nicht alle Stadien ge- funden werden. Exakt bewiesen wurde die Ooapogamie bei diesen Kleinarten nicht, weil die Chromosomenzahl in den Gametophytkernen nicht festgestellt werden konnte. Die verspätete Tetradebildung und die, anscheinend ohne Befruchtung, stattfindende Entwicklung und Teilung der Eizelle wurden jedoch genau beobachtet, so dass auch hier bei diesen vier Kleinarten wohl mit genügender Sicherheit apogame Entwicklung angenommen werden darf. Als wichtigstes Ergebnis ist also gefunden, dass bei den untersuchten Kleinarten von Erophila verna die, durch Ausschaltung der Reduktionsteilung, diploid bleibende Eizelle ohne vorhergehende Befruchtung den jungen Keim bildet. IANPSIUTRE VIE Die Pollenmutterzelle und der Pollen. Die Entwicklung der Pollenmutterzelle und ihre Teilung ist bei den apogamen Pflanzen sehr verschieden. Bei einigen ist die Reduktionsteilung vollkommen ausgeschaltet, z.B. bei Houttuynia cordata (Shibata und Miyaka 1908), bei anderen wird der Pollen ganz normal gebildet und ist anscheinend sogar funktionsfähig, z.B. bei Thalictrum purpurascens (Overton 1909), Afamosco texana (Pace 1913) u.a. Auch verschiedene Zwischentypen kommen vor. EÉrophila verna, wenigstens die von mir untersuchten Kleinarten, gehôren zu dem zuletzt genannten Typus; die Reduktionsteilung der Pollenmutterzelle verläuft gänzlich normal. Es entstehen junge Pollentetraden, deren Zellen die haploide Chromosomenzahl besitzen, Die Entwicklung ist bei den verschiedenen Kleinarten prinzipiell gleich. Aber auch hier tritt wieder die Erschei- nung des Zerfalls der Chromosomen bei Æ. violaceo-petio- lata auf. Hier sollen erst kurz die wichtigsten Merkmale von allen Kleinarten und einige speziellen Stadien von E. cochleoides und Æ. confertifolia besprochen werden. Die Pollenmutterzelle beginnt ihre Teilung mit den nor- malen Prophasestadien. Die Synapsis hält längere Zeit an. Es folgen die Spiremstadien. Die Kerne sind in der Pollen- mutterzelle grôsser als in den Embryosackmutterzellen, sie bieten den Spiremfäden mehr Platz, und dadurch ist das Netzwerk ziemlich locker. Im Gegensatz zu den Embryo- 75 sackmutterzellen kann man hier manchmal beobachten, das die Spiremschleifen doppelt sind (Fig. 29). Die starke Affinität der Chromosonen tritt auch hier wieder bei der Gemini-Bildung hervor. Schon früh legen die Fäden sich neben einander, kontrahieren sich und es entstehen neue Paare, welche ungefähr genau so aussehen wie die Schein-Gemini in der Embryosackmutterzelle. Nur sind die Chromosomen hier in dem gleichen Stadium der Pollenmutterzelle noch nicht so kurz und rundlich. Häufig wurde beobachtet, dass zwei Chromosomen in Kreuzform liegen, so wie Fig. 30 einige zeigt. An den einzelnen Chromosomen wurde oft schon eine Andeutung von der Spaltung in der homoiotypischen T'eilung sichtbar (Fig. 30 a). Während in der Embryosackmutterzelle die heteroty- pische Phase in diesem Stadium endet, entwickelt sie sich in der Pollenmutterzelle zu einem wirklichen Diakinese- Stadium weiter. Die Chromosomen eines Paares legen sich an einander und die Gemini, so wie sie Fig. 31 zeigt, entstehen. Eine der Gemini in dieser Figur, nl.c, ist noch nicht vollkommen kontrahiert. Die heterotypische Teilung findet auch weiter nach dem normalen Schema statt. Die Dyadenkerne besitzen die haploide Chromosomenzahl. Hier sind sie noch nicht mit Sicherheit zu zählen, weil sie meistens sehr dicht zusammengedrängt liegen. Während und nach der homoiotypischen Teilung kann dies besser geschehen, und es wurden dann auch 6 Chromosomen bei E. cochleoides (Fig. 32) und 12 bei E. confertifolia gezählt. Chromosomen, welche in der Kernspindel zurückbleiben, wurden nie be- obachtet. In den Pollenmutterzellen dieser Kleinarten findet die Reduktionsteilung also normal statt und es entstehen iunge Tetraden, welche sich in nichts von denen bei Pflanzen, die sich sexuell fortpflanzen, unterscheiden. E. violaceo-petiolata zeigt auch wieder den Chromo- somenzerfall in den Pollenmutterzellen. Das Bild einer späten Prophase ist dasselbe wie das der Schein-Diakinese 76 in den Embryosackmutterzellen dieser Kleinart. Auch hier Zerfall in Chromatin-Partikel, welche paarweise liegen bleiben. Der Zerfall ist sogar noch stärker als in den Em- bryosackmutterzellen; es wurden 80 bis 130 Partikel ge- funden. Fig. 33 stellt einen der drei Schnitte einer Pollen- Fig. 29—34. Pollenmutterzelle-Teilungen. 29 Spirem-Stadium einer Pol- lenmutterzelle von Æ. violaceo-petiolata. 30 Späte Prophase bei E. confertifolia. 31 Echte Diakinese bei E. confertifolia. 32 Bildung der Tetrade-Kerne bei ÆE. cochleoides. 33 Der Grôsste von drei Schnitten durch eine Pollenmutterzelle von Æ. violaceo-petiolata in einem späten Prophase-Stadium. 34 Bildung der Tetrade-Kerne bei E. violaceo-petiolata. n — Nucleolus. 29, 32, 34: 733 X ; id. 30, 34, 33 : 1466 X, mutterzelle dar, welche im Ganzen 130 Chromatinteilchen besitzt. Bei der Bildung von Pollen-Tetraden ist in späten Stadien die haploide Chromosomenzahl deutlich fest zu stellen (Fig. 34). War die Bildung der jungen Tetradezellen noch normal, 17 so beginnt bei allen drei Kleinarten jetzt allmählich die weitere Entwicklung dieser jungen Zellen, wenigstens bei vielen Pflanzen. Es wurden in gleich alten Antheren näm- lich alle môglichen verschiedenen Entwicklungsstadien ge- funden. In den meisten Antheren Zzeigen die jungen Pollenkôrner schon vor der Exinebildung deutliche Dege- nerationserscheinungen. Sie bleiben nicht rund, sondern werden eckig und klein, und plasmolysieren und färben sich oft überhaupt nicht mehr mit Haematoxylin. Tritt die Degeneration erst nach der Exinebildung ein, so wird diese Exine bald zerstôrt. Der ganze Inhalt einer Anthere sieht dann kümmerlich aus und die Kôrner bleiben klein. Dass solche Pollenkôrner steril sind, ist wohl selbstverständlich. In anderen Antheren werden die Pollenkôrner normal gross und ihre Kerne färben sich genau so wie die Kerne von anderen, nicht degenerierten Zellen. Solche Antheren gibt es jedoch nur wenige. Die Pollenkürner sehen hier fertil aus. Sehr viele andere Antheren, sogar die meisten, besitzen im Anfang qgut aussehenden Pollen. Werden sie jedoch älter, so tritt eine Aenderung in den Pollenkôrnern auf. Der ganze Inhalt färbt sich plôtzlich so pechschwarz, dass überhaupt nichts mehr zu sehen ist als eine grosse schwarze Kugel mit einer Exine, welche in diesem Fall bald zer- springt. Auch solche Kôrner sind sicher steril, obwohl sie makroskopisch ganz normal aussehen. Die zweite Art Pollenkôrner, die anscheinend fertile, kommt am wenigsten vor. Alle drei Arten werden in vielen Pflanzen neben- einander gefunden; Pflanzen mit nur sterilen Pollenkôürnern sind nicht selten. -Wenn eine Anthere sich ôffnet, so besitzt sie meistens ziemlich viel gelben, anscheinend gesunden Pollen. Weil jedoch die Pollenkôrner relativ klein sind und jede Anthere eine Unmenge Kôrner enthält, ist ohne Mikroskop nie zu sehen, ob die Anthere viele Kôrner von dem zu zweit genannten Typus besitzt, oder hauptsächlich sterilen Pollen. 78 Wie bekannt sind alle Narben schon früh mit Pollen bedeckt. Bei vielen hunderten Längsschnitten durch reife Narben wurde nie eine gefunden, deren Narbe vüllig pollenfrei war. Es wurde jedoch bald deutlich, dass die grosse Mehrheit der Kôrner keimungsunfähig ist. Narben aus eben geôffneten Blüten tragen oft noch fertil ausse- henden Pollen. Auf älteren Narben sieht der Pollen jedoch schon viel schlechter aus. Die meisten Kôrner sind ganz zerdrückt und Zzerstôrt, einige Zzeigen, dass sie versucht haben, einen Pollenschlauch auszutreiben. Bei einigen ist dies in so weit gelungen, als sie einen Schlauch hervor- gebracht haben, welcher nicht grôsser als zweimal so gross wie das Korn selbst geworden ist. Weiter bringen sie es meistens nicht. In diesen Pollenkôrnern, welche also we- nigstens zu keimen versucht haben, wurde nach den ver- schiedenen Kernen des m*-Alichen Gametophyten gesucht, jedoch vergeblich. In den kurzen Pollenschläuchen war wohl oft eine dunkle Stelle zu sehen, ob es aber wirklich Kerne waren, konnte nicht festgestellt werden. Dies war auch sehr schwierig, weil die Pollenschläuche während des Absterbens ganz schwarz wurden. In einigen Narben wurden schliesslich Pollenschläuche entdeckt. Eigenartig dabei ist, dass es wahrscheinlich nicht nur von dem Fertilitätsgrad der Pollenkôrner abhängig ist, ob die Schläuche eindringen, denn sie wurden zufällig gerade bei Pflanzen gefunden, bei welchen nur sehr wenig Pollen- kôrner von dem anscheinend fertilen Typus vorhanden waren. Wurde jedoch in einem Narbenschnitt ein Pollen- schlauch gefunden, so konnten nachher immer noch ver- schiedene andere in derselben Narbe entdeckt werden. Im Ganzen wurden sie in vier Narben gefunden, während alle anderen vüllig pollenschlauchfrei waren. Wahrscheinlich wirkt also die Beschaffenheit der Narbe auch mitbestimmend, ob die Schläuche eindringen kônnen oder nicht. Die Schläuche wachsen zwischen zwei Papillen durch 79 und in das Narbengewebe hinein. Viel weiter dringen sie meistens nicht vorwärts. Im Griffel angelangt, stellen die meisten ihr Wachstum ein und die Pollenschläuche sterben ab. Das ist sehr deutlich zu sehen, weil die unteren Spitzen der Schläuche sich durch Austritt des Chromatin aus den Kernen schwarz färben. Auch noch ziemlich viel später, nachdem die Schläuche ihr Wachstum eingestellt haben, sind sie durch diese Färbung in Narbe und Grifrel aufzu- finden. Tiefer als halbwegs in den Griffel dringen die Pollenschläuche eigentlich nie ein. Nur einmal wurde einer unten im Griffel gefunden, jedoch noch sehr weit von den Plazenten und Samenanlagen entfernt. Diese letzteren sind immer vollkommen frei von Schläuchen. Es zeigt sich also, dass die meisten Pollenkôrner steril sind, aber auch, dass ein Teil wenigstens einen solchen Fertilitätsgrad erreicht haben, dass sie Pollenschläuche aussenden kôünnen, welche allerdings ihr Ziel nicht erreichen. Um zu untersuchen, ob dieses Nichteindringen auf Empfäng- nisunfähigkeit der Narben oder nur auf Pollensterilität zurückzuführen ist, wurden einige künstliche Pollenkulturen versucht. Solche Kulturen bleiben immer mangelhaft, weil man vorher die chemische Zusammensetzung des natürlichen Keimungsbodens nicht kennt und also auch nicht wissen kann, auf welchem künstlichen Boden die Pollenkôrner am besten keimen kônnen. Auch kennt man die optimalen Aus- senbedingungen nicht. Es wurden drei verschiedene Kulturbôden benutzt, näm- lich zwei Zuckerlôsungen von 29/, und 5/; und ein von Paton (1914) empfohlenes Gemisch (modifizierte K n o p'sche Lôsung). Allen drei Lôüsungen wurde etwas Agar hinzugefügt und es wurden sowohl Kulturen in Petrischalen als in Hängetropfen versucht. Die Resultate waren jedoch voll- kommen negativ. Kein einziges Pollenkorn brachte einen guten Pollenschlauch hervor. Von den Pollenkôürnern von E. violaceo-petiolata versuchten einige zu keimen, die Exine 80 bekam Risse, aber Pollenschläuche wurden nie gebildet. Positives lieferten diese Kulturversuche also nicht. Vielleicht lag der Fehler in den Versuchsmethoden. Wenn das Pollen jedoch vollkommen fertil gewesen wäre, dann wäre unbedingt auch der Erfolg dieser Versuche grôsser gewesen. In der Pollenmutterzelle findet also die Reduktionsteilung noch normal statt, aber das Verhalten des männlichen Gametophyten deutet auch auf ein vielleicht erst vor kurzer Zeit stattgefundenes Verlorengehen der sexuellen Fort- pflanzungsmôglichkeit hin. KAPITEL VII. Ergebnisse und Folgerungen. $ 1. Die Ergebnisse der cytologischen Untersuchungen und die negativen Kreuzungsresultate. In den drei vorigen Kapiteln wurden die wichtigsten Tatsachen über die Entstehung und Entwicklung der Geschlechtszellen einiger Erophila-Kleinarten besprochen und nebenbei auch einiges allgemein Karyologisches dieser Sub-Species festgestellt. Die cytologische Untersuchung ergab zwei wichtige, von einander unabhängige Sachen. Als Hauptergebnis wurde gefunden, dass die untersuchten Erophila's ohne vorhergehende Befruchtung einen Keim bilden kônnen und die Erscheinungen, welche mit dieser ungeschlechtlichen Fortpflanzung verknüpft sind, wurden aufgedeckt. Zweitens wurde das sehr eigentümliche Verhalten aller Kerne von Erophila violaceo-petiolata gefunden. Dieser Zerfall aller Chromosomen bei der Kernteilung in zahllose Chromatin-T'eilchenist eine bisher allein dastehende T'atsache. Insbesondere die Wiederherstellung der Chromosomen in der Metaphase ist etwas sehr eigenartiges. Diese Erschei- nungen sind jedoch erst bei einer einzigen Kleinart gefunden und verschiedene Stadien des Zerfalls müssen noch näher untersucht werden. Deshalb ist es besser, vorläufig noch keine theoretischen Folgerungen aus dem Gefundenen zu ziehen. Der Zerfall ist speziell für das Problem der 6 82 Individualität der Chromosomen von grosser Bedeutung. Eine theoretische Betrachtung dieser Erscheinung würde unbedingt zu praematuren Spekulationen führen; darum ist es besser, sie erst näher zu untersuchen. Was ich bisher bei dieser Kleinart fand, ist in den vorigen Kapiteln mit- geteilt. Hoffentlich wird es môüglich sein, die Eigentümlich- keiten von Æ. violacao-petiolata näher aufzudecken. Als Hauptergebnis liegt der Nachweis von Ooapogamie bei den untersuchten Erophila-Kleinarten vor. Die Kreuzungs- versuche von Lotsy, deren negativen Resultate für ihn die erste Veranlassung waren, eine apomiktische Fortpflanzungs- weise zu vermuten, sind hierdurch aufgeklärt. Wäre es ihm nicht gelungen, die Kastration auszuführen, so würde die ganze Erophila-Frage jetzt noch genau so unklar sein wie vorher. Nun jedoch hier die Apogamie sicher festge- stellt worden ist, ist nicht nur die Unveränderlichkeit der Sub-Species verständlich geworden, sondern liegt auch die Môglichkeit vor, die eigenartigen Kreuzungsresultate von Rosen zu erklären. In den vorigen Kapiteln ist mitgeteilt, wie die Entwicklung der Sporenmutterzellen, der Embryosäcke und der Pollen- kôrner vor sich geht. Die Embryosackmutterzelle beginnt ihre Teilung normal heterotypisch und erst spät vor dem eigentlichen Teilungsschritt ändert sie sich so, dass sich die einzelnen Chromosomen typisch spalten, wodurch die Tochterkerne diploid bleiben. Die T'etradebildung verzôgert sich nur einige Zeit und die Embryosackbildung findet im allgemeinen normal statt. Aber die diploide Eizelle braucht keine Befruchtung und bringt, ohne weitere Anregung, einen Embryo hervor. Die Pollenmutterzelle bildet durch eine normale Reduktionsteilung haploide Pollenkôrner. Erst bei der weiteren Ausbildung der Pollenkôrner treten Dege- nerationserscheinungen auf und weitaus die meisten Pollen- kôürner sind steril. Die Abweichungen vom normalen Schema sind also gering. Dieses, zusammen mit der T'atsache, dass 83 Rosen über geschlechtliche Erophila-Kleinarten verfügte, macht es wahrscheinlich, dass das Auftreten von Ovoapogamie hier eine relativ junge Erscheinung ist. Nicht alle Erophila's sind also apogam. Ob vielleicht sexuelle Arten auf die Dauer apogam werden, ist noch ein ungelôstes Problem. Es wird im nächsten Paragraphen bei der Behandlung der Frage, ob Rosen's F,-Kleinarten vielleicht gerade durch Apogamie konstant geworden sind, noch besprochen werden. Von den drei untersuchten apogamen Kleinarten besitzen zwei die vegetative Chromosomenzahl 12, während die dritte, E. confertifolia, 24 als Chromosomenzahl hat. Wie bekannt, kommt es oft vor, dass apogame ÂÀrten eine doppelt so grosse Chromosomenzahl besitzen wie die nächst- verwandten sexuellen Formen. Verschiedene Forscher, insbesondere Strasburger (1910 a), nahmen darum an, dass Chromosomenverdoppelung den Verlust der sexuellen Fortpflanzung veranlassen kôünnte. Sicher ist dies jedoch nicht, denn es gibt verschiedene apogame Arten mit anderen, meistens noch wieder hôüheren Chromosomenzahlen als die doppelten Zahlen der verwandten sexuellen Arten. Die Zahlen der untersuchten Erophila-Kleinarten sind für apo- game Pflanzen sehr niedrig. Die Zahl 24 kommt auch vor bei Afamosco texana (Pace 1913) und bei Chara crinita (Ernst 1917 a). Die Zahl 12, wie sie E. cochleoides und E. violaceo-petiolata besitzen, wurde noch nie bei apogamen Pflanzen gefunden. Die niedrigste, bisher ermittelte Zahl war i4—16 bei Chondrilla jancea (Rosenberg 1912) und dies war schon eine grosse Ausnahme. Wären die beiden Ærophila's mit 12 Chromosomen sexuell gewesen und Æ. confertifolia mit 24 Chromosomen apogam, so würden die Erophila's besser in die Reihe der apogamen Pflanzen passen. Unter den nahe mit Erophila verna ver- wandten Ârten sind nur die Chromosomenzahlen von Lunaria biennis und von Capsella bursa pastoris (Laibach 1907) bekannt, nämlich 24 bezw. 32, also hôhere Zahlen 84 als die niedrigste, welche bei Erophila gefunden wurde. Bei Erophila kann also die Hypothese der Chromosomenver- doppelung in apogamen Species abgelehnt werden, so wie diese in letzter Zeit auch in anderen Fällen abgelehnt worden ist. Bemerkenswert ist es, dass ÆE. confertifolia, welche von Dr. Lotsy und von mir lange Zeit als ein Bastard zwischen den beiden anderen untersuchten Kleinarten angesehen wurde, 24 Chromosomen besitzt und die beiden als Eltern ange- sehenen Kleinarten jede nur 12. E. confertifolia ist äusserlich sehr deutlich intermediair zwischen diesen beiden und ist gerade auch nach einem Kreuzungsversuch von Dr. Lotsy zum ersten Male gefunden. Es wäre jedoch schon sehr eigenartig, dass gerade einer von den 201 aus dieser Kreu- zung entstandenen Samen sexuell erzeugt wäre, aber un- môglich wäre es nicht. Erst die cytologischen Funde haben den sicheren Beweis erbracht, dass Æ. confertifolia nicht ein solcher Bastard sein kann und dass die äusseren Merk- male hier nur einen Bastard vorgetäuscht haben. Die Chromosomen liegen nämlich bei E. confertifolia in vegetativen Zellen sehr schôn paarweise und die Paare sind sehr verschieden. Bei Æ. cochleoides ist die Form der Chromosomen und der Paare ganz anders. In mehreren Hinsichten sind die Chromosomen der drei Kleinarten von einander verschieden. Aber auch wenn dies nicht so wäre, beweisen dennoch andere Tatsachen, dass die 24 Chromo- somen von E. confertifolia nicht aus zwei verschiedenen Geschlechtszellen von den beiden anderen Kleinarten zu- sammengekommen sein kônnen. Die Pollenkôrner von E. violaceo-petiolata, welche immer nach einer Reduktionsteilung entstehen, besitzen nie mehr als 6 Chromosomen. Die diploide Chromosomenzahl in den Eizellen von ÆE. cochle- oides ist 12. Durch eine zufällige abnormale Verschmelzung der beiderlei Geschlechtszellen kann also nie ein Individuum mit 24 Chromosomen entstehen. Eine Befruchtung einer 85 diploiden Eizelle ist übrigens auch wohl sehr zweifelhaft, wenn nicht ausgeschlossen. Aber auch die Tatsache, dass bei Æ. violaceo-petiolata immer Zerfall der Chromosomen auftritt und bei Æ. confertifolia nie, schliesst ein Mitwirken von Chromosomen ersterer Kleinart in letzterer aus. Die Chromosom-Komplexe sind in den drei Kleinarten gänzlich verschieden und Æ. confertifolia ist also sicher nicht der Bastard, wofür sie angesehen wurde. Hier hat die cytolo- gische Untersuchung gezeigt, wie vorsichtig man bei der Feststellung der Bastardnatur einer Pflanze nur nach äus- seren Merkmalen sein muss. $ 2. Die entdeckte Apogamie und die älteren Erophila-Untersuchungen. Obwohl es jetzt sehr wahrscheinlich ist, dass Apogamie in vielen bekannten Fällen vom Konstantbleiben der Erophila- Kleinarten den Grund für diese Erscheinung gebildet hat, darf dies doch nicht ohne weitere Untersuchung ange- nommen werden. Nie wurden von älteren Forschern, wie Jordan, De Bary und Rosen (1889) Versuche gemacht, um die Môglichkeit ungeschlechtlicher Fortpflanzung zu prüfen. Die andauernde Unveränderlichkeit ist natürlich wohl durch ausschliessliche Seibstbestäubung zu erklären, welche schon in der noch geschlossenen Blüte stattfindet. Hierbei gibt es jedoch grosse Schwierigkeiten. Wenn Autogamie in den geschlechtlichen Kleinarten die einzige Fortpflanzungsmôglichkeit ist und die autogamen Pflanzen konstante Nachkommen in so grossen Mengen liefern, wie das in den bisherigen Erophila-Kulturversuchen der Fall war, dann müssten die Formen wohl vollkommen homozygot gewesen sein, denn es trat nie eine auch nur etwas abwei- chende Form auf. Dies wäre jedoch eigenartig, weil gerade überall, wo mehrere Erophila-Kleinarten zusammen gefunden 86 wurden, diese sehr nahe mit einander verwandt waren und meistens nur an einem Fundort vorkamen. Sie sind also wahrscheinlich am Fundort entstanden. Hierbei muss wohl gleich an Bastardierung gedacht werden. Vollkommene Homozygotie bei all diesen zusammen vorkommenden Kleinarten ist also sehr unwahrscheinlich. Wie ist es dann aber môglich, dass alle Formen dennoch unveränderlich bleiben, wenn sie sich sexuell fortpflanzen ? Aber es liegt noch eine andere Schwierigkeit vor. Von Rosen und anderen Forschern ist festgestellt worden, dass Selbstbestäubung wohl sehr allgemein vorkommt, aber dass auch Fremdbestäubung môdgjlich ist. Gerade dadurch hat Rosen seine eigenartigen Resultate erzielt. Nun wäre es doch wohl sonderbar, dass in der Natur nie eine zu- fällige Kreuzbestäubung auftreten würde. Nimmt man sexuelle Fortpflanzung als die einzige Môglichkeit an, dann hat nie eine Kreuzbestäubung stattgefunden, denn alle Forscher sahen, dass die Erophila’s in der Natur konstant blieben. Eine so absolute Konstanz bei nicht obligat autogamen Pflanzen, welche sich normal sexuell fortpflanzen, kommt mir sehr unwahrscheinlich vor. Jetzt, wo bei drei Erophila-Kleinarten die Apogamie sichergestellt ist, nachdem Kastrationsversuche sie schon wahrscheinlich gemacht hatten, und Apogamie nun auch bei anderen, ohne spezielle Absicht gesammelten Kleinarten gefunden ist, ist die Môglichkeit sehr gross, dass Apogamie eine Erscheinung ist, welche sehr allgemein bei Erophila verna vorkommt. Dann ist die Unveränderlichkeit der bisherigen Erophila-Kulturen ohne Schwierigkeit zu erklären, denn die ÆErophila's, ob sie nun Homozygoten sind oder nicht, kônnen dann nichts anderes hervorbringen als ihresgleichen. Mit absoluter Sicherheit ist dies natürlich nur durch cytologische Untersuchung der betreffenden Erophila's zu beweisen. Es bleiben noch die sexuellen Kleinarten von Rosen 87 (1911) zu besprechen übrig und es soll untersucht werden, ob jetzt vielleicht Rosen's Resultate besser zu verstehen sind. Im Kapitel Î sind sie schon genannt und sie brauchen also hier nicht einzeln noch einmal wieder aufgeführt zu werden. Sehr viele seiner Kreuzungsversuche hatten ein negatives Resultat. Im Kapitel I $ 2 habe ich schon mit- geteilt, dass dieses Resultat keine Folge vom Zufall oder von Fehlern in der Kreuzungsmethode sein kann. Warum haben dann so viele Kombinationen nur der Mutter gleiche Nachkommen geliefert ? Auch hier kann m. E. die Ursache wieder mit grosser Wahrscheinlichkeit in Apogamie gesucht werden. Die Rosenschen Zahlen sind jedoch ziemlich klein und unmôglich ist es nicht, dass, wären die Nach- kommenschaften grüsser gewesen, zwischen den apogam entstandenen Tochterpflanzen ein oder mehrere sexuel erzeugte Bastarde aufgetreten wären, ebenso wie andere von Rosen versuchte Kombinationen grôsstenteils der Mutter gleiche Nachkommen und nur vereinzelte Bastarde hervorbrachten. Es kônnen gleich einige Rosen'sche Kombinationen aus der Besprechung ausgeschaltet werden, weil Rosen selbst mitteilt, dass die Bastarde der Mutter so ähnlich waren, dass sie nicht ganz sicher als solche zu erkennen waren, nl. Æ. cochleata X stricta und E. stricta X cochleafa. Auch andere Bastarde sind sehr schwierig von der Mutter zu unterscheiden, während drei Kombinationen nur einen einzigen Bastard lieferten. Bei sechs Kombinationen traten unter den Nachkommen ziemlich viele Bastarde auf. Hier ist es also sicher, dass die benutzten Kleinarten sich sexuell fortpflanzen konnten. Es ist jedoch môglich, dass diese Kleinarten partiell apogam waren, dass sie sowohl diploide als haploide Eizellen hervorbrachten und dass es von der Beschaffenheit des bestäubenden Pollens abhing, ob sexuelle oder apogame Keime gebildet wurden. Diese Môglichkeit ist hypothetisch, aber sicher nicht ausgeschlossen, weil 88 Rosen z.B. aus den Kombinationen E. elata X chlorina und Æ. elata X stelligera keine Bastarde erhielt, während von den 25 Nachkommen von E. elata X cochleata 10 Bastarde waren. Dies wäre so zu erklären, dass E. elata beiderlei Eizellen besässe, dass die diploiden Eizellen jedoch nur dann apogame Keime hervorbringen künnten, wenn keine oder nicht genügend Pollenschläuche von Kleinarten mit sexuell ausreichender Affinität zu E. elata, an den haploiden Eizellen anlangten. Wäre dieses Letzte wohl der Fall, so kônnten auch geschlechtliche Keime entstehen. E. chlorina und E. stelligera kônnten entweder überhaupt keine fertilen Pollenkôrner geliefert haben oder die Affinität ihrer Kerne zu ÆE. elafta wäre nicht gross genug. So wäre klar, dass diese beiden Kombinationen keine Bastarde liefern kônnten. Hätte Æ. cochleata nun wobhl solche Polienkôrner besessen, so wären dadurch die Bastarde von E. elata X cochleata erklärt. Wird also partielle Apogamie mit verschiedener Beschaffen- heit des Pollens, — vielleicht vollkommene oder partielle Sterilität — angenommen so sind die Rosen’schen Kreu- zungsresultate sehr gut zu erklären. Solange die Apogamie- Môdglichkeit nicht auch bei diesen Kleinarten durch exakte Untersuchungen festgestellt ist, bleibt das Obengesagte noch Hypothese. Wie ist jedoch das plôtzliche RC er der E,- Bastarde von Æ. cochleata X radians zu deuten? Die Zahl der F,-Bastarde war hier bekanntlich eine grôssere; die sexuelle Fortpflanzungsmôglichkeit von Æ. cochleata war sehr stark. F, war metroklin intermediair und scheinbar monomorph, während in F, die neuen Typen auftraten, welche in späteren Generationen konstant blieben. In F, entstanden also eigentlich neue Kleinarten. Da nun Kon- stantbleiben von ÆErophila'’s durch Apogamie sehr oft vorzukommen scheint, fällt ein ganz neues Licht auf diese F,-Generation und obwohl auch dies nur wieder exakt 89 cytologisch zu beweisen wäre, ist es sehr wahrscheinlich, dass die geschlechtiche Fortpflanzung hier der apomiktischen Platz gemacht hat. Diese Annahme wird auch von anderen Tatsachen ge- stützt. In der F,-Generation ist nämlich die Fertilität, welche in den geschlechtlichen Generationen sehr verringert war, wieder auf die normale Hôhe gestiegen. Die, wahrscheinlich abnormale, geschlechtliche Phase wurde also von abneh- mender und die konstant bleibende, wahrscheinlich unge- schlechtliche Phase, von normaler Fertilität begleitet. Diese plôtzliche Aenderung-der Fruchtbarkeit findet gleichzeitig mit einer wichtigen Aenderung in der Pflanze selbst statt. Nichts kann dies nun besser erklären als gerade Apogamie. Die abnehmende Fertilität zeigt schon, dass eine Kreuzung wie die oben Genannte nicht die normale Fortpflanzungs- weise darstellt. Nun gibt es zwei andere môgliche Fort- pflanzungsweisen der Mutterpflanze E. cochleata. Entweder sie ist obligat sexuell; die Fertilität bleibt aber nur bei Autogamie normal und allein so kann Æ. cochleata als Sub-Species konstant erhalten bleiben. Oder sie ist partiell apomiktisch und kann ungeschlechtlich Keime bilden, wahr- scheinlich aus diploiden Eizellen, aber auch geschlechtlich aus haploiden, befruchtungsbedürftigen Eizellen. Gegen erstere und für letztere Môgjlichkeit sprechen zwei Sachen. Erstens kamen in der F, von E. cochleata X radians ebenso viele verschiedene Typen vor wie es Individuen gab. Dies wäre, so wie Rosen auch sagt, vielleicht noch wohl mendelistisch zu erklären. Aber wenn die Eltern wirklich reine Arten gewesen sind, dann ist es doch- ziemlich eigenartig und eine grosse Besonderheit, dass von 200 Individuen nicht einmal zwei einander gleich waren. Viel besser zu verstehen, sogar vollkommen selbst- verständlich, ist diese Vielgestaltigkeit jedoch, wenn die Eltern selbst heterozygotisch gewesen sind. Die Tatsache, dass Rosen's F, scheinbar monomorph war, ist dann 90 natürlich unverständlich. Die Zahlen seiner F,-Pflanzen waren jedoch viel zu gering um daraus Schlüsse zu ziehen betreffs der Homozygotie der P,-Pflanzen. Leider zeigt Rosen's Verhandlung keine Abbildung von einer ganzen F,-Generation. Die Unterschiede der Erophila's treten im allgemeinen erst deutlich hervor, wenn die Pflanzen in einem ziemlich alten Stadium gekommen sind. Es ist mir selbst oft passiert, dass ich einen ÆErophila-Bestand als monomorph ansah, dass es sich jedoch erst nach vielen Wochen zeigte, dass mehrere Typen in diesem Bestand vorkamen. Darum und auch wegen der geringen Zahlen der Pflanzen, kommt es mir vor, wahrscheinlich zu sein, dass Rosen's F,-Generationen nur scheinbar monomorph gewesen sind und dass sie mehreren, vielleicht nur wenig von einander verschiedenen, Formen enthalten haben. Erst in den F;,-Generationen, welche viel grôsser waren, ist die Polymorphie deutlich hervorgetreten. Dann brauchen für die Rosen'schen Fälle auch keine Hilfshypothesen gesucht zu werden und sind es nur komplizierte Men del- Fälle. Bei Autogamie würden diese Erophila’'s nicht kon- stant bleiben, bei apogamer Fortpflanzung natürlich wohl, und ïihre heterozygote Natur wird erst bei zufälligen Kreuzungen deutlich. Æ. cochleata und andere partiell apogame Kleinarten sind dann mit den neuen heterozygoten E,-Typen vollkommen zu vergleichen und vielleicht auf genau dieselbe Weise entstanden. Für diese Fortpflanzungs- weise spricht ferner noch, dass auch andere Kombinationen mit Æ. cochleata als Mutterpflanze sowohl Bastarde wie konstante Nachkommen lieferten, wenn auch die Zahl der Bastarde kleiner war als bei Æ. cochleata X radians.- Die Beschaffenheit des radians-Pollens war wahrscheinlich so, dass die Affinität zu E. cochleata grôsser war als bei anderen als Vater benutzten Pflanzen. Das Zutreffen dieser Môglichkeit ist nach der Entdeckung von ÀApogamie bei Erophila sehr wahrscheinlich. E. coch- 91 leata und vielleich auch die anderen Rosen'schen Klein- arten sind dann im normalen Fall apogam und bleiben dadurch konstant. Wird jedoch fremder Pollen mit genügen- dem Affinitätsgrad und mit voller Fertilität benutzt, dann tritt die geschlechtliche Fortpflanzungsmüglichkeit ans Licht. Es werden Bastarde mit, wegen der abnehmenden Ferti- lität, beschränkter Existenzmôüglichkeit gebildet. In diesen Bastarden sind mutmasslich auch diploide Fizellen vor- handen, aber diese kommen nicht zur Entwicklung, weil vorläufig der eigene Pollen noch einen Affinitätsgrad und eine Fertilität besitzt, durch welche auf sexuellem Wege Keime hervorgehen kônnen. Wenn diese Art der Fort- pflanzung scheitert, dann übernimmt die ungeschlechtliche Fortpflanzung die Arbeit und es entstehen konstante, vüllig fertile Nachkommen. Eine - Erklärung von Rosen's Resultaten wird aber solange hypothetisch bleiben, als seine Kleinarten nicht näher untersucht sind. Die hier genannte Hypothese beruht jedoch auf festem Grund, weil es sichergestellt wurde, dass Apogamie bei Erophila-Kleinarten vorkommt, und, weil die Wabhrscheinlichkeit gross ist, dass sie auch in Rosen's Kleinarten eine Rolle gespielt hat. Auch die Kreuzungsresultate der anderen Rosen'schen Kombinationen kônnen mit Hilfe von Apogamie sehr einfach aufgeklärt werden. Wahrscheinlich hat der genannte For- scher mit einem Komplex von vielen, partiell apogamen Kleinarten gearbeitet. Die Frage, ob diese Kleinarten viel- leicht im Begriff stehen, gänzlich ungeschlechtlich zu werden, wird im nächsten Paragraphen besprochen werden. $ 3 Theoretisches über die Entstehungweise der apogamen Erophila-Kleinarten. Aus dem Vorigen geht hervor, dass die neuen Formen aus der F, von ÆE. cochleata X radians als Neukombinationen 92 angesehen werden kônnen, welche nach einer Bastardierung ausgespaltet worden sind und durch Aenderung des Fort- pflanzungsmodus konstant blieben. Sie bilden also die ersten Individuen von F,-Klonen, von apogamen ,,neuen Arten'”. Im normalen Fall pflanzen sich die Erophila's wohl nicht sexuell fort, obwohl sie die Môglichkeit besitzen, dies unter besonderen Bedingungen zu tun, sonst würde die Nach- kommenschaft der Pflanzen, welche, wie ich zeigte, hetero- zygotisch sein müssen, nicht so konstant sein. Der Fort- pflanzungsmodus von den von mir untersuchten Kleinarten ist apomiktisch, aber dieser Modus weicht nur so wenig von dem normal sexuellen Fortpflanzungsmodus ab, dass er relativ jung sein muss. Wahrscheinlich sind diese Kleinarten früher normal geschlechtlich gewesen und erst allmählich apomiktisch geworden. So wie Æ. cochleata, so kônnen wahrscheinlich alle Erophila-Kleinarten auf beiderlei Weisen Nachkommen hervorbringen, bis sie obligat apogam werden. Von diesem letzteren Stadium war Æ. cochleata noch weit entfernt. Wie weit die von mir untersuchten Kleinarten hiervon entfernt sind, ist nicht festzustellen. Sie haben in den Kul- turen keine Bastarde hervorgebracht, aber es scheint mir nicht ausgeschlossen zu sein, dass auch sie unter bestimmten Umständen, wenn sie mit sehr fertilen, fremden Pollen- kôrnern bestäubt werden, sexuell Keime hervorbringen kônnen. Die Zahl der von mir cytologisch untersuchten Embryosäcke müsste viel und viel grôsser sein, bevor mit ge- nügender Sicherheit gesagt werden dürfte, diese Kleinarten bildeten überhaupt nie haploide Eizellen. Aus den cytologisch gefundenen Tatsachen und aus Rosen's Resultaten wird jetzt wohl klar, wie Kleinarten von ÆErophila verna entstehen künnen. Die bestehenden Kleinarten sind, wenn sie in gleicher Weise entstanden sind wie die F,-Klone von E. cochleata X radians, alle oder fast alle heterozygotisch. Dass sie wirklich so entstanden 93 sind, dafür spricht nicht nur die entdeckte Apogamie, sondern auch eine andere sehr wichtige T'atsache. Wie schon mehrere Male erwähnt wurde, sind die in einer Gruppe zusammen vorgefundenen Kleinarten in verschie- denen Eigenschaften der F,-Generation aus E. cochleata X radians sehr ähnlich. Nun kônnte man vielleicht auch an Mutation denken. Dass sie dadurch entstanden sind, ist aber ausgeschlossen, weil es nicht denkbar ist, dass so viele Mutationen dgleichzeitig an einem Ort aufgetreten sind, dass nicht einmal zwei ganz dicht zusammen stehende Kleinarten einander mehr ähnlich sind; es ist auch nicht denkbar, dass durch solche plôtzliche, massenweise Mu- tation eine so geschlossene Reïhe von nahe nebeneinander wachsenden Formen entstehen würde, wie sie meistens an einem Fundort auftritt. AII dieses is jedoch sehr natürlich, wenn die Kleinarten durch Bastardierung zwischen zwei ziemlich heterozygoten Sub-Species entstanden und dann nachher apogam geworden sind, genau so wie die Kreuzungsresultate von Rose n erklärt wurden. Alles Mitgeteilte deutet also darauf hin, dass viele, vielleicht alle Kleinarten von Erophila verna durch zufällige Bastardierung zwischen partiell apogamen Kleinarten ent- standen sind. Weil sie selbst auch wieder apogam oder partiell apogam und dabei heterozygotisch sind, dürfen sie eigentlich nur Klone und nicht Arten oder Kleinarten genannt werden. Eine Bastardierung in der Natur ist nicht ausgeschlossen (cf. Rosen 1911 p. 398), aber die Selbstbe- stäubungsvorrichtungen sorgen dafür, dass Fremdbestäubung nur sehr selten Erfolg haben kann. Und wenn Fremdbe- stäubung stattfindet, dann sind die männlichen Geschlechts- kerne doch nur in sehr wenigen Fällen im Stande, mit haploiden Eizellen, welche sie zufällig erreicht haben, zu verschmelzen. Dadurch kommt es, dass Bastardierung von Erophila's in der Natur so selten stattfindet. Wenn aber so eine Bastardierung wobhl stattfindet, dann entsteht eine 94 Gruppe von neuen Kleinarten, von neuen Klonen, so wie sehr oft gefunden wird, und so wie Rosen künstlich eine hergestellt hat. Diese Entstehungstheorie der Erophila-Kleinarten gibt, mit den gefundenen Tatsachen vor Augen, eine sehr natür- liche Erklärung der Erophila-Frage. Die Polymorphie von Erophila verna wird hierdurch begreiflich, aber die vielen Formen dieser Species sind keine Kleinarten, sondern durch Apogamie am Leben erhaltene Klone. Einige dieser partiell apogamen Klone werden bei einer neuen Bastardierung beteiligt und sind dadurch die Kltern oder Grosseltern von neuen Klonen. So entstehen immer andere Formen, welche auch wohl immer neue Formen sind. Daher kommt es, dass beinahe nie zwei an verschiedenen Orten gefundene Kleinarten mit einander zu identifizieren sind und darum hat es auch keinen Zweck, sie genau systematisch zu be- schreiben. Eine letzte Schwierigkeit bleibt nog übrig. Woher kommt es, dass kurz nach der Bastardiering eine neue Fortpflan- zungsweise, die Apogamie, auftritt? Hierüber wird nichts mit Sicherheit zu sagen sein, bevor nicht die F, und F,- Generationen cytologisch untersucht sind. Wenn E.cochleata partiell apogam ist und nur nach Fremdbestäubung sexuelle Nachkommen liefern kann, warum ist dann nicht gleich wieder F;, apogam geworden, weil hier wieder Autogamie stattfindet? Besitzen die Bastarde vielleicht eine geschlecht- liche und eine apomiktische Tendenz und wird in FE, die apomiktische stärker und die geschlechtliche schwächer ? Das einzige, was feststeht, ist, dass die in F, und F, so stark abnehmende Fertilität irgend einen Grund hat. Viel- leicht is die Affinität zwischen der heterozygoten Eizelle und den gleichfalls heterozygoten Pollenkôrnern in EF, noch kleiner geworden wie in F, und werden dadurch nur sehr wenige sexuelle Keime gebildet. In der konstant bleibenden F,-Generation ist die Fertilität wieder normal, 7 etwas sehr natürliches, wenn diese Generation apogam ist, und Affinität zwischen zwei Geschlechtskernen keine Rolle mehr spielt. Aber warum hat die apogame Fortpflanzung dann in F, und F, noch nicht mitgeholfen, um die Fertilität hoch genug zu halten? Ueber die Gründe hierfür ist noch nichts bekannt. Sicher ist, dass in der überaus polymorphen Species Erophila verna Apogamie eine oft vorkommende Erschei- nung ist und dass durch Bastardierung neue Formen entstehen kônnen, welche sehr wahrscheinlich auch wieder apogam sind. Hierdurch bekommt die Theorie von Ernst über Bastar- dierung als Ursache der Apogamie wieder eine Stütze. Die hybride Natur der Ærophila's geht mit Apogamie zusammen. Aber diese beiden sind nicht einfach Begleiter- scheinungen von einander. Rosen’s Versuche haben ge- zeigt, dass ein kausales Verhältnis zwischen der Bastar- dierung und dem Auftreten von neuen konstanten Formen besteht, oder, wie jetzt wohl gesagt werden darf, zwischen Bastardierung und Apogamie bei Erophila verna. Dieses Verhältnis besteht nicht allein bei den genannten Fällen in künstlicher Kultur. Man darf auch zwischen der Bastar- dierung in der Natur bei Kleinarten dieser Species und der bei ihnen vorkommenden Apogamie dasselbe Ver- hältnis annehmen. Wie Bastardierung die Apogamie her- vorrufen kann, darüber ist noch nichts mit Sicherkeit zu sagen, aber wahrscheinlich bildet plôtzlich abnehmende Fertilität einen notwendigen Schritt auf dem Wege, welcher die beiden Erscheinungen verbindet. Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse. Kreuzungsversuche zwischen E. cochleoides und E. violaceo- petiolata, welche nur negative Resultate lieferten, lenkten Dr. Lotsy's Aufmerksamkeit auf die Môgjlichkeit, dass Erophila-Kleinarten sich vielleicht apomiktisch fortpflanzen kônnten. Es gelang Dr. Lotsy, Blüten von E. cochleoides zu kastrieren. Die Versuche von Dr. Lotsy wurden von mir fortgesetzt und die benutzten Kleinarten cytologisch untersucht. Diese Kleinarten waren: E. cochleoides, E. confertifolia und Æ. violaceo-petiolata. Sowobl in den Kulturen Dr. Lots y's wie auch in den meinen pflanzten sie sich vollkommen konstant fort. Die Kastration von allen drei Kleinarten gelang. Ver- schiedene Kreuzungen wurden zwischen ihnen versucht. Die Nachkommen waren alle der Mutter gleich. Die natürlichen Bestäubungsverhältnisse von Erophila verna wurden untersucht. Selbstbestäubung findet immer statt. Fremdbestäubung ist jedoch nicht ausgeschlossen. Die vegetativen Zellen von E. cochleoides und E.viola- ceo-petiolata besitzen 12 Chromosomen, von E. confertifolia 24. Die Chromosomen liegen deutlich paarweise und sind in den drei Kleinarten von einander verschieden. Die Embryosackmutterzellen der untersuchten Kleinarten bilden eine Zelltetrade. Die erste und die zweite Teilung 97 finden jedoch erst längere Zeit nach einander statt und ein deutliches Dyade-Stadium trennt sie. Die Embryosackmutterzellen beginnen ihre Teilung hete- rotypisch mit Synapsis und Spirem. Es wird sogar eine Schein-Diakinese gebildet. Die Chromosomen vereinigen sich jedoch nicht zu Gemini. Nach dieser Schein-Diakinese macht die heterotypische Teilungsphase einer typischen Platz. Die Chromosomen spalten sich einzeln und die T'ochterkerne bekommen die vegetativen Chromosomenzahlen. Eine Re- duktion dieser Zahlen findet also nicht statt und die Embryosäcke sind diploid. Der Embryosack bildet sich, meistens nach dem normalen Schema, aus der untersten Tetradezelle. Die Eïizelle bildet ohne vorhergehende Befruchtung einen Embryo. Die Reduktionsteilung findet in den Pollenmutterzellen normal statt. Die Mehrheit der Pollenkôrner ist jedoch steril. Sehr selten wächst ein Pollenschlauch in die Narbe hinein, sein Ziel erreicht er aber nie. Die drei untersuchten Kleinarten sind also ooapogam, aber die Apogamie ist noch wohl eine ziemlich junge, denn die Abweichungen von der normalen Entwicklung sind gering. Bei Æ. violaceo-petiolata findet in allen Kernen vor und nach einer Teilung Zerfall der Chromosomen in zahllose Chromatin-Teilchen statt. Auch Embryosackmutterzelle und Pollenmutterzelle zeigen diese Erscheinung. Sie besitzen oft mehr als hundert solcher Teilchen, welche im Schein- Diakinese-Stadium paarweise liegen. Vier andere Kleinarten von Erophila verna wurden mit untersucht, jedoch nicht so eingehend. Im allgemeinen zeigten sie dieselben Erscheinungen wie die drei zuerst genannten Kleinarten. Sie waren alle apogam. Die Wahrscheinlichkeit ist gross, dass die meisten kon- stanten Kleinarten von Erophila verna apogam sind. 98 Mit Hilfe von Apogamie wurden die Kreuzungsversuche von Rosen (1911) erklärt. Die Kleinarten von Erophila verna sind wahrscheinlich keine echten Species oder Sub-Species, sondern Klone, welche sich apogam fortpflanzen. Es ist mir nicht nur eine sehr angenehme Pflicht, aber auch ein grosses Vergnügen, meinem hochverehrten Lehrer, Herrn Professor Dr. F. À. F. C. Went am Ende dieser Arbeit meinen aufrichtigen Dank auszusprechen für seine wertvollen Anregungen und Ratschläge und für sein immer reges Interesse in meinen Untersuchungen. Literaturverzeichnis. Bannier, J. P. 1923. Cytological investigations on Apogamy in some elementary Species of Erophila verna. Proc. Kon. Akad. Wet. Am- sterdam, Vol. XXVI. Baur, E. 1912. Referat über: F. Rosen. 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Apogamy in Nephrodium. Bot. Gazette, Bd. 45, p. 289. INHALTSVERZEICHNIS. Seite. Kapitel I. Einleitung. Aeltere Untersuchungen über Erophila verna, Polymorphismus und Apo- RÉ TETE Ne PORT BH dr CAE Cie: Su /Finléiting:z 40 ouf El luiesSenr $ 2. Historisches über Erophila verna . . . 3. $ 3. Polymorphismus und Apogamie. . . . 14. F DD Neal 2. As 0 tm 2% ; M ExpermeEntelEse. EE Sie » IV. Methodik und allgemeine D ni Er- ÉD ne a HAE M REMEthedikt. pes ions. er ER 4) 812: Der ue und die vegetativen Tei- Rd A AOL SERRES TER CONTRE $ 3. Die Prochromosomenfrage . . . . . . 50. » V. Die Embryosackmutterzelle und der weibliche Gamerophyt:\:l de ee 55: $ 1. Die Entwicklung der jungen Samen- anlagen und die Bildung der Tetradezellen 55. & 2. Die Kernteilung in der Embryosack- mufferzeile +. 4 20 RUE re O2 $ 3. Embryosack und bit RL Li: » VI. Die Pollenmutterzelle und der Pollen. . . 74. 106 Seite. Kapitel VII. Ergebnisse und Folgerungen. 81. $ 1. Die Ergebnisse der cytologischen Un- tersuchungen und die negativen Kreuzungs- resultate.-" "#7 5... + LOSC $ 2. Die entdeckte Apogamie und die älteren Erophila-Untersuchungen . . . . . . . 85. $ 3. Theoretisches über die Entstehungs- weise der apogamen Erophila-Kleinarten 91. Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse. . . . 96. Literaturverzeichnis . 5. 2.529 000 2 Itihaltsverzeichnis: 40082. Lee ORNE In AEROBE UND ANAEROBE ATMUNG BEI KEIMLINGEN VON PISUM SATIVUM von D. S FERNANDES. ERSTER ABSCHNITT. Einleitung und Fragestellung. Schon Adolf Mayer!) hat darauf hingewiesen, dass es bei jedem Atmungsversuch sehr erwünscht ist, die beiden Phasen des Atmungsgaswechsels gleichzeitig zu bestimmen. Er äussert sich hierüber folgendermassen : , Trotzdem besitzt natürlich die Frage grosses Interesse, ob Kohlensäureausscheidung und Sauerstoffaufnahme unter den verschiedensten äusseren Verhältnissen mit einander parallel gehen, d.h. speziell auf den uns gerade beschäfti- genden Fall angewendet, ob nicht durch gewisse Tempe- raturen der Gasaustausch in einem Sinne, durch gewisse andere in einem anderen Sinne abgeändert werde. Es ist ja ganz auf der Hand liegend, dass, falls eine Abhängigkeit in dieser Richtung tatsächlich bestehen sollte, hierdurch ein deutliches Licht auf die chemische Natur derjenigen Stoffklassen geworfen werden würde, welche unter diesen oder jenen Verhältnissen überwiegend dem Oxydationsprozesse anheim fielen.” Auch Detmer”) betont die grosse Bedeutung einer 1) Mayer. Adolf. Die Abhängigkeit der Pflanzenatmung von der Temperatur. Landw. Versuchst. Bd. 19, 1876. S. 346. ? Detmer. W. Vergleichende Physiologie des Keimungsprozesses der Samen. Gustav Fischer. Jena, 1880. S. 269. NEW YORR BOTANICAL GARDEN 108 gleichzeitigen Bestimmung der CO,-Ausscheidung und O,-Aufnahme bei der Atmung und macht dabei folgende Betrachtung: ,Selbstverständlich würde es grosses Interesse besitzen, die Beziehungen zwischen Temperatur und der Intensität der Kohlensäureproduktion seitens der Keimpflanzen genauer festzustellen, und zumal dürfte es wichtig sein, derartige Untersuchungen mit Beobachtungen über die Energie der Sauerstoffabsorption zu verbinden. Würde man z. B. für bestimmte Keimpflanzen eine directe Proportionalität zwischen der Sauerstoffaufnahme und verschiedenen Temperaturen ermitteln, aber feststellen kônnen, dass die Kohlensäureabgabe bei hôherer Temperatur relativ bedeutender als bei niederer wäre, so hätte man damit das Auftreten innerer Atmung bei hôherer Temperatur für die in Untersuchung genommenen Keimpflanzen constatiert etc.” Im Jahre 1910 verôffentlichte Kuyper !) eine eingehende Untersuchung über den Einfluss der Temperatur auf die Atmung der hôheren Pflanzen, wobei nur die CO.-Aus- scheidung gemessen wurde. Die Ergebnisse, welche besonders Versuche mit Keim- lingen von Pisum sativum ergaben, waren folgende: Bei 15° und auch bei 20° C. zeigte sich in den aufeinander- folgenden Stunden eine Zunahme der ausgeschiedenen CO,-Mengen, welche bei 25° und 30° C. nicht mehr festgestellt werden konnte. Hier zeigte die Atmung einen schwankenden Verlauf. Bei hüôheren Temperaturen trat dagegen ein deutlicher Rückgang im Atmungsverlauf ein. Da bei 25° und auch bei 30° C. die Keimlinge ein starkes Wachstum Zzeigten, meinte Kuyper daraus folgern zu kônnen, dass schon bei 25° C. zwei Tendenzen wirksam sind, die bis 30° C. einander noch die Wage halten kônnen, l'Royper J: Über den Einfluss der Temperatur auf die Atmung der hôheren Pflanzen. Recueil des trav. bot. néerl. Vol. VII, 1910. S. 131. 109 und dass diese Bedingungen seien: ,starkes Wachstum und Beschädigung durch hôhere Temperatur” Die erhaltenen Kurven des Atmungsverlaufs bei Tempe- raturen von 30° —40° C. wurden nun vonihm folgenderweise erklärt : »Meiner Ansicht nach haben wir es zu tun mit zwei über einander greifenden Prozessen, welche zusammen die CO;-Abgabe bei normaler Atmung verursachen. Einer wird von der hôüheren Temperatur beeinträchtigt und zwar sofort sehr stark, der andere jedoch nimmt ziemlich gleich- mässig zu während der Einwirkung der hôheren Tempe- ratur.” Die Kurve für 32,6° ,,zeigt noch dasselbe Bild, welches man bei 30° beobachtet, aber mit viel stärkeren Schwankungen, und die erste Stunde hat einen bedeutenden - Rückgang zur Folge. Bei 34° ist der anfängliche Rückgang noch bedeutender, allein nach der ersten Stunde tritt ein heftiger Kampf zwischen Steigung und Fall ein. Bei 35° dauert der Fall schon in der Regel zwei Stunden, bisweilen dauert er fort, bisweilen hält die Neigung in die entgegen- gesetzte Richtung ihm die Wage. Bei 37,4° nimmt die ungünstige Wirkung der Temperatur zu, und ist schon ungefähr während 3 Stunden überwiegend; darauf tritt eine Periode auf, während welcher die beiden Tendenzen einander gewachsen sind. Dieser Moment trifft noch später ein bei 39°, bei welcher Temperatur die Kurve fast logarithmisch verläuft. Bei 40° Zzeigt sich wie aus allen bis jetzt besprochenen Ver- suchen hervorgeht, der regelmässige logarithmische Rückgang. Ich habe jedoch diese Versuche noch länger fortgesetzt und daraus ersehen, dass nach 7 Stunden eine Steigung wahrnehmbar war, welche bis an das Ende der 9° Stunde anhielt. Bei 43° dauerte der Rückgang während 10 Stunden regelmässig fort. Es ist ausserdem nôtig in meine Hypo- these aufzunehmen, dass die Steigung des zweiten Prozesses, welche eine Funktion der Zeit ist, von der Temperatur beein- 110 flusst wird und zwar bei hüherer Temperatur geringer wird.”’ Einige Zeilen weiter gibt Ku ype r aucheine andere Erklä- rungsmôglichkeit an, welche ich hier noch zitieren môchte: ,In Bezug auf meine Ausführungen über die Atmung bei 30°—43°, wo ich zwei einander entgegengesetzte Prozesse annahm, oder wenigstens zwei Prozesse, welche einzeln be- einflusst werden, weise ich auf Ausführungen von Palladin |) hin. Palladin setzt zwei Prozesse voraus; einer wirkt besonders bei intramolecularer Atmung, während er das Enzym welches hierin hauptsächlich wirkt, Carbonase nennt; der zweite, den er auf Oxydasen *) zurückführt, verbraucht besonders die bei dem ersteren gebildeten Zwischenprodukte. Der eine Prozess konnte nun z.B. viel stärker von der Temperatur beeinflusst werden als der andere, wodurch ein Rückgang bis auf einen bestimmten Punkt erklärt : werden kann; die Sache wird noch komplizierter, indem Palladin voraussetzt, dass die beiden Enzyme einander beeinflussen”. ,,Vielleicht ist auch etwas Ahnliches hier môüglich. Die Steigerung, welche nach dem ersten Rückgang bei den Temperaturen von 35°—40° eintritt, würde also darauf zurückzuführen sein, dass ein Enzym nicht länger oder weniger von dem andern beeinflusst würde, dadurch dass z. B. das beschädigende Enzym eben am stärksten von der Temperatur beeinflusst wird.” Aus obigen Betrachtungen und Hypothesen geht ohne weiteres folgende Fragestellung hervor: 1. Wie werden O,;-Aufnahme und CO.-Abgabe bei der Atmung keimender Samen von der Temperatur- beeinflusst. 2. Welchen Einflusshatbeikeimenden Samen die Temperatur auf die CO;-Produktion im 1) Palladin. W. Zeitschr. f. physiol. Chemie. Bd. 47, 1906. S, 407. Bioch. Zeitschr. Bd. 18, 1909. S. 151. 111 sauerstofffreien Medium (also auf die s.g. intramoleculare Atmung.) 3. Inwiefern treffen die Kuyperschen Hy- pothesen zu. Im Folgenden werden die Ergebnisse der Versuche be- sprochen, welche den Zweck hatten, eine Antwort auf diese Fragen zu geben. ; ZNEIRER ABSCHNIT,T. Apparate. À. Normale Atmung. 1. Allgemeines. Zur dgleichzeitigen Bestimmung der ausgeschiedenen Kohlensäure und des absorbierten Sauerstoffs bei der’ Pflanzenatmung sind nur wenige Apparate beschrieben worden. Eine volumetrische Bestimmung des aufgenommenen O, gestattet der Apparat von Wolkoff und Mayer !), doch ist der einfachere Apparat von Godlewski?) besser dazu geeignet und ermôgjlicht derselbe zugleich Bestimmungen der produzierten CO, Menge. Genauere Resultate sollten die gasometrischen Methoden geben, welche von Bonnier und Mangin*)und Polowzow- Richter ‘) ausgearbeitet wurden. Keiner von diesen Apparaten eignet sich aber bequem für längere Versuche mit einer grossen Zahl von Objekten. Im Apparat von Godlewski werden die Keimlinge nämlich in einen verschlossenen Raum eingesperrt und 1) Wolkoff. À. und Mayer. À. Beiträge zur Lehre über die Atmung der Pflanzen. Landw. Jahrb. Bd. 3, 1874. S. 481. ? Godlewski. E. Beiträge zur Kenntnis der Pflanzenatmung. Jahrb. f. wiss. Bot. Bd. 13, 1882. S. 491. 3) Bonnier G. und Mangin L. Recherches sur la respiration etc. Ann. d. Sc. nat. Bot. 4e sér. T. 17, 1884. S. 210. 4 Polowzow-Richter. In Abderhaldens Handb. der biol. Arbeitsm. Bd. 3, 1910. S. 490. 113 es ist während eines Versuchs nicht môglich, die Luft im Apparat zu erneuern. Demzufolge muss innerhalb weniger Stunden Sauerstoffmangel im Apparat eintreten. Bonnier und Mangin bestimmten den Atmungsgas- wechsel, indem sie nach jedem Versuch dem Apparat eine Gasprobe entnahmen, welche danach analysiert wurde. Im Atmungsgefäss bekommt man dadurch nicht nur eine Ver- minderung des O,-Gehaltes, sondern auch eine CO.-An- häufung. Es wurde darum für unsern Zweck ein neuer Apparat konstruiert unter Benutzung eines Prinzips, das Fig à 114 schon im Jahre 1849 von Regnault und Reiset')indie Atmungsphysiologie eingeführt wurde und später von mehreren Tierphysiologen in verschiedener Weise modifiziert worden ist. Zunächst soll, ehe auf Einzelheiten eingegangen wird, an der Hand eines einfachen Schemas (Fig. 1) kurz ange- geben werden, wie der Apparat wirkt und worauf dabei zu achten ist. £ Eine Saugdruckpumpe p aus Gummi leitet die Luft in die Richtung der Pfeile. Die Luft tritt von oben in das At- mungsgefäss v, verlässt es unten und wird in der Wasch- flasche d,, die konzentrierte Schwefelsäure enthält, getrocknet. Von d, gelangt sie durch den Glashahn k, (k, ist dann geschlossen) in die Absorptionsrôhren b;,, b, und b;, worin sich Barytwasser . befindet. Auf dem Rückwege geht die Luft durch die Waschflasche d,, die wie d,, Schwefelsäure enthält und durch das Kontrollbarytrohr c. Dann kommt die Luft wieder in p und der Kreislauf beginnt aufs neue. Um dann eine folgende Untersuchung zu machen, wird k, geschlossen und k, geüffnet. Hierdurch findet in den Rôhren b,, b; und b, die CO,-Absorption statt. Die sechs Absorptionsrôhren sind mit Bügeln an einem kupfernen Rahmen befestigt. Um mehr als zwei Untersuchungen anzustellen, ohne eine zu grosse Anzahl von Rôhren in das als Thermostat dienende Glasgefäss zu bringen, muss man zwei solcher Rahmen zur Verfügung haben. Hat der erste seinen Dienst getan, dann werden die Verbindungsstücke 1 und 2 hoch gedreht. Dadurch kommen sie aus dem Wasser und kônnen losgemacht werden. Der Rahmen mit den sechs Barytrôhren wird als Ganzes aus dem Gefäss genommen und der andere (wovon unterdessen die Rôhren gereinigt und je mit hundert ccm Barytwasser gefüllt : 1) Regnault À. und Reiset. J. Ann. de chim. et de phys. 3e sér, T:26,"1849; 115 worden sind) eingesetzt. Das Auswechseln nimmt nicht eine ganze Minute in Anspruch. Aber ehe weitere Wahrneh- mungen mit den neu hereingesetzten Barytrôhren gemacht werden kônnen, muss (je nach der Temperatur im Thermo- staten) erst 10—15 Minuten gewartet werden, damit die Rôhren samt ihres Inhaltes die Temperatur des Thermo- staten annehmen. Der Apparat arbeitet in dieser Zeit ven- tilierend und zwar folgender Weise: Hahn k; wird ge- schlossen, während k, und X; geôffnet werden. Beginnt . dann die Pumpe zu arbeiten, so kann die Luft, die aus dem Atmungsgefäss kommt, nicht anders als durch k; nach aussen entweichen, während bei k, Luft eingesogen wird. Diese ist dadurch vorher CO,-frei gemacht, dass sie durch Waschflaschen, die starke KOH-Lôsung enthalten (in der Fig. 1 nicht gezeichnet) geleitet worden ist. Die Môglich- keit, um den ÀApparat auch ventilierend wirken zu lassen, bietet noch einen anderen Vorteil. Wenn nämlich bei Untersuchungen von längerer Dauer abends die Wahrnehmungen eingestellt werden, kann der Apparat die ganze Nacht ventilierend arbeiten. Die Ob- jekte unterliegen so keiner Temperaturschwänkung und am anderen Morgen kann dadurch sofort weiter untersucht werden, das man k; ôffnet und k, und k,; schliesst. Das gibt ein grosses Zeitersparnis bei Untersuchungen, die 10—12 Stunden währen, indem man mit den Pflanzen, die abends in den Apparat gebracht worden sind, am folgenden Morgen sofort die Untersuchung beginnen kann. Nach der nächtlichen Ventilation ist alle CO, aus dem Apparat vertrieben, was durch Leerversuche festzustellen ist. Wenn der Apparat von der Aussenluft abgeschlossen ist, und die Pumpe zu arbeiten beginnt, so entsteht sofort ein UÜberdruck im Atmungsgefäss, während Manometer m; eine Druckverminderung angibt. Offnet man jetzt k, so wird die in dem Gefäss gepresste Luft ausgestossen. Wird nun der Hahn k; langsam geschlossen, so bleibt der 116 Druck in dem Gefäss weiter gleich 1. Im Manometer m, steht nun die Flüssigkeit in beiden Schenkeln eben hoch, dagegen gibt m, einen grôsseren negativen Druck als vorhin an. Das gestôrte Gleichgewicht, das durch die Wirkung der Saugdruckpumpe im geschlossenen System entsteht, wird scheinbar durch das Offnen und Wiederschliessen von k: derart verschoben, dass im Atmungsgefäss (und somit auf die Keimlinge) kein Überdruck entstehen kann. Es ist daher notwendig, dass beim Anfang jedes neuen Versuchs, k; geôffnet ist, bis in allen Barytrôhren Blasen gebildet werden. Unterlässt man dies, so wird die Flüssigkeit in m, sogleich ausgetrieben, wenn die Pumpe zu wirken beginnt. Sobald durch die Atmung O, im geschlossenen System verschwindet, wird m, dies sogleich anzeigen. Wird jedoch soviel O, hinzugefügt wie verschwindet, so wird m, auf dem Nullpunkt bleiben und im Gefäss herrscht der Druck der Aussenluft. Bei © tritt der Sauerstoff in das Atmungsgefäss. Dieser wird in Z elektrolytisch gewonnen. Mit Hilfe des Wider- standes w ist die O,-Entwicklung von einem Minimum bis zu einem bestimmten Maximum zu regeln. Die Inten- sität des elektrolytischen Prozesses muss immer so sein, dass aie O,-Erzeugung gleichen Schritt hält mit dem O,- Verbrauch. Dieses Gleichgewicht ist bald gefunden, indem man den Widerstand vergrôssert oder verkleinert. Das Manometer m, Zzeigt dann weiter an, ob dieser Zustand auch erhalten bleibt. Es kann vorkommen (z.B. beim Steigen oder Fallen der Atmungsintensität), dass einen Augenblick den Keim- lingen etwas zu wenig oder zu viel O, geliefert wird. Der Stand des Manometers m,, das schon einen Unterschied von 0.1 ccm. deutlich anzeigt, ist dann sofort mittels des Widerstandes zu regulieren, sodass Unregelmässigkeiten, die mehr als 0.1 ccm. betragen, nicht vorzukommen brauchen. 117 Der bei der Electrolyse in Z gleichzeitig gebildete Wasser- stoff wird in der Bürette bu aufgefangen. Nach angebrachter Korrektur (auf Barometerstand, Temperatur, Wasserdampf- spannung und Druck der Wassersäule in der Bürette) gibt die aufgefangene Menge Wasserstoff, durch zwei dividiert, die Menge O, an, die während der Untersuchung in den Apparat gebracht worden ist. Wegen der geringen Lôslich- keit des Wasserstoffes in Wasser darf eine diesbezügliche Korrektion unterlassen werden. Das Manometer m, dient noch einigen andern Zwecken. Wenn als Flüssigkeit eine Jodkaliumstärkelôsung gebraucht wird, ist m, ein empfindliches Kontrollmittel beim Entstehen von Spuren Ozon. Bei Anwesenheit dieses Gases entwickeln sich z. B. Keimlinge von Pisum sativum nicht normal, was Ozon im Atmungsgefäss als unerwünscht erscheinen lässt. Schliesslich hat man im Manometer m, ein geeignetes Mittel, um zu prüfen, ob die gewünschte Temperatur sowohl vom ÀApparat, als auch von den Objekten vollkommen ange- nommen wurde. Beginnt man die Beobachtung ehe das Ganze auf die geforderte Temperatur gebracht worden ist, so wird in m, im offenen Schenkel die Flüssigkeit sofort steigen, d.h. dass noch Ausdehnung statt hat, während durch die O,-Aufnahme gleich Volumverminderung auf- treten müsste. Zur Bestimmung der Vorwärmezeit ist m, also von praktischer Bedeutung. Der aus dem Gefäss mitgeführte Wasserdampf wird in d, gebunden, sodass in die Barytrôhren trockne Luft gelangt. Der aus der Lauge mitgenommene Wasserdampf wird in d, absorbiert. Dadurch, dass man die Volumvermehrung in d, misst, kann man die Wassermenge finden, die aus der Lauge verschwindet und ist eine Korrektion des fest- gestellten Titers anzubringen. Die Verdampfung aus den Barytrôhren ist sehr gering und betrug bei dreitägiger Untersuchung ca 2ccm. Deswegen kann man diese Korrektur unterlassen. 118 Das Manometer m, ist mit Hg gefüllt und dient zur Angabe des Druckes, den die Pumpe zu überwinden hat, um die Luft durch die verschiedenen Flüssigkeiten zu pressen. Auf das Quecksilber im geschlossenen Schenkel bringt man einen TJTropfen Paraffinôl. Hierdurch kônnen dort keine schädlichen Quecksilberdämpfe entstehen. Auf die Gummipumpe p schlägt ein flacher Hammer h, der durch einen Elektromotor (in Fig. 1 nicht gezeichnet) in vertikaler Richtung geht. Dieser Hammer kann hüher oder tiefer gestellt werden, wodurch der Pumpenschlag und als Folge davon die Grüsse der Blasen zu regeln ist. Die Geschwindigkeit des Motors wird mittels Vergrôsserung oder Verkleinerung eines Widerstandes bestimmt. Hierdurch regelt sich die Zahl der Gasblasen. Grôsse und Anzahl der Blasen sind natürlich von Bedeutung für eine gute CO,-Absorption. Damit die eindringende Luft im Gefäss gleichmässig verteilt wird, werden die Ebonitplatten, worauf die Keim- linge liegen, durch eine Achse in langsam drehende Bewegung versetzt. Hiermit wird eine Anhäufung von CO, im Gefäss (darüber später) ausgeschlossen. Durch das Ein-und Aussaugen der Luft im Gefäss macht die Flüssigkeit in m, eine auf- und niedergehende Bewegung. Diese ist nicht zu umgehen. Bei einem kurzen und kleinen Pumpenschlag ist diese Bewegung so gering, dass sie nicht hinderlich wirkt. Ferner kann man immer den Motor anhalten, um sich davon zu überzeugen, ob das Manometer tatsäch- lich auf dem Nullpunkte steht. Der ganze Apparat ist im Innern eines kupfernen Rahmens befestigt. Dieser passt genau in einen Glastrog, (Inhalt ca. 45 [.), der als Wasserthermostat dient. Durch elektrische Heizung ist es môglich, die Temperatur des Wassers bis auf 0.03° C. konstant zu halten. Die Temperaturschwan- kungen im Apparat selbst sind noch geringer als die im Thermostaten. Daher kônnen diesbezügliche Korrekturen ausser acht bleiben. 119 Ist der Apparat unter Wasser, so kann bequem unter- sucht werden, ob das Ganze vollkommen luftdicht ist. Zu diesem Zwecke pumpt man durch k, Luft in den Apparat und sieht zu, ob irgendwo Blasen aufsteigen. Wenn die Verbindungen mit Vacuumschlauch gemacht sind und die Glasrôhren mit ihren Enden zusammenstossen, kommen Undichtigkeiten nicht vor. 2. Beschreibung der Unterteile. a. Die Saugdruckpumpe. (Fig. 2). Eine luftdichte Pumpe, die lange Zeit ununterbrochen arbeitet und eine hinreichende Kapazität besitzt, ist einfach ineinanderzusetzen. Die Glasrôhren i und uw sind miteinander durch einen kräftigen Kautschukschlauch p verbunden (ca. 15 cm. lang und 2,5 cm. Durchmesser). Jede der Rôhren i und u ist mit einem Ventil versehen. Dieses besteht aus einem Stückchen Gummischlauch 1 (1 cm. lang). Darin befindet sich das eine Ende eines Ventilschlauches 2 (ca. 3 cm. lang), mit Solution aus Gummi gekittet. Das andere Ende des Ventil- schlauches ist bei 3 mit einem Faden gut verschlossen, während in den Ventilschlauch ein gerader Längsschnitt 4 gemacht ist, dessen Schnittflächen (wenn nicht gepumpt wird) gegeneinanderliegend schliessen. Um einem späteren Aneinanderkleben zuvorzukommen, werden die Schnittflächen mit Talk bestrichen. Die Glas- rôhren i und u sind in dem Kautschukschlauch p eingeklemmt. 120 Auch die Vacuumschläuche 1 müssen luftdicht schliessen. Wie die Pumpe wirkt, wenn der Hammer h daraufschlägt, ergibt sich sofort aus der Figur. b. Das Atmungsgefäss. (Fig. 3). fvi Nos LORS ER Den. C5 ESS 121 Genau so wie in den Kuyperschen Untersuchungen wird auch hier von einem zylinderfôrmigen kupfernen Gefäss Gebrauch gemacht. Die zu untersuchenden Keimlinge liegen auf den Ebonitplatten f, die an der Achse à, befestigt sind. In jeder Platte £ sind Lôcher so angebracht, dass die Pisum sativum-Samen nicht durchfallen kônnen. Auf die Platten f, wird feuchte Watte gelegt, worauf die Würzelchen ruhen. Dadurch kann kein Wassermangel eintreten. Die Achse a, läuft nach oben kegelfôrmig auseinander und ist an ihrem Ende mit 4 Zähnen fa versehen. Diese passen genau zwischen 4 Zähnen fa;, welche sich am untern Ende einer gleich starken Achse a, befinden. Die Stahlachse a, geht durch eine Kupferbüchse k (an den Deckel gelôtet), worin sie passend schliesst und doch leicht drehbar ist. Um k sitztein Glaszylinder g. Dieser ist unten durch einen Gummiring r geschlossen. Wo die Achse a, oben endigt, ist sie in eine kupferne Rôhre k, eingeklemmt. Daran ist nach unten ein hohler Metall- zylinder c befestigt und oben die Rolle sn. Durch das Ol in g ist die Achse luftdicht abgeschlossen und ist eine Undichtigkeit nicht môglich, da im Gefäss niemals grosse Druckunterschiede entstehen. In der Mitte des abnehmbaren Bodens b befindet sich eine Hôhlung, worin die Achse frei dreht. Wird nun durch einen Motor die Rolle sn langsam in Bewegung gesetzt, so wird a, mittels der Zähne fa, und fa diese Bewegung auf a, übertragen. Hierdurch wird erreicht, dass die zirkulierende Luft sich gleichmässig im ganzen Atmungsgefäss verteilt und dass die Keimlinge andauernd frische Luft erhalten. Die Not- wengigkeit, ein zylinderfôrmiges Atmungsgefäss (15 cM. Durchmesser, 20 cM. hoch) zu ventilieren, ergab sich deutlich durch eine der vielen Kontrollreihen. Bei einer konstanten Temperatur von 20° C. war durch die O,-Aufnahme in 50 Minuten ein Manometerstand von 4 cM. entstanden. In den darauffolgenden 10 Minuten 122 wurde schneller zirkuliert, mit. dem Ergebnis, dass das Manometer in dieser Zeit noch eben soviel stieg wie in den vorhergehenden 50 Minuten. Dafür konnte keine andere Erklärung gefunden werden als die Annahme, dass im Gefäss CO,-Anhäufung stattfand. Diese konnte dadurch entstehen, dass die bei vi eintretende Luft sich auf dem kürzesten und einfachsten Wege nach dem Ausgangspunkt vu begab und hierbei nur einen Teil von der gebildeten CO, mitnahm. Verschwindet jetzt durch schnellere Zirkulation ein Teil der angehäuften CO,, so war eine plôtzliche grôssere Steigung des Mano- meters hierdurch zu erklären. Sobald durch eine langsam drehende Bewegung der atmenden Objekte jede CO, Anhäufung im Gefäss ausgeschlossen wurde, war auch in der Tat keine anormale Manometersteigung mehr festzustellen. Es braucht nicht näher betont zu werden, dass nicht nur wegen der Zuführung und Messung des Sauerstoffes, sondern auch aus anderen Gründen, die bei der Atmung entstandene CO, sofort weggeführt werden muss. Bei einer CO,-Anhäufung im Gefäss ist natürlich eine volume- trische Bestimmung der verschwundenen O,-Menge nicht mehr môglich. Zudem gerät dann ein Teil der Pflanzen in eine CO,-reiche Atmosphäre und durch das Fehlen von O, wird bald anaerobe Atmung auftreten. Es scheint mir, dass bei den Atmungsapparaten nach dem Pfefferschen und Detmerschen Schema (also auch bei dem von Kuyper gebrauchten), wenig oder gar nicht der Fehler beachtet ist, der begangen wird, wenn in einem solchen Gefäss nicht für eine vollkommene Dmrch- lüftung gesorgt wird. Der abnehmbare Boden b ist mit einem eingeschittenen Rande versehen, worin ein Gummiring liegt. Der drehbare Bügel be hat in der Mitte eine Schraube s, die, hoch- gedreht, gegen ve drückt und so den Unterrand des Ge- 123 fässes schliessend, in den mit Gummiring versehenen Ein- schnitt gepresst wird. Im Deckel des Gefässes ist ausser einer Offnung o für die Sauerstoffzuleitung auch ein durchbohrter Gummi- propfen eingelassen, worin das Thermometer th steckt. c. Fig. 4 gibt die Form der Trocken- und Kon- trollrôhren an. Das Füllen geschieht durch Hahn 1, das Leeren und Reinigen durch Hahn 2. d. Die Absorptionsrôühren sind an einem kupfer- nen Rahmen befestigt (Fig. 5). Will man die Tem- peratur im Thermostaten konstant erhalten, so darf dieser nicht beliebig gross gemacht werden. Deswegen sind gerade Absorptionsrôhren (25 cm. lang, 3 cm. Weite) besser zu verwenden als Pettenkofersche oder Winklersche. Wenn man zur CO.-Absorption Barytwasser wählt (21 gr. Barymhydroxyde plus 3 gr. Chlorbarium auf 1 1. Wasser), so ist die Absorption erst vollständig, wenn die Luft durch 3 solcher Rôhren (jede Fig. 4 100 ccm. Lauge enthaltend) geht. Jeder Rahmen mit 6 Rôhren ist also nur für zwei Untersuchungen zu gebrauchen. Die Rôhren endigen unten in offenen Rôhrchen, die mit Gummistôpseln geschlossen werden kônnen. Oben werden die Rôhren mit Gummipropfen, die 3 cm. dick sind, ge- schlossen. In jedem dieser Propfen sind drei Lôcher. Zwei für die Ein- und Auslassrôhren, während das dritte zum Füllen dient und mit einem massiven Glasstäbchen gedichtet ist. Die Verbindung der Rôhren untereinander ist mittels Vacuumschlauches hergestellt. Weder von einem Diffundieren von CO, aus dem Wasser des Thermostaten durch die Schlauchverbindungen und Propfen nach dem Innern, noch von einer O,-Aufnahme durch das Gummi hindurch konnte etwas bemerkt werden. 124 Fig. 5. Vorversuche, die 24 Stunden dauerten, gaben bei Tem- peraturen zwischen 20° und 30° C. keine messbare Titer- veränderung der Lauge, während das Manometer m, in dieser Zeit auf dem Nullpunkt blieb. e. Zuführung des Sauerstoffes und dessen Messung. Um die Beschwerden der Ozon-Bildung zu beseitigen, ist für die Elektrolyse eine 10%, NaOH-Lôsung besser brauchbar als verdünnte Schwefelsäure. 125 In Fig. 6 ist C ein Glaszylinder mit Natronlauge, worin sich die Platinelektroden p, und p, befinden. Rp: | Mittels dünner Platindrähte sind diese Elektroden ent- sprechend in den Glasrôhren 1 und 2 durch Einschmelzen festgesetzt. Die Rühren 1 und 2 stecken durch Kautschuk- propfen, die gut schliessen in den weiteren Rôhren w und 120 z (nach unten offen), welche mit Quecksilber gefüllt sind. Mit Hilfe eines Widerstandes we ist die Stromstärke so zu regeln, dass die [Intensität der Flektrolyse eine bestimmte Grôsse erreichen kann. Hierdurch ist es môglich die Sauer- stoffentwicklung, die in der Rôhre z an der Elektrode p, stattfindet im Gleichgewicht zu halten mit dem O,-Ver- brauch bei der Atmung. Als Widerstand we funktionniert zu diesem Zwecke aus- gezeichnet ein Glasgefäss mit Leitungswasser. Darin befinden sich die Elektroden w, und z,. An einem Stativ befestigt ist w,. Dieses lässt sich an einem schräggestellten Brette vorbei verschieben. Hierdurch wird der Abstand w,-z, vergrôssert oder verkleinert und die Elektrode w, reicht mehr oder weniger tief ins Wasser. Der in z gebildete O, steht in offener Verbindung mit dem Manometer m, und dem Atmungsgefäss. Die Rôhre z ist eigentlich auch ein Manometer, worin die Lauge eben so hoch wie in C steht, solange gerade soviel O, entwickelt wird als im Apparat verschwindet. m, ist jedoch notwendig um, wie schon oben Ms als Kontrolle für Ozon zu dienen. Zum Auffangen des Wasserstoffes, der an der Elektrode p. in der Rôhre w frei kommt, dient die Bürette bu. An dieser sind Ablesungen bis auf 0.1 ccm môglich. Diese Bürette endigt oben in einer umgebogenen Glassôhre 3, die mit einem Glasshahn k versehen ist. Unten hat die Bürette eine enge Offnung, während dicht dabei an der Seite eine Rôhre angebracht ist, zwecks Verbindung mit der Rôhre w. Wenn die Bürette so gestellt wird, dass die untere Offnung sich eben unter dem Niveau des Thermo- statenwassers befindet, ist es nicht môglich, dass beim Auslaufen von Wasser, Luft in die Bürette nach oben dringt. Das Füllen der Bürette mit Wasser aus dem Thermo- staten geschieht dadurch, dass man k; schliesst und k ôffnet. Dabei wird an der Rôhre 3 gesogen. l27 - Wird nach der Füllung k geschlossen und ist k, geüffnet, so kann nur dann Wasser aus der Bürette treten, wenn in w Wasserstoff gebildet wird, welcher in Blasenform in der gefüllten Bürette aufsteigt. Zur Bildung der ersten Wasserstottblasen in der Bürette ist ein kleiner Überdruck erforderlich. Dies wird angezeigt durch ein Sinken der Flüssigkeit in der Rôhre w. Dieser Überdruck, der während des Leerlaufens der Bürette kon- stant bleibt, muss vor Beobachtungsbeginn vorhanden sein, _da sonst die erste Ablesung zu klein sein würde. Diesen Fehler kann man dadurch.umgehen, dass man einige Miruten vor Beginn des Versuches — wenn der Apparat noch ventilierend wirkt — mit der Elektrolyse beginnt, bis die ersten Blasen in der Bürette aufsteigen. Für den Fall, dass während eines Versuches, die Bürette mehrere Male gefüllt werden muss, geschieht das Aufsaugen des Wassers langsam und gleichmässig, damit kein Wasserstoff, der sich zwischen der Bürette und k, befindet, mitgesogen wird. Wird vorsichtig Wasser in die Bürette gesogen, so bleibt der einmal hergestellte Überdruck in w erhalten. Ein anderer Fehler entsteht dadurch, dass man die Bürette den Temperaturschwankungen des Arbeitslokals aussetzt. Man erhält dann nicht nur in w, sondern auch in z und m, ein Steigen oder Fallen, was keine Folge der Sauerstoff- aufnahme ist. Dem ist abzuhelfen, indem man die Bürette ebenfalls auf einer konstanten Temperatur hält, was man auf folgende Weise erreicht: Mittels einer Metall-Saugdruckpumpe zp, Nr auch an dem kupfernen Rahmen befestigt ist, woran das Ganze sitzt), wird Wasser aus dem Thermostaten mit grosser Schnelligkeit in einen weiten Glaszylinder wa hochgepumpt, in welchem sich die Bürette befindet. Das Wasser kommt von unten in wa und wird oben durch die Rôhre af wieder in den Thermostaten geleitet. Sogar bei hohen Tempera- turen (50°, 55° C.) ist in dieser Weise die Temperatur 128 in der Bürette gleich der des Thermostaten zu halten. f. Heizung und Wärmeregulierung stimmen im CUQUOUOU N ALAN N j D —— ui Zu F4 AR AREA Se Fig..7. 129 Prinzip überein mit jenen, die von Rutgers!) und Cohen Stuart”) beschrieben worden sind. Der Heizungsapparat v (Fig. 7) besteht aus einer kupfernen Büchse, die mittels eines Metallrohres, aus dem Wasser ragt. In v befindet sich Paraffinôl. Dieses wird durch einen Nickelchromdraht, der um ein Stück Glimmer gewunden ist, elektrisch erwärmt. Thermoregulator f, Rührapparat r und vw stehen dicht TN ii O Fig 6: 1) Rutgers. A. À. L. Recueil des travaux botaniques néerlandais, Vol. IX, 1912, pag. 1. 3) Cohen Stuart. Recueil des travaux botaniques néerlandais, Vol. XIX, Livraison 2, 1922. 130 neben einander in einem offenen Glaszylinder c der auf Füssen mitten im Thermostaten g gestellt ist. Der Thermo- regulator ist, um jeden Einfluss von Erschütterungen auf das Quecksilber zu vermeiden, nach der Moll-Methode mittels Stahlfeder an der Decke des Zimmers befestigt. Fig. 8 gibt eine Totalansicht des Apparates. (Ziffern und Buchstaben wie in Fig. 1). Die hier beschriebene Methode bietet, was die CO, - bestimmung anbetrifft, nichts Neues an. Gewähit ist die einfache und immer noch bewährte Barytmethode, die ich hier nicht näher zu beschreiben brauche. !) Als Folge der Einreihung in ein geschlossenes System erlitten die ver- schiedenen Unterteile Umgestaltungen, die jedoch an der Methode im wesentlichen nichts änderten. Was die Frage der Sauerstoffbestimmung angeht, welche immer mehrere Schwierigkeiten bot, konnte eine befriedi- gende Auflôsung gegeben werden, die, verglichen mit den bestehenden Methoden, ‘) die folgenden Vorteile und Verein- fachung darbietet: a. Das Auftreten von Druck-und Sauerstoffgehaltver- minderung im Apparat wird auf ein Minimum reduziert. b. An Stelle des verbrauchten O, tritt sofort, ohne erst ein Sperrventil zu passieren, reiner O.,, was zu kon- trollieren ist. c. Eine Sauerstoffbombe oder ein anderes Reservoir braucht man nicht mehr. (Wie bekannt ist, erhält man aus den käuflichen Sauerstofbomben keinen reinen Sauerstoff. Auch ist das Füllen eines Reservoirs mit reinem Sauerstoff nicht so leicht auszuführen). Der Apparat ist von Herrn P. À. de Bouter, Insti- tutsmechaniker am Botanischen Laboratorium zu Utrecht, 1) Siehe: Detmer. Pflanzenphysiol. Praktic. 1912. S. 161. 2) » : Krogh. The respiration exchange of animals and man. Longmans, Green and Co., London, 1916. 131 angefertigt worden. Grossen Dank schulde ich ihm, nicht nur für die Art und Weise, womit er sich seiner Aufgabe erledigte, sondern auch für verschiedene sinnreiche Ver- besserungen. B. Anaerobe Atmung. Für die Bestimmung der CO,-Produktion bei Sauerstoff- abschluss findet man in der botanischen Literatur zweierlei Methoden angegeben. Entweder sperrt man die Versuchsobjekte in einen geschlossenen sauerstofffreien Raum ein und bestimmt die gebildete CO,-Menge volumetrisch, oder man leitet durch den Apparat über die Pflanzen einen sauerstofffreien Gasstrom, meist Wasserstoff, und absorbiert die gebildete CO, mittels einer Lauge. Apparate nach der ersten Methode wurden schon von Môller !)und Chudiako w *) konstruiert. Beide Verfasser kamen zu dem Ergebnis, dass die volumetrische Methode für das Studium der anaeroben Gasausscheidung nicht zu empfehlen wäre, weil CO, absorbiert wurde von den Versuchsobjekten und vom Wasser im Apparat. Später stellten Godlewski und Polzeniusz*) einen neuen ÂÀApparat nach demselben Prinzip her und meinten, es sei genügend nur eine Korrektur für die CO,-Menge anzubringen, welche im Wasser des Apparats gelôst bleibt. Es muss aber hier, wie aus der nachstehenden Erfahrung deutlich hervorgeht, gewarnt werden für den Gebrauch der volumetrischen CO,-Bestimmung bei der anaeroben Atmung, weil damit unkontrollierbare Fehler entstehen. 1) Môller. H. Über Pflanzenatmung. Ber. der deutsch. bot. Ges. Bd.,2, 18845. 306. ? Chudiakow. N. v. Beiträge zur Kenntnis der intramol. Atmung. Landw. Jahrb. Bd. 23, 1894. S. 333. 3) Godlewski. E. und Polzeniusz. Bull. intern. d. l'acad. d. sc. de Cracovie, 1901. S. 267. 132 Im Apparat Fig. 1 wurden folgende Ânderungen vor- genommen. In die Waschflaschen d, und c wurde eine alkalische Pyrogallollôsung ! gebracht und die Elektroden in Z mit einander gewechselt. Bei Zirkulation der Luft im geschlos- senen System fand also in d, und c Sauerstoffbindung statt, während die produzierte Kohlensäure in b,, b, und b, vollständig absorbiert wurde. Zugleich wurde von der Elektrode in Z soviel Wasserstoff zugeführt, als die Menge des O, betrug, welche in die Pyrogallollôsung verschwand. Wenn die Flüssigkeit im geschlossenen Schenkel des Manometers m, nicht weiter steigen würde, so wäre das ein sicherer Beweis dafür, dass kein O, mehr absorbiert wurde. Dieser Zustand konnte nach einer Zirkulation von neun Stunden erreicht werden. Von jetzt an musste selbstver- ständlich die Flüssigkeit in m, auch auf dem Nullpunkt stehen bleiben, wenn sich Temperatur und Barometerdruck nicht änderten. Die Erfahrungen waren aber ganz andere. Die Temperatur blieb bis auf 0.03° C. konstant und der Barometerdruck war einige Millimeter niedriger geworden. Im geschlossenen Schenkel des Manometers m, fiel aber allmählich die Flüssig- keit während 10 Stunden. Es lag auf der Hand hieraus zu foigern, dass nicht nur Kohlensäure, sondern auch etwas anderes in Gasform aus den Pflanzen entwich. An erster Stelle kônnte man an Alkoholdämpfe denken, und diese Vermutung wurde folgenderweise bestätigt. Nachdem in einem zweiten Versuch ohne Pflanzen nach zehn Stunden die O.-Absorption beendet war, wurden einige Tropfen Alkohol (750/) auf die feuchte Watte gebracht, welche sich im Atmungsgefäss befand. Die 1) Siehe: Treadwell. F. P. Kurzes Lehrbuch der analytischen Chemie Bd. 11, 1922. S. 666. Eine Pyrogalloll’sung von der dort angegebenen Konzentration ent- wickelt kein Kohlenmonoxyd. 133 Flüssigkeit im geschlossenen Schenkel des Manometers m, fiel nun innerhalb fünf Minuten bis auf denselben Punkt, wie im ersten Versuch. Hieraus geht also hervor, dass wahrscheinlich bei Sauerstoffabschluss der abgeschlossene Raum sich nach und nach mit Alkoholdampf sättigt. Wie sind nun die Verhältnisse im Apparat von God- lewski und Polzeniusz?!) Dieser besteht im wesentlichen aus einem konischen Kolben, an dem ein Manometer befestigt ist. Die ausge- schiedenen CO,-Mengen berechneten diese Autoren aus dem Fallen des Manometers. Es braucht, wie aus dem Obigen hervorgeht, nicht weiter betont zu werden, dass dieser Manometerfall in ihren Versuchen nicht nur die Folge der CO, Produktion war, sondern auch durch die Sättigung mit Alkoholdampf verursacht werden konnte. Eine Korrek- tur hierfür anzubringen ist nicht môglich; denn man weiss nicht, wie dieser Dampf sich in den aufeinanderfolgenden Zeiteinheiten gebildet hat. Für unsere Versuche musste also die zweite Methode gewählt werden. Der von uns benutzte Apparat sieht in den Hauptzügen dem Pfefferschen *) sehr ähnlich und läuft darauf hinaus, einen sauerstofffreien Wasserstoffstrom über die Pflanzen zu leiten, und die mitgenommene Kohlen- säure im Barytwasser zu ermitteln. Fig. 9. gibt ein Bild der Aufstellung. Im Thermostaten th befinden sich die Atmungsgefässe a und b genau nach denselben Angaben, wie oben beschrieben, Der Wasserstoff wird im Kippschen Apparat 1 aus Zink pro Analyse und chemisch reinem HCI (201/;) gebildet. (Merck, Darmstadt). Dieses Gas geht durch einige Wasch- flaschen, die respektive KOH.-, Kaliumpermanganat und alka- lische Pyrogallollüsung (2, 3 und 4) enthalten. Das so gereinigte 1) Godlewski und Polzeniusz, L c. 2) Pfeffer. W. Über intramol. Atmung. Unters. aus dem bot. Inst. Tübingen. Band 1, 1885. S. 636. Ci 135 Gas passiert darauf eine elektrische Glühlampe e, um dann von oben ins Atmungsgefäss a zu treten. Die aus dem Gefäss a mitgeführte CO, wird in 5 getrocknet und in der Petten- koferschen Rôhre 6, worin sich 100 ccm Barytwasser befinden, gebunden. Das Barytwasser in der U-Rôhre 7 dient zur Kontrolle. In das Gefäss b kommt Luft, die erst durch einige Wasch- flaschen, mit respektive KOH- (8 und 9) und Kaliumperman- ganatlôsung (10) geleitet worden ist, um CO, -frei und weiter gereinigt zu werden. Um einen gleichmässigen Gas-, resp. Luftstrom, durch die Atmungsgefässe zu leiten, wird an den Hahn der Wasserleitung folgende Vorrichtung ange- bracht, die besser funktionniert als alle Aspiratoren, die bisher in Gebrauch gewesen sind. Fig. 10 veranschaulicht diese einfache Vorrichtung. Fig. 10. 136 In das Becherglas 2 (mit einem Überlauf versehen) fliesst Wasser aus der Wasserleitung 1. In 2 befindet sich ein Heber 3. An diesen ist ein Seitenstück 4 angebracht worden, welches mit der Kontrollrühre 7 (Fig. 9) durch einen Kaut- schukschlauch verbunden ist. Durch einen Quetschhahn 5. kann man den Schlauch mehr oder weniger abschliessen. Um ein konstantes Saugen durch den Apparat zu erzielen, verfährt man in folgender Weise: Hahn 1 wird geôüffnet, Hahn 5 geschlossen und am langen Schenkel des Hebers 3 gesogen, wodurch das Wasser aus 2 in den Abguss gehoben wird. Offnet man nun Hahn 5 ein wenig, so werden sehr regelmässig Luft- blasen aus 4 durch das abfliessende Wasser in 3 mitgerissen. Es muss natürlich immer mehr Wasser aus 1 zufliessen, als durch 3 abgeführt wird, sodass die Entfernung des Wasserniveaus in 2 und das untere Ende des langen Schenkels von 3 ständig konstant ist. Von diesem Abstand ist die Saugkraft dieser Einrichtung abhängig. Mittels des Quetschhahnes 5 sind Schnelligkeit und An- zahl der Blasen in den Pettenkoferschen Rôhren genau zu regulieren. Der Kippsche Apparat lieferte ca. 61. Wasserstoffgas pro Stunde. Um die Salzsäure regelmässig erneuern zu kônnen, ohne dass Luft in den Apparat tritt, ist am Fuss desselben ein Glashahn angebracht. Bei längeren Versuchen muss man dafür Sorge tragen, dass sich genügend Zink im Apparat befindet. 1 Kg. Zink langt reichlich für 6 Tage. Während eines Versuchs ist jede Zinkfüllung zu unterlassen; denn eingetretene Sauer- stoffmengen sind in den ersten Stunden nicht aus dem Apparat zu entfernen. Ich habe keine Methode finden kônnen zum Nachweis, dass der gebildete Wasserstof wirklich und absolut sauerstofffrei ist. Von dem hier gebrauchten Gas kann mit aller Sicherheit das Folgende gesagt werden: 157 1. dass es, durch eine Phosphorflasche geleitet, in einigen Minuten das Phosphorleuchten auslôschte. 2. Dass die etwaigen Spuren Sauerstoff nicht hinreichend waren, um den glühenden Draht eines elektrischen Lämp- chens zum Durchbrennen zu bringen. 3. dass die Atmung einer streng aeroben Bakterienkultur in diesem Gas nach einigen Stunden vollständig aufhôrte. Es darf deshalb wohl angenommen werden, dass der in unseren Versuchen gebrauchte Wasserstoff physiolo- gisch sauerstofffrei war. Die Titration des Barytwassers ist mit _ n. HCI-Lô- sung ausgeführt. Als Indikator diente eine alkoholische Phenolphtaleinlôsung. Versuche, bei denen der Wasserstoff elektrolytisch ge- bildet wurde ergaben, dass bei heftiger Elektrolyse auch Sauerstoffspuren nach der Wasserstoffelektrode hin diffun- dieren, und man in dieser Weise keinen sauerstofffreien Wasserstoff bekommt. Zugleich entstand bei dieser Elek- trolyse eine derartige Wärmeentwicklung, dass die Flüs- sigkeit bald zu sieden begann, und ein Kühlapparat ange- bracht werden musste. Auch vom Benutzen einer Stickstofbombe musste ab- gesehen werden. Wie bekannt ist, besitzt dieses Gas in den käuflichen Bomben noch einige ?/, Sauerstoff. Es gelang uns nicht diesen Stickstoff sauerstofffrei zu machen; denn das Leuchten vom Phosphor hôürte nicht auf, nachdem dieses Gas mehrere Waschflaschen mit einer alkalischen Pyrogallollôsung passiert hatte und danach noch durch eine Rôhre mit glühenden kupfernen Drehspänen geleitet worden war. Dass der von uns gebrauchte Wasserstoff keinen schäd- lichen Einfluss auf die Keimlinge ausübte, zeigte sich fol- gendermassen. Fünfzig trockne Samen auf feuchte Watte gelegt, bildeten 138 bei 25° C. in 2 mal 24 Stunden 141.6 ccm. CO... Diese Samen befanden sich in einem Gasgemisch, das dadurch erhalten wurde, dass man den Sauerstoff der Luft absorbierte und an Stelle des O.,, Wasserstoff setzte (siehe Seite 132). Das Gasgemisch enthielt also hôchstens 20 0/, Wasserstoff. Ein zweiter Versuch mit 50 Samen wurde bei der gleichen Temperatur und während derselben Zeit in reinem Wasserstoff angestellt. Die ausgeschiedene CO, betrug jetzt 143.6 ccm. Aus diesem geringen Unterschied der produzierten CO,-Mengen, darf wohl gefolgert werden, dass der Wasserstoff als solcher keinen merkbaren Ein- fluss auf die CO,-Ausscheidung bei der anaeroben Atmung ausübt. Wäre dies der Fall, so hätten in den 48 Stunden die Keimlinge in reinem Wasserstoff auch sehr wahrschein- lich ein ganz anderes Bild der CO,-Ausscheidung geben müssen, als in einem Gasgemisch mit 20 0/, Wasserstoff. Ebenso wie in den Versuchen über normale Atmung, wurde die Temperatur, von 20° C. an und hôher, bis auf 0.03° C. konstant gehalten. Für die Beobachtungen bei 10° C. mussten fortwährend Eïisstückchen in den Ther- mostaten gebracht werden. Die Schwankungen betrugen bei dieser Temperatur 0.1° C. Eire konstante Temperatur von 0° C. erhielt man durch ein Gemenge von schmelzendem Eis und Salz. DEREFTFER AXBSCHNEET, Material und Vorbehandlung. Da von den meisten Forschern zum Studium des Atmungs- prozesses u. a. auch keimende Samen von Pisum sativum gebraucht wurden und besonders auch um einen direkten Vergleich mit den Kuyperschen') Resultaten machen zu kônnen, habe ich für alle meine Versuche eine selbe Partie Erbsen genommen von der Varietät ,Kaapsche groenen'. Kuyper gebrauchte Keimpflanzen, die er dadurch er- hielt, dass er die Samen erst 24 Stunden in Wasser legte und sie dann zwei Tage in feuchten Sägespänen keimen liess, bei einer Temperatur die zwischen 19° und 23° C. schwankte. Ich dagegen habe von einer vier und zwanzigstündigen Quellung bald absehen müssen, da hierdurch unerwünschte Bedingungen gegeben wurden. Oft war deutlich zu riechen, dass Samen, die 24 Stunden in Wasser gelegen hatten, bereits zur Alkoholbildung übergegangen waren. Auch war dann zu bemerken, dass das Wasser sich getrübt hatte. Ich habe erfahren, dass bei normaler Temperatur bereits innerhalb zwei Stunden nach der Wasseraufnahme, die Samen auch messbare O,-Mengen aufnehmen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass Samen, die man 24 Stunden in Wasser lässt (und môgen sie auch z. B. in einer weiten Glasschale 1) Kuyper. L c. 140 liegen) bald an O,-Mangel leiden, wodurch anaerobiontische Prozesse eingeleitet werden. Die Quellungsperiode wurde deshalb auf 12 Stunden zurückgeführt. Nach dieser Zeit ist bei Zimmertemperatur (ca. 20° C.) die Wasseraufnahme noch nicht ganz beendigt. Von diesen gequollenen Samen wurden nun 150 ausge- wählt, die augenscheinlich eben weit waren, was die Wasseraufnahme anbetrifft. Diese wurden in feuchte Säge- späne gelegt, wo sie 2 X 24 Stundern keimten. Im Mlittel hatten dann die Wurzeln eine Länge von ca. 1 cm. erreicht. Aus diesen Keimlingen wurden nun 50 coder 75 mit môglichst gleicher Wurzellänge ausgesucht. Die kamen nun in den Apparat und blieben dort während der Nacht bei 25° C. In dieser Zeit wirkte bis zum folgenden Morgen der Apparat ventilierend. Es lag kein einziger Grund vor, um während der Nacht die Temperatur nicht auf 25° C. zu halten, da, wie sich aus fünftägigen Versuchen ergeben hatte, eine Temperatur von 25° C. gar keinen schädlichen Einfluss auf die Keim- pflanzen ausübte, sondern im Gegenteil als eine sehr günstige angesehen werden musste. Nach der nächtlichen Ventilation bei 25° C. hatten die Keimiinge am andern Morgen eine Wurzellänge von ca. 2 cm. Ein weiteres Aussuchen gleicher Exemplare wäre verlorene Mühe, denn, angenommen, dass man morgens um 8 Uhr aus diesen 50 z. B. nochmals 20 aussuchte mit einer Wurzellänge von 2 cm., dann würden sie doch 4 bis 6 Stunden später nicht mehr gleich lang sein. Vorausgesetzt, dass die Wurzellänge ein guter Massstab sei um gleich entwickelte Exemplare zu bestimmen, so kann doch keine Rede davon sein, dass man lediglich auf das Aussehen hin, Keimpflanzen aussuchen kann, welche sich später gleichmässig weiter entwickeln sollen. Man darf jedoch wohl erwarten, dass das Arbeiten mit 50 bis 75 Exemplaren schliesslich doch zu einem Mittelwerte führen wird. 141 Der Verlauf der CO,-Kurven mit den so vorbehandelten Keimpflanzen zeigte eine solche Àhnlichkeit mit den Kuy- perschen Resultaten, dass hieraus wohl abgeleitet werden darf, dass die Keimpflanzen in diesen Versuchen sich auch in einem gjleichartigen Entwicklungsstadium befanden. In Untersuchungen, wobei die Keimpflanzen noch jünger waren (20 Stunden gekeimt), wurden die Samen zuerst 9 Stunden in Wasser von 25° C. gequollen und blieben dann über Nacht (11 Stunden) im Apparat auf 25° C. Hier waren also die äusseren Verhältnisse viel gleichmässiger. Statt in den Apparat eine Wasserschale zu bringen, wurden die Keimlinge so auf Ebonitplatten gelegt, dass die Wür- zelchen auf feuchter Watte ruhten. Da die Frage der Wasserversorgung von so grosser Wich- tigkeit ist, wenn man mit Keimlingen arbeitet, hielt ich dieses Verfahren für die beste Lôsung. Wie bereits gesagt worden ist, ergibt sich ein grosses Zeitersparnis, wenn die Keimlinge abends in den Apparat gebracht werden; denn am andern Morgen kônnen sofort die Versuche beginnen. Es ist jedoch noch ein anderer Vorteil an der langen Vorperiode im Apparat verbunden. Dieser besteht hauptsächlich darin, dass man während dieser Periode eine längere Zeit die ganz neuen Umstände auf die Keimlinge einwirken läszt. Es ist wohl nicht anzunehmen, dass Keimlinge, die man aus feuchten Sägespänen holt, danach mit Wasser abspült und endlich nach mehreren Manipulationen in einen Apparat bringt, keinem einzigen Einfluss von dem plôtzlichen Über- gang in vüllig veränderte äusseren Verhältnisse unterliegen würden. So teilt Kuyper !) z. B. mit, dass bei 20° und 30° C. die Objekte bereits nach zehn bis zwülf Minuten diese Temperatur angenommen bhatten, aber dass dennoch eine 1) Kuyper, L c. 142 Stunde gewartet werden musste, ehe mit den Beobachtungen angefangen werden konnte, da sonst zu niedrige CO, -Werte gefunden wurden. Nach ihm ist es môglich, dass bei dieser Temperatur, die CO;-Produktion nicht sofort auf der Hôhe war, die mit diesem Wärmegrad übereinstimmte. Wabhrscheinlich muss die Erklärung dieser Erscheinung darin gesucht werden, dass die Pflanzen, welche in so mancherlei Hinsicht plôtzlich in eine ganz andere Lage versetzt wurden, eine längere Weile brauchten, um ein neues Gleichgewicht herzustellen, Bei den Versuchen, die mit trocknen Samen begannen, wurden die Ebonitplatten erst mit feuchter Watte bedeckt, worauf die Samen zu liegen kamen. Nhatürlich findet in diesem Falle die Wasseraufnahme viel langsamer statt, als wenn die Samen ganz mit Wasser oder mit feuchten Sägespänen umgeben sind. Bei der anaeroben Atmung wurde von der Methode, den Apparat O,-frei zu machen, wie Pfeffer, !) Am m,*) Chudiakow “) und Stich‘) es taten, abgewichen. Pfeffer und Chudiakow evakuierten den Apparat mittels einer Wasserstrahiluftpumpe. Dann wurde Wasser- stof hindurchgeleitet, hiernach noch zwei bis dreimal evakuiert und wieder Wasserstoff hindurchgeführt. Der Sauerstoff im Apparat war nach diesen Autoren ,bis auf verschwindende Spuren” verdrängt. Wie dies festgestellt wurde, wird nicht angegeben. Amm hat schliesslich auf das Evakuieren verzichtet, weil hierdurch ,,sehr bedenkliche Stôrungen” verursacht wurden. Welcher Natur diese Stôrungen waren gibt er leider nicht näher an. Nach ihm war der Sauerstoff vollständig aus dem Apparat verschwunden, nachdem er eine halbe Stunde lang LMPferter, lc: 2} Amm. À. Jahrb. f. wiss. Bot. Bd. 15, 1893. S. 1. 3, Chudiakow, 1. c. 2 Stich. CG Flora, 1SO1S 145 einen kräftigen Wasserstoffstrom hindurchgeführt hatte. Diesbezüglich waren meine Erfahrungen anders. In einem Phosphorfläschchen, welches am Ende meines Apparates befestigt wurde, blieb der Phosphor noch sechs Stunden im Wasserstoffstrom leuchten. Erst nachdem sieben Stunden Wasserstoff durchgeleitet worden war, hôrte das Leuchten auf. Môglich ist, dass der Apparat von Amm wesentlich kleiner war als der meinige, und dass es wirklich richtig ist, dass er nach einer halben Stunde den gesamten O, vertrieben hatte. Aber dann musste er noch beweisen, dass in dieser kurzen Zeit auch aller Sauerstoff aus den Obijekten nach aussen hin diffundiert war, was natürlich sehr unwahrscheinlich ist. Wenn man nach Amms Methode arbeitet, läuft man immer Gefahr, dass die ersten Beobachtungen keine zuverlässigen Zahlen geben, da nämlich die dann gebildeten CO,-Mengen nicht nur vom »intramolecularen” Prozess herrühren, sondern dass der absorbierte O, auch noch verbraucht wurde. Gegen die Methoden von Pfeffer, Chudiakow, und Stich kann man dieselben Bedenken erheben, während hier noch obendrein die Môglichkeit besteht, dass das Evakuieren schädlich wirkt. Um die Beziehungen zwischen normaler und ,,intramole- cularer’” Atmung feststellen zu kônnen, handeln Pfeffer, Chudiakow und Stich folgendermassen : Zunächst wer- den einige Wahrnehmungen in Luft gemacht. Dann folgt das Evakuieren und Wasserstoffdurchleiten (wie lange dies dauert wird nicht angegeben.) Nun werden einige Versuche in der Wasserstoffatmo- sphäre genommen. Danach wird wieder evakuiert und Luft durchgesogen. Scheinbar wird der folgende Versuch in Luft direkt genommen. Man kann mit Recht an der Richtigkeit dieser Ergebnisse zweifeln. Man denke sich einige Keimlinge, die bis zum innersten Kern O,-frei gemacht worden sind, plôtzlich in 144 Luft gebracht. Es wird dann wenigstens mehrere Stunden dauern, ehe das O, bis zum Kern durchgedrungen ist, und man also wieder von einer normalen Atmung sprechen kann. Die angeführten Bedenken wurden nun in unseren Ver- suchen in folgender Weise beseitigt. Wiederum gingen die Keimlinge abends in den Apparat und blieben dort während der Nacht bei 25° C. in einem kontinuierlichen Wasserstoffstrom. Nun hatte man volle Sicherheit, dass sowohl der Apparat wie die Objekte am andern Morgen wirklich O,-frei waren. Das einzige Bedenken war, dass vielleicht während dieser Vorperiode bei 25° C. die CO,-Produktion wesentlich gesunken sein kônnte. Bei Pisum sativum war das jedoch nicht der Fall. Geht man von gequollenen Samen aus, so findet man bei 25° C. fünf Tage lang in aufeinanderfolgenden Zeiteinheiten un- gefähr eine konstante Menge ausgeschiedener CO;. Hieraus folgt, dass bei einer Vorperiode von 12 Stunden im Wasser- stoffstrom man mit einem Prozess zu tun hat, der tagelang konstant bleiben würde bei dieser Temperatur. Daraus ergibt sich eine feste Basis, die einen Vergleich mit hôheren und niederen Temperaturen gestattet. Ein Vergleich der ausgeschiedenen CO,-Menge in Wasser- stoff und in Luft an denselben Objekten ist nur dann richtig auszuführen, wenn man nach den Versuchen in Wasserstoff auch mindestens eine Periode von 12 Stunden in Luft folgen lässt, um dann die Wahrnehmungen in Luft zu beginnen. Solche Vergleiche haben wenig oder gar keinen Wert, denn man erhält dann CO.,-Mengen, die in Entwicklungsstadien gebildet wurden, welche wenigstens 24 Stunden aus einander liegen. Auch ergaben unsere Versuche, dass wahrscheinlich der Verlauf der CO.,-Abgabe bei normaler und anaerober Atmung nicht von denselben Faktoren abhängig ist. Für die Versuche in Wasserstoff durfte das Sterilisieren 145 der Samen unterbleiben, weil gezeigt werden konnte, dass die Bakterien, welche sich in dem hier gebrauchten Material entwickelten, streng aerob waren, und daher keinen Anteil an der CO,-Produktion im Wasserstoff nahmen. Auch bei den anderen Versuchen wurde absichtlich nicht sterilisiert, obwohl es sehr erwünscht bleibt, dass bei allen physiologischen Beobachtungen jede Entwicklung von Mikroorganismen vorgebeugt wird. Atmungsversuche in absolut sterilen Verhältnissen bringen eine Schwierigkeit experimenteller Art mit sich. Erstens müsste man sehr genau zeigen kônnen, dass das zur Sterili- sation gebrauchte Antiseptikum gar keinen schädlichen Einfluss auf die Samen ausüben würde. Und weiter sollte man besondere Vorrichtungen an den sterilisierten Atmungs- apparat angebracht haben, wodurch die steril gemachten Samen ins Atmungsgefäss kommen, ohne dabei an die Aussenluft gebracht zu werden, womit die Môglichkeit zu neuer Infektion gegeben sein dürfte. ) Die Ausführungen einer solchen Einrichtung konnte unterlassen werden, denn eine Behandlung der Samen mit einer Sublimatlôsung 1 pro Mille, zeigte sogleich die Un- brauchbarkeïit eines solchen Antiseptikums. Über das Sterilisieren von Samen werden in der bota- nischen Literatur sehr unzulängliche Angaben mitgeteilt. So berichtet Grafe!), dass er die trocknen Samen mit einer Sublimatlôsung 1 pro Mille, oder Bromlôsung abbürstet, während Godlewski und Polzeniusz*) sowohl mit einer 1/7, als 1°, Sublimatlôsung arbeiten. Nabokich*) lässt mehrere Stunden lang eine Brom- lôsung 2°/, auf die Samen einwirken, obwohl er einige Jahre früher ‘| zu dem Ergebnis gekommen war, dass die 1) Grafe. V. Ernährungsphysiologisches Prakt. Berlin, 1914, S. 314. ?) Godlewski und Polzeniusz, 1. c. 3 Nabokich. Landw. Jahrb. Bd. 38, 1909. S. 53. 4) ’ Ber. der deutsch. Bot. Ges. Bd. 21, 1903. S. 137. 146 Atmung keimender Samen, nach einer Behandlung während einer halben Stunde mit einer 1 °/,, Brom-oder Sublimat- lôsung, längere Zeit stimuliert wurde. TASB'E EME NT Date Ze tte SH eue Si 94 sas LES É É JMS Ü ÿ E 5 Juni7. | 11 Vorm.—9 Nachm. | 10 25.0°C./13.8| 9.6) 1.3| 0.9 » 7/8.| 9 Nachm.—11 Vorm. | 14 5 34,2 |,24 , 228 , & |11 Vorm.—10 Nachm. |11 so i55: 2124 , 8/9.| 10 Nachm.—8 Vorm. | 10 » 11 |63:6:|-26 46e 0 8—9 Vorm. 1 lee 8:2|.,2.88 2100 | 9—10 1.150.0 Ci]. =.) MR 101 1 noel 181 02H 212 1 , 9.6) 6.6| 9.6| 6.6 12—1 Nachm. 1 £ 8:4 | 1 — RO AIRES 1=27 laid à 6: 15: 414046 23 tn . 5.4| 5.4| 5.4| 5.4 3—4 En ‘ 3.8| 4.2| 3.8*| 4.2 46 2 : 7:81: 9.188001 627 1 : 6.6| 4.8| 6.6| 4.8 7—8 ] » |10.8| 4.8,10.8) 48 8—930 12h. 4,1. 0127261198 S0IRES » 9/10.19.30 Nachm.—8 Vorm. 10425.0° C.| — | — | — | — , A0: 8—9 1 5°. 148.2113.2118.2 1808 9210 1 st 119.28 2H l0= NI 1 , |20.4|14.4120.4|14.4 12 1 55.0C) — VE 12—1 Nachm. | 1 » 49.2 34.8 49.2 34.8 122 1 , |44.4/32.4)44.4)32.4 24 2 » |82.2164.8|41.1|32.4 147 Um festzustellen, ob eine Behandlung mit einer 1 ‘/,, Sublimatlôsung auch einigen Einfluss auf den Atmungsverlauf keimender Erbsen haben würde, wurde folgender Versuch angestellt. Von zwei Portionen von je 50 trocknen Erbsen, wurde die eine 1 infiziert mit dem Presssaft einer Anzahl keimender Samen, die 24 Stunden bei 45° C. verweilt hatten und daher eine heftige Bakterientätigkeit besassen. Die andere Portion 2 wurde 20 Minuten in einer 1 ‘/,, Sublimatlôsung gelegt und danach 5 Minuten in reinem Wasser ausge- waschen. In zwei Parallelversuchen mit diesen beiden Portionen ergab sich, dass die gebildeten CO,-Mengen bei einer Konstanten Temperatur von 25° C. stark voneinander abwichen. (Tabelle 1). | Während die erste Portion 1 46 Stunden lang eine fortdauernde Steigung der Atmungsintensität anzeigte, blieb die CO,-Ausscheidung der zweiten Portion 2 in den letzten 22 Stunden auf demselben Mittelwert. So war in der 465 Stunde die CO,-Agabe von 1 8.2 ccm. pro Stunde während 2 nur 2.8 ccm. produzierte. Es bestanden nun zwei Môglichkeiten um diesen grossen Unterschied zu erklären. Entweder verursachten die Bak- terien, welche in / im Übermass vorhanden waren, diese grosse CO,;-Produktion, oder die Behandlung mit Sublimat, war in 2 die Ursache der geringen CO,-Erzeugung. Um dies festzustellen, benutzte ich die Erfahrung, die sich in später zu besprechenden Versuchen ergeben hatte, und die Temperatur wurde auf 50° C. erhôht. Sowohl in 1 als auch in 2 stieg sogleich die CO,-Produktion, um dann in den folgenden Stunden stark zu fallen. Dies dauerte in beiden Experimenten sechs Stunden lang. Dann wurde ein Wendepunkt* erreicht, und die CO,-Abgabe steigerte sich aufs neue, und zwar in 1 wieder viel stärker als in 2. Da nun 50° C. für keimenden Samen unbedingt tôdlich ist, kann das Steigen von diesem Wendepunkt an, nicht ° 148 anders als von der Bakterienentwicklung herrühren, welche sich scheinbar bei 50° C. noch in optimalen Bedingungen befindet, eine Tatsache, die später auch mit aller Gewiss- heit festgestellt werden konnte. Nach sechs Stunden bei 50° C. sehen wir also in 1, wo wahrscheinlich die meiste CO, von einer grossen Bakterienmasse geliefert wurde, dass diese Bakterien in diesem Falle hôchstens 3.8 ccm. abgeben. Nehmen wir den ungünstigsten Fall an, und berechnen wir für die Bakterienatmung in 1 in der 46%** Stunde bei 25° C. ebenfalls 3.8 ccm. während wir annehmen, dass in 2 noch keine CO,-Bildung von Bakterien stattfindet, so würde die Atmung der Keimlinge in 1 8,2—3.8 — 4.4 ccm. betragen, also noch immer reichlich 50 /, grôsser sein als in 2. Hieraus folgt, dass der grosse Zahlenunterschied bei diesen Versuchen nicht durch die Atmung einer übermäs- sigen Bakterienmenge in 1 verursacht wurde, und dass der Verlauf in 2 eine Nachwirkung war von dem schäd- lichen Einfluss, der durch die Behandlung mit Sublimat 1 °/,) hervorgerufen wurde. Obwohl nun vom Sterilisieren abgesehen wurde, war es doch erwünscht einmal zu untersuchen, wie gross der Fehler sein konnte, der gemacht wurde, wenn man mit nicht sterilisiertem Material arbeitete. Nachdem am 9. Juni die Bakterien, sowohl in 1 als auch in 2 sich 10 Stunden lang bei 50° C. optimal ent- wickeln konnten, was sich besonders aus 1 ersehen lässt, wurde die Temperatur auf 25° C. erniedrigt. Am folgenden Morgen konnte man nun sehen, wie gross bei 25° C. die Atmungsintensität einer derartigen Mischkultur von Bak- terien war. Es stellte sich dann heraus, dass die Steigung der Bakterien- atmung bei 25° C. sehr langsam vor sich geht, im Vergleich mit derjenigen bei 50° C. Es ist sicher nicht übertrieben, wenn man sich vorstellt, 149 dass die Bakterienmengen am 10. Juni in beiden Apparaten mindestens hundertmal grôsser waren, als diejenigen, welche man normalerweise bei 50 Erbsen bei 25° C. erwarten darf. Daraus folgt dann, dass beim Arbeiten mit unsterili- sierten Erbsen, die Atmung dieser Bakterien bei 25° C. hôchstens den hundersten Teil von den am 10 Juni gefun- denen Werten betragen kann, also ca. 0.2 ccm pro Stunde. Bei Temperaturen innerhalb der Behaglichkeitsgrenze braucht man nicht zu befürchten, dass der Verlauf des Atmungsprozesses, nach der CO.-Abgabe zu urteilen, wesent- lich beinflusst wird durch die mitatmenden Bakterien. Solange man bei Keimlingen in jeder Hinsicht normale Umstände hat, wird die Bakterienentwicklung stets durch das lebende Plasma der Zellen innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden. Wenn eine derartige Selbstverteidigung des Zellorganis- musses nicht existierte, so wäre in der freien Natur eine jede Entwicklungsmôglichkeit für keimende Samen ein für allemal ausgeschlossen. Ein Vorherrschen der Bakterien trat in den von uns gemachten Versuchen ohne vorhergehende Sterilisation nur dann auf, wenn die hohe Temperatur die Zellen schädigte, also die Plasmatätigkeit langsam herabgesetzt worden war. Wie sich weiter aus Tabelle 1 ergibt, ist eine Temperatur von 55° C. für diese Bakterien schädlich. Die Erhôhung der Temperatur von 25° auf 55° C. brachte zwar eine direkte Steigung der Bakterienatmung mit sich, aber im Gegensatz zu 50° C folgte sofort ein Fallen der CO,-Abgabe. VTERTER"ABSCIEENTTT Übersicht der Literatur. Im Folgenden wird hauptsächlich diejenige Literatur berücksichtigt, die sich bezieht auf Untersuchungen, bei denen nur Keimlinge als Versuchsobjekte dienten. Die Beobachtungen, an abgeschnittenen Blättern, Stengeln u.s.w. gemacht, sind meines Erachtens nicht ohne Weiteres mit denjenigen vergleichbar, wobei die Forscher mit keimen- den Samen experimentiert haben. À. Normale Atmung. a. Der Atmungsverlauf beim Keimen. 1. Versuche, die sich auf die CO;-Ausschei- dung beziehen. Schon Huber!) und de Saussure*) wiesen darauf hin, dass bei der Keimung die ausgeatmete CO.,-Menge mit der Entwicklung zunimmt. Verschiedene andere Forscher, die sich mit dem Thema der Atmung während des Keimens beiläufig befassten, kamen zu demselben Ergebnis. (Fleu r y, *) 1) Huber. Mémoir. s. l'influence de l'air dans la germination, 1801. S. 101: ?) de Saussure. Mémoir. d. I. Soc. phys. d. Genève, Bd. 6, 1833. ne ie 3) Fleury. Ann. chim. et. phys. Bd. 4, 1865, S. 44. 151 Sachsse,!) Wiesner,*) Laskovsky,*) Detmer‘). Für Triticum fand Rischavi) bei 21° C. zehn Tage lang ein Steigen der CO.,-Abgabe. Dann blieb die CO,- Erzeugung fünf Tage lang auf dem Maximum, um schliesslich langsam zu sinken. Vicia Faba ergab dagenen andere Resultate. Hier wurde während zwanzig Tagen stets die- selbe CO;-Menge pro 24 Stunden ausgeatmet. Wenn Rischavi den Verlauf der Atmungsintensität bei Vicia Faba auch während des allerersten Keimungsstadiums bestimmt hätte, so würde er zweifellos gefunden haben, dass die Atmung zunächst eine schwache ist und allmählich intensiver wird. Borodin‘) nahm bei Lepidium wahr, dass das Maximum der Atmung bei 19°-—20° schon am Ende des dritten Tages erreicht war, mit einer stündlichen Intensität von 8 mgr. während bei 24° C. dieser Punkt schon am Beginn des dritten Tages auftrat, mit einer Intensität von 9 mgr pro Stunde. 2. Versuche, die sich auf die O,-Aufnahme beziehen. À. Mayer’) ist der erste, und soweit mir bekannt, der einzige, der eine eingehende Untersuchung anstellte über den Verlauf der O,-Aufnahme während der Keimperiode. Seine Versuche, die er mit Weizen nahm, dauerten, ÉEAO IPC, 2L Tage; die bei. 22572450; 10 Tage. 1) Sachsse, Keimung von Pisum sativ. Habilitationsschrift, Leipzig, 1872. 7 Wiesner. Landw. Versuchsstat. Bd. 15, 1872. S. 135. 5) Laskovsky. Landw. Versuchsstat. Bd. 17, 1874. S. 219. 4) Detmer. Keimung ôlhaltiger Samen. Leipzig, 1875. 5) Rischavi. Landw. Versuchsstat. Bd. 19, 1876. S. 321. 6) Borodin. Just's Jahresber. 1875. S. 880. (Referat). 7) Mayer. À. Landw. Versuchsstat. Bd. 18, 1875. S. 245. 152 Er kommt zu folgendem Ergebnis; ,,Die Atmung eines ausgelegten Weizenkornes ist bei der niedrigen Temperatur von 11.8° C. im Durchsnitt die ersten Tage gleich Null zu setzen. Es findet eine Quellung und dann wohl eine teilweise Lüôsung der lôslichen Samenbestandteile statt. Erst nach diesen Vorbereitungen ist der junge Organismus zur Sauerstoffaufnahme bereit, welche gerade zu der Zeit bemerkbar wird, wo der Embryo sich sichtbarlich zu vergrôssern beginnt. Dann findet schon mit der allerersten Entwicklung des Keimlings eine rapide Steigerung der Atmungsintensität statt, die bald zu ihrem Maximum gelangt, Hier verharrt die Atmung einige Tage in gleicher Stärke; und diese Gleichheit lässt natürlich auf eine Gleichmässig- keit der Bedingungen schliessen.” ,,Die Atmung würde vermutlich mit der Ausbildung der Pflanze kontinuierlich gestiegen sein. Der von mir beobachtete Abfall der Atmungs- kurve rührt also einzig und allein von der Erschôpfung des Samens an organischen Nährstoffen her.” Es besteht eine auffallende Übereinstimmung zwischen den Mayerschen Resultaten !) über die O,-Aufnahme, und denjenigen von Rischavi*) über die CO,-Ausschei- dung. Beide Prozesse sollten also während der Keimung eine Maximumkurve zeigen. 3; Die Relation _ co à Dass die Relation Nos sich während der Keimung ändern D sollte, berichtete schon de Saussure. *) Oudemans und Rauwenhoff ‘ kamen mit verschie- denen Samen zu dem Ergebnis, dass die aufgenommene 1) Mayer. À. L c. 2) MR'ischavi tire. #) de Saussure, lc. 4) Oudemans und Rauwenhoff. Linnaea. Bd. 14, 1859. S. 213. 155 O,-Menge beim Beginn der Keimung etwas grôsser war als die abgeschiedene CO,-Menge, während sich später ein anderes Verhältnis geltend machte. Die Methode dieser Autoren war aber in mancher Hinsicht noch primitiv. 2 E Genauere Daten über die Relation — O; lewski.!) Für Stärkesamen fand er das Volumen der aus- geschiedenen CO, in allen Keimstadien nahezu gleich dem des aufgenommenen Sauerstoffes. Bei der Keimung der Erbse war zum Beispiel das erste Volumen bald etwas grôsser, bald kleiner als das zweite. Seine erste Wahr- nehmung begann 42°/, Stunde nach dem Anfang des Versuchs. Im Widerspruch hiermit standen die Ergebnisse von Bonnier und Mangin. ) Nach diesen Forschern, die u. a. auch mit Pisum sativum gab erst God- arbeiteten, sollte der Quotient sich während der GS O: Keimungsperiode folgendermassen ändern; GO, , Pendant la période germinative, le rapport LE du volume d'acide carbonique exhalé au volume d'oxygène absorbé est variable. Ce rapport, d'abord égal a l'unité, s'abaisse peu à peu pendant les premiers jours de germination; puis, après avoir atteint une valeur minima variable avec les espèces, ce rapport grandit pour acquérir à la fin de la germination la grandeur qu'il avait au début.” Für Pisum sativum war jedoch zu Beginn der Keimung = wesentlich kleiner als 1. O; Es ist schwierig über diese weit auseinandergehenden 1) Godlewski. E. Jahrb. f. wissensch. Bot. Bd. 13, 1882. S. 491. 2} Bonnier und Mangin. Ann. d. sc. nat. 6° série. T. 18, 1884. S. 293. 154 Resultate von Godlewski und Bonnier und Mangin zu urteilen, wenn man keine Erfahrung vore den durch diese Autoren gebrauchten Apparaten hat. Godlewski benutzte zur CO, Absorption ein mit starker KOH-Lôsung gefülltes Gläschen, welches im Atmungsgefässe sonderbarerweise über den Keimpflanzen hing. Zweifellos müssen sich also in seinen Versuchen die Pflanzen in einer CO;-reichen Atmosphäre befunden haben. Bonnier und Mangin entnahmen dem Atmungsgefäss Gasproben, ohne überzeugend darzulegen, dass bei dieser Manipulation das Gas sich wirklich gleichmässig im Gefäss verteilt hatte. Es ist also nicht unmôgjlich, dass ihre Gas- analysen nicht immer ein richtiges Bild von dem Gasgemisch des Apparates gaben. b. Der Einfluss der Temperatur auf die Atmung. 1. Versuche, die sich auf die CO,-Ausschei- dung beziehen. Einige Untersuchungen über Temperatureinfluss auf die Pflanzenatmung, welche mehr einen vorläufigen Charakter trugen, wurden von de Saussure |!) und Garreau untesnommen. Sie berichteten nur, dass der Atmungsprozess bei hôherer Temperatur schneller verläuft als bei niedrigerer. Die ersten systematischen Untersuchungen, welche das Studium der Beziehung zwischen Temperatur und Atmung bezweckten, sind von Felix de Fauconpret*) und datieren vom Jahre 1864. Bei seinen Versuchen gebrauchte er abgeschnittene Zweige und ganze Pflanzen. Er kam zu der Schlussfolgerung, dass 1) de Saussure, L. c. ?) Garreau. Ann. d. sc. nat. 1851. T, 16. S. 271. 3) de Fauconpret. F. Recherches sur la respiration des végétaux. Compt. rend. 1864. 155 die Atmungsintensität regelmässig mit der Temperaturer- hôhung stieg. Laskovski !) kam mit keimenden Kürbissamen zu dem Ergebnis, dass die CO,-Produktion bei jedem Steigen oder Sinken der Temperatur auch entsprechend ein Auf- und Niedergehen zeigte. Seine Wahrnehmungen beschränkten sich nur auf einige Temperaturen (16°, 17° und 25° C.) Borodin *) fand, wie oben schon erwähnt, für Kres- sesamen, dass das Maximum der CO,-Ausscheidung bei hôheren Temperaturen eher auftrat als bei tieferen. Aus seinen Ergebnissen glaubte er ableiten zu kônnen, dass die CO,-Bildung der Temperatur proportional wäre. Detmer *) berichtete von einer einzigen Wahrnehmung bei keimenden Rapssamen, woraus hervorgehen sollte, dass die CO,;-Abgabe pro 24 Stunden bei 22° C. bedeutend grôsser war als bei 18° C. Ganz in Übereinstimmung mit den Ergebnissen von Laskovski und Borodin waren diejenigen von Ris- chavi ‘) mit Vicia Faba Keimlingen und später mit Weizen. ‘) Auch er war der Ansicht, dass die CO,-Aus- scheidung proportional mit der Temperatur steigen würde. Im Gegensatz zu dieser Auffassung standen die Aus- führungen Pedersens‘) mit Gerstensamen. Er kam nämlich zu folgendem Schluss : ,La quantité d'acide carbonique qui se dégage des jeunes plantes germantes de l'orge, croît avec la temperature dans 1) Laskovski. Landw. Versuchsstat. Bd. 17, 1874. S. 219. 2} Borodin. Just's Jahresber. 1875. S. 880. 3) Detmer. Phys. chem. Unters. über die Keimung etc. Leipzig, 187555,.23. 4) Rischavi. Landw. Versuchsstat. Bd. 19, 1876. S. 321. 5) > Just's Jahresber. 1877, S. 721. 6) Pedersen. Meddelelsen fra Carlsberg Laboratoriet. Bd. 1, 1878. 156 les Jimites de mes expériences de 0° à 339.5, mais non proportionnellement à la temperature. Aux temperatures basses, le dégagement d'acide carbonique croît très lente- ment, mais arrivé à 15°— 18°, il augmente très rapidement”. Nachdem Claussen !) für verschiedene Samen feststellte, dass es keine Proportionalität zwischen Temperatur und CO,-Bildung gäbe, und so die Richtigkeit der Ergebnisse von Pedersen bestätigte, war es nun die Frage nach der Lage des Optimums bei der Atmung, welcher die Forscher jetzt ihre ganze Aufmerksamkeit schenkten. Claussen fand für Keimlinge von Lupinus luteus und Triticum vulgare ein ausgesprochenes Optimum bei 40° C. Auch Ziegenbein*) meinte, dass das Optimum bei der Atmung bei 40° C. gesucht werden müsste. Um zu be- weisen, dass das Sinken der CO,-Produktion, das zwischen 40°- und 45° C. auftrat, kein Absterbungsprozess ist, beruft Claussen sich auf die Tatsache, dass die Pflanzen sogar nach längerem Experimentieren bei 45° C. keine Stôrungen der Lebensfunktionen zeigten, weil sie nach diesen Ver- suchen schon innerhalb einiger Stunden geotropische Krüm- mungen erkennen liessen. Sehr mit Recht haben Pfeffer *) und sein Schüler Chudiakow“) sich gegen diese Beweisführung ausge- sprochen und gemeint. dass das Sinken bei einer hüheren Temperatur durch partielles Absterben der Versuchsobjekte verursacht wurde. Obwohl Pfeffer keine experimentellen Belege für seine Meinung hatte, sprach er sich über das Optimum bei der Atmung sehr positiv aus. Seiner Ansicht nach würde ,,inner- halb der günstigen und auf die Dauer zulässigen Tempera- turen, die Atmung nicht wie Wachsen, Kohlensäure zer- 1) Claussen. Landw. Jahrb. Bd. 19, 1890. S. 893. 2? Ziegenbein. Jahrb. f. wissensch. Bot, Bd. 25, 1893. S. 599. 3) Pfeffer. W. Pflanzenphysiologie. Bd. 1, 1897. S. 572. 4) Chudiakow. N. Landw. Jahrb. Bd. 23, 1894. S. 349. 7 setzung und auch verschiedene andere Stoffwechselprozesse ein ausgesprochenes Optimum aufweisen'’. Auch Bonnier und Mangin !) kamen in Folge ihrer Untersuchungen mit abgeschnittenen Blättern zum selben Schluss, dass für die Atmung kein Optimum bestehen würde. Erst die Kuyperschen Untersuchungen brachten eine vollständige Wendung in der Frage des Temperaturein- flusses auf die CO.,-Abgabe bei der Atmung. Nachdem Blackman), sich stützend auf Beobachtungen an Blättern von Prunus Laurocerasus, die Vermutung geäussert hatte, dass wahrscheinlich das Optimum der Atmung kein fester Punkt wäre, sondern sich mit der Versuchsdauer verschieben würde, war Kuyper der erste, der die Richtigkeit hiervon experimentell nachwies. Die auseinanderlaufenden Resultate der älteren Au- toren waren hauptsächlich die Folge des Fehlers, den sie begingen, indem sie den Zeitfaktor vernachlässigten, also nicht daran dachten, dass bei hôheren Temperaturen die Atmung in aufeinanderfolgenden Stunden beträchtlich sinken kônnte. ; Kuypers Untersuchungen führten zu folgendem Ergebnis : » Wenn man die Atmung bei verschiedenen konstanten Temperaturen während 6 aufeinanderfolgender Stunden bestimmt, findet man für alle Objekte für Temperaturen bis auf 10° immer die gleiche Quantität abgegebener CO), ; die Atmung ist also konstant; für eine hôhere Temperatur bis 20°. ergibt sich eine Steigung der Intensität; darauf folgteine Periodewährend welcher die CO.-Abgabe schwankt. Für Temperaturen über 40° ist das Ergebnis immer das- selbe : ein regelmässiger Rückgang, der in seiner graphischen Darlegung eine ungefähr logarithmische Kurve aufweist”. 1) Bonnier und Mangin. Ann. Sc. nat. Bd. 19. S. 254. ?) Kuyper, J. Recueil des trav. botan. néerland. Vol. 7, 1910.S. 131. 8) Blackman, F. F. Annals of Botany. Vol. 19, 1905. S. 281. 158 Später fand Kuyper!), dass tropische Pflanzen hôühere Temperaturen länger ertragen kônnen, ehe der Abfall der Atmung eintritt. 2. Versuche, die sich auf die O,-Aufnahme beziehen. Über den Temperatureinfluss auf die O,-Aufnahme bei der Atmung fand ich nur eine Untersuchung von A. Mayer,°) bei der keimende Samen von Triticum vulgare als Ver- suchsobjekte dienten. Er kommt zum Ergebnis, dass es eine annähernde Proportionalität gibt zwischen Sauerstoffaufnahme und Temperatur. In seinem Lehrbuch der Agrikulturchemie sagt Mayer), im Anschluss an Kreussler‘), dass ,die Sauerstoffauf- nahme durch hôühere Temperaturen lange nicht in dem Masse begünstigt wird als die CO.,-Abgabe.” Später wird diese Mitteilung auch von Jauerka)zitiert. Kreussler berichtet nämlich das Folgende: »Die sehr abweïchenden Ergebnisse R. Heinrichs (Grundlagen zur Beurteilung der Ackerkrume, Wismar 1882. S. 153.), welche für vollbeblätterte Haferpflanzen ein schon bei 25° eintretendes Optimum und darüber hinaus einen ziemlich rapiden Nachlass der (durch den Sauerstoffverbrauch gemessenen) Atmungsintensität nachweisen, sind wohl durch Abweichungen in der Versuchsanstellung erklärbar.” Scheinbar hat Kreussler sich beim Niederschreiben geirrt, da Heinrich keine O,-Aufnahme, sondern nur die CO,-Abgabe gemessen hat. 1) Kuyper. J. Ann. du Jardin. Bot. de Buitenzorg. 2e Série. V. 9, JO MMS AS; *) Mayer. À. Landw. Versuchsstat. Bd. 19, 1876. S. 340. 3) _ » Lehrb. d. Agrikulturchemie. Bd. 1, 1901. S. 112. 4) Kreussler. Landw. Jahrb. Bd. 16, 1887. S. 735. 5) Jauerka. Beiträge z. Biolog. der Pflanzen. Bd. 11, 1912. S. 245. 159 3. Die Relation e x # Von allen Untersuchungen, die sich mit dem Temperatur- einflusse auf den Quotienten _- befassten, gebrauchte 9 allein Pourievitch') Keimlinge verschiedener Entwick- lungsstadien. Man war allgemein der Ansicht von Bonnier und Mangin,”) die mit Blüten und Rhizomen arbeiïteten, dass die Temperatur keinen Einfluss auf diese Relation ausüben würde. _Déhérain und Maquenne*) fanden jedoch für Blätter, dass dieser Quotient grôsser wurde mit steigender Temperatur. Pourievitch experimentierte mit verschiedenen Samen- arten. Seine hôchsten Beobachtungen liegen bei 37° C, die niedrigsten bei 19—29 C. Das Resultat seiner Versuche war, dass mit Temperatursteigqung Zunahme der Grüsse des Quotienten stattfand, und dass dieser Temperatureinfluss sich bei jüngeren Exemplaren stärker ausdrückte. B. Die anaerobe Atmung. a. Der Verlauf der anaeroben Atmung bei einer nicht schädlichen Temperatur. Lechartier und Bellam y‘) fanden, dass gequollene Samen der Gerste und Rosskastanie bei Sauerstoffabschluss Monate lang CO, aushauchen und dabei ihre Keimfähig- keit nur sehr langsam verlieren. 1) Pourievitch. K. Ann. d. Sc. nat. 9% Série. T. 1. S. 1, 1905. 2 Bonnier und Mangin. Ann. d. Sc. nat. 6e Série. T. 17, 1884. S9459: 3) Déhérain und Macquenne. Ann. agronomiques. Bd. 12, 1886. SES 4) Lechartier und Bellamy. Compt. rend. T. 79, 1874. S. 949 u. 1006. 160 Brefeld!) fand, dass Gerste- und Weizensamen in ihrem ersten Keimungsstadium in eine sauerstofffreie Atmosphäre gebracht, 5—6 Wochen lang CO, bilden und dass Erbsen-samen dies sogar 3 Monate lang entwickeln. Erst Godlewski und Polzeniusz”) gaben eine aus- führliche Untersuchung über die CO.-Ausscheidung bei der anaeroben Atmung von Erbsenkeimlingen. Sie fanden u.a., dass die anaerobe Atmung der in sauerstofffreiem Wasser liegenden Samen mehrere Wochen lang dauert, ,wobei die Kohlensäurebildung zunächst schwach ist, dann eine Beschleunigung erfährt, am dritten oder vierten Tage ein Maximum erreicht, auf demselben sich eine Zeit lang erhält (etwa 1 bis 2 Wochen oder mehr) und dann ganz allmählich herabsinkt, um endlich gänzlich aufzuhôren.” Godlewski und Polzeniusz gebrauchten zu ihren Untersuchungen mit Sublimat sterilisierte Samen und bestimmten die gebildete CO, volumetrisch. Über die Fehler, welche dieser Methode anhaften, siehe Seite 133. b. Der Einfluss der Temperatur auf die anaerobe Atmung. Dass mit Temperaturzunahme die CO,-Produktion bei der anaeroben Atmung zunimmt, fanden bereits Lechar- tier und Bellamy*), Bôhm ‘) und Moissan *). Amm) ist der erste, der eine besondere Untersuchung hierüber anstelltte. Die Beobachtungen wurden von 0°-55°€, 1) Brefeld. Landw. Jahrb. Bd. 5, 1876. S. 281. 2} Godlewski und Polzeniusz. Bull. intern. d. l'acad. d. sc. de Cracovie 1901. S. 227. 3) Lechartier und Bellamy. Compt. rend. T. 69, 1869. S. 356. 4) Bôühm. Sitzungsber. der K. Akad. d. Wiss. Wien. Bd. 67, 1873. S. :219; 5) Moissan. Ann. d. Sc. nat. 6e Série. T. 7. S. 333. 1878. 6). Aman. «A. Jabrb.#f. Wiss--Bot. Bd:,25,-18937S 1: 161 gemacht, um je 5° steigend. Meistens gebrauchte er dieselben Objekte nur 3 bis 4 Stunden nach einander. Besonders bei hôheren Temperaturen wurden die Versuche kurz ge- nommen, da bei 35° C. bald eine bedeutende Abnahme der CO,-Ausscheidung auftrat. Um die Mittelwerte der CO,- Abgabe bei hôheren Temperaturen zu erhalten, berechnete Amm diese aus den Zahlen mehrerer kurzen Beobach- tungen. Die so gefundenen Werte zeigten nach ihm ein ausgesprochenes Optimum für die anaerobe Atmung bei 40°C: an. Im allgemeinen findet er, dass mit Temperäturerhôhung, die Grôsse des anaeroben Prozesses auch zunimmt, welcher Zuwachs in keinem Verhältnis steht mit der Temperatur- erhôhung. | Amm gebraucht zu seinen Versuchen den Pfeffer- schen!) Apparat. Seine Thermostateinrichtung war sehr unvollkommen. Das Konstanthalten der Temperatur des Wassers in seinem Thermostaten war ,leicht bei einiger Sorgfalt und Übung durch Hinzusetzen warmen resp. kalten Wassers, oder kleiner Eisstücke”’, zu erreichen! Bei 35° C. und hôüher musste eine kleine Gasflamme unter das Gefäss gebracht werden. Wie lange die Vorerwärmung dauerte, bevor die ersten CO,-Bestimmungen begannen, wird nicht angegeben. Bei nicht zu hohen Temperaturen war ein Verweilen von 5-7 Stunden im Wasserstoffstrom für die Pflanze nicht schädlich. Zum Beweis hierfür führt Amm die Tatsache an, dass die Pflanzen sich nach dem Experiment normal weiter entwickelten und nach einigen Stunden auch wieder geotropisch reagierten. Das Nachlassen der CO;-Produktion, das bei hôheren Temperaturen deutlich auftrat, meinte er durch pathologi- 1) Pfeffer. W. Unters. aus d. bot. Institut zu Tübingen. Bd. 1, 1881—85. S. 637. 162 sche Erscheinungen erklären zu müssen, welche durch ein zu langes Verweilen in einem O,;-freien Medium auftraten. Von der Môglichkeit, dass die hôheren Temperaturen als solche auch schädigend wirken kônnten, sagt À m m nichts. Vollständig zu verwerfen ist die Methode, womit Amm den Quotienten = bestimmt (J — der CO,-Abgabe bei anae- rober Atmung, N — der CO, -Abgabe bei normaler Atmung). Diesen Quotienten erhält er in folgender Weise: Er nimmt die Ergebnisse seiner Versuche bei anaerober Atmung, und: dividiert diese durch die Ergebnisse, welche Claussen!) vier Jahre früher mit denselben Pflanzen bei normaler Atmung erhielt. Es ist so gut wie ausgeschlossen, dass in beiden Fällen die verschiedenen Umstände derart : : I übereinstimmend sein konnten, um den Quotienten — auf N diese Weise genau zu bestimmen. Im Jahre 1894 publizierte Chudiakow *) eine ausführ- liche Untersuchung über den Temperatureinfluss auf die anaerobe Atmung, wobei er, was die CO,-Bestimmung betrifft, zum selben Resultate kam wie Amm. Für die CO.-Bestimmung wurde nicht nur die Barytmethode (con- form Pfeffer) gebraucht, sondern auch eine gasometrische. Obwohl diese letzte Methode mehrere Unvollkommen- heiten besass (durch Chudiako w ausführlich angegeben), waren die Ergebnisse, die er mit beiden Arbeitsmethoden erhielt, einander vollkommen gleich. Bedeutend besser war jedoch bei diesen Untersuchungen die Wärmeregulation. In der ersten Versuchsreihe wurde mit denselben Keim- lingen von 0°—50° C. jedesmal um 10° steigend, zwei Wahrnehmungen, die je eine halbe Stunde dauerten, ge- 1) Claussen,-l c. 2?) Chudiakow. N. Landw. Jahrb. Bd. 23, 1884. S. 333. 163 macht. Für alle Objekte, worunter auch Pisum sativum war, fand Chudiakow, dass die Intensität des Prozesses mit der Temperatur stieg, und dass dieses Steigen nicht der Temperatur proportional war, sondern in stärkerem Verhältnisse, ,sodass die Kurven für die intramolekulare Atmung mit ihrer Konvexität der Abscisse der Temperatur zugewandt erscheinen”. Da bei diesen Beobachtungen die Temperatur von 40° C. erreicht wurde, nachdem die Pflanzen schon 12 Stunden - Jang sich in einem sauerstofffreien Raum befanden, meinte Chudiakow, dass man ein Optimum bei dieser Tem- peratur nicht annehmen darf, weil O,-Mangel schon einen schädlichen Einfluss gehabt haben kônnte. Doch behauptet er, dass das Optimum, wenn es tatsächlich existierte, nicht weit unter der tôdlichen Temperatur läge. Von grossem Interesse sind die Versuche, wobei die Beobachtungen in aufeinanderfolgenden gleichen Zeiten solange fortgesetzt wurden, bis ein Sinken der CO,-Abgabe auftrat. Bei 20° C. fand er für Keimpflanzen von Pisum sativum (Wurzellänge 2—72,5 cm.) ein Konstantbleiben der CO,-Abgabe während 9 aufeinanderfolgenden Stunden, wonach eine langsame Senkung eintrat. Bei dieser Tem- peratur würde der Prozess bei gequollenen Samen 12 Stunden lang konstant bleiben. Auch bei 30° C. blieb die CO,-Ausscheidung solcher Samen ebensolange konstant, während Keimlinge mit einer Wurzellänge von 2—2.5 cm. bereits nach 6 Stunden ein Sinken zeigten. Diese Erscheinung, die auch bei den anderen Samen festgestellt wurde, erklärtt Chudiakow folgender- massen : Entweder ist die Menge des zu verarbeitenden Materials, bei hôheren Temperaturen eher aufgebraucht, oder die auftretenden Zwischenprodukte häufen sich auf und verur- sachen ein Absterben der Objekte. Die Frage, ob das Sinken der CO,-Ausscheidung das Ergebnis des Einflusses 164 beider Faktoren, oder des einen von beiden ist, muss er unbeantwortet lassen. Auch Godlewski und Polzeniusz!) kamen zum Schluss, dass bei einer hôheren Temperatur die anaerobe Atmung sich weit energischer vollzieht aber entsprechend kürzer dauert als bei einer niedrigen. Die ganze Menge des von den Samen durch die ,,intra- moleculare” Atmung gebildeten Alkohols und der Kohlen- säure soll nach ihnen von der Temperatur unabhängig sein. 1) Godlewski und Polzeniusz, 1. c. FÜUNFTER ABSCHNITT. Experimenteller Teil. À. Normale Atmung. a. Der Atmungsverlauf während des Keimens. 1. Die O.-Aufnahme und CO;-Ausscheidung. Will man den Einfluss eines äusseren Faktors auf die Atmung keimender Samen studieren, so ist es unbedingt notwendig, genau zu wissen, wie während des Keimens dieser Atmungsprozess normalerweise verläuft. Tabelle IL. gibt das Resultat einer Beobachtung bei 20° C., wobei ausgegangen wurde von 50 trocknen Erbsen. Diese befanden sich im Apparat auf feuchter Watte. Die erste Beobachtung begann 4 Stunden nachdem der Versuch angesetzt worden war und dauerte 5 Tage. TA BET TE AI | FRS ENTAE | Datum. Zenit. (sta. | SE GEI [Es Temp. ‘Bar. Bemerkungen. | Ë 5 g 5 | O2. | März 8. 12-4 Nachm. | 4. — | — | — |20.0° C.755 Vorerwärmung. 4-6 225 APS) | 6-8 | 2.1 2.6| 6.212.38) , 815-1015 D | ASSIS A2 AIS, 8/0 1015 Nachm.-8 Vorm. | 95) — | — | = 5 Samen vollständig ge- | quollen. 9, 8-10 Vorm. 2-1 555) 9 a l06S e 761 10-12 HS 61 91160! 1215215 Nachm. TO NM Re an 215-415 F2456-24102450 en 430-630 oil 8r6lr 0: 6l RUE 630-830 RERO ES TS Pa Le | » 9/10. || 83 Nachm.-8 Vorm. (114) — | — | — . Wurzellänge ca. + cm. 10. | 8-10 Vorm. 2.113.1113.2/1.00| , (759 10-12 213 41500 17 eu dl 1215215 Nachm. |2.114.6117.2/1.11| , 215415 sarl 1645) 18007 6l Es, el 430-630 | 2.116.4118.41.12| , | | 630-830 | 2.116.2/18.611.14| , | , 10/11! 839 Nachm.-8 Vorm. FER TOESS RPRT Re 2: | Wurzellänge ca. 1 cm. SDL 8-10 Vorm. 2.119.3119.411.00| , (764 10-12 Patron fr 7 (71 1215215 Nachm. | 2.118. |18.6/1.03| , | | 215-415 12.129: 19220107 770) | 430-630 ÉRRCHIELSUER CIDRE 630-830 | 2.119.6122.411.14. , | | 11/12] 850 Nachm.-8 Vorm. (114) — | — | — 3 | | Wurzellänge ca. 25-3 cm. 12-21] 8-10 Vorm. [2.122. 25. |113l , (76: | 10-12 12:1923.2/26:2/ 1:12) 7, | (126215 Nachm, | 2:120:1122 1-09. | 215-415 2112 118 0) | 430-630 P2AMATEN LS IH OST | 630-830 L227:6120 8) : » 12/13!) 8% Nachm.-8 Vorm. [114] — | — | — , | | Wurzellänge 4-5 cm. RER | 8-10 Vorm. 42/147-3140- 010. 00767] | 10-12 Fa MEET, À | 1215215 REMERCIER PC 71 NS | 215415 2: É7-3118 MR, | | 430-630 2.116.7116.911.01| , | Wurzellänge 6 cm. 167 Tabelle III zeigt den Verlauf der Atmung bei 25° C. Die Erbsen wurden in derselben Weise behandelt. Die Beobachtungen begannen nach 16 Stunden und dauerten 6 Tage. PA BrELPE'E. IT RE Datum. ANNE. Std. SA 9 È ces Temp. |Bar. Bemerkungen. 58 | 85 Il o 9 a | | | April 29/30. || 6 Nachm.-10 Vorm. 1|16.| — LS 125.0° C. — | Die meisten Samen voll- | | | ständig gequollen. ne 50. 10 Vorm.-1 Nachm. | 3.| 4.7 10.5] 2.23] 764 1-4 SSSR 2608) 0. 415-715 BÉIPNG PERSON GE, April 30.- | Mai 1.|| 715 Nachm.-8 Vorm. 1114) — | — ; | Alle Samen vollständig | gequollen. Mai 1. 8-11 Vorm. 31 122% 8) 1:20) 766 10 Würzelchen schon | durch die Samenhaut | | gebrochen. HeVorm.-20Nachnr|3.122.:6|25 LM: 12, 2; 215-515 3212575256. 11207), 515-815 32528 1128-0) 1302) 6) | Hu1-2. 815 Nachm.-8 Vorm. 111%) — | — | — | Wurzellänge 1-2 cm. ; 8-11 Vorm. 311852135306 ©} © |770) 11 Vorm.-2.Nachm. | 3.|35.8, 36.2] 1.01 5 215-515 3.134.5134.6/1.00| 515-815 3133711338 1.021 . me 2-3. 815 Nachm.-8 Vorm. 11; — | — | — se Wurzellänge 2-3 cm, 3, 8-11 Vorm. 34133-21538) 101 . 770, 11 Vorm.-2 Nachm. | 3.| 33.5] 33.8] 1.00 ". 215-515 3.135.061 3+ 810300; 515-815 3234113415) 1:01 " » 3-4 || 815 Nachm.-8 Vorm. |11£| — | — | — Wurzellänge 34-44 cm. PACA 8-11 Vorm. 8:129:330.211:0317 . 76) 11 Vorm.-2 Nachm | 3:| 29.6|30.2| 1.01 215-515 32/29/2306 040, not: 515 Nachm.-8 Vorm. 114%) — | — | — > Wurzellänge 5-6 cm. NE 8-11 Vorm. 23-126:2127.2| 1504 11 Vorm.-2 Nachm. | 3.|26.5|27.5| 1.03 Wurzellänge 65-735 cm. 169 Aus der graphischen Darstellung (Fig. 11) ist nun so- gleich abzuleiten, dass die Atmung in beiden Fällen, eine Kurve mit einem Maximum zeigt. Während bei 20° C, dieses Maximum ungefähr in der Mitte des vierten Tages liegt, ist dieser Punkt bei 25°C. schon am dritten Tage erreicht. Hiermit stimmen die Ergebnisse Borodins (Seite 151) vollständig überein. Weiter ergab sich, dass bei 25° C. bereits innerhalb 24 Stunden, sowohl die CO,-Abgabe als die O,-Aufnahme einen grôsseren Wert erreicht haben als bei 20° C., und dass bei 25° C. der gesamte Prozess mit grôsserer Inten- sität verläuft als bei 20° C. Bemerkenswert ist, dass sowohl bei 25° als bei 20° C. nach dem Erreichen des Maximums, die Atmung Schwan- kungen aufweist. Von einem bestimmten Punkt an gehen sowohl die CO,-Abgabe als auch die O,-Aufnahme ziemlich parallel. Bei 20° und 25° C. kann also nicht gesagt werden, dass der eine Prozess stärker von der Temperatur beeinflusst wird als der andere, wie in der zweiten Hypothese von Kuyper vermutet wird (Seite 110). Betrachten wir die Darlegungen Kuypers zu seiner 1: Hypothese, wobei vorausgesetzt wird, dass die Schwan- kungen wahrscheinlich durch verstärktes Wachstum einer- seits und Beschädigung des Atmungsprozesses durch die’ Temperatur andrerseits, hervorgerufen werden sollten. Bei 20° C. meint Kuyper annehmen zu müssen, dass am vierten Keimungstag die Atmung in den ersten fünf Stunden immer eine steigende ist. Seine längeren Versuche bei 20° und 21° C. ergaben alle eine Kurve mit einem Maximum. Da ein schädlicher Einfluss des Apparates nicht festgestellt werden konnte, so meint Kuyper, dass dieser Verlauf vielleicht zu erklären wäre mit der Hypothese ,dass nämlich die Erscheinung zurückzuführen sei auf einen 170 bestimmten Gang der Atmung am vierten Keimungstage, und dass folglich die Atmungsintensität abhängig ist vom Stadium der Keimung”. Spezielle Versuche über den Zu- sammenhang zwischen Keimungsstadium und Atmungs- intensität hat Kuyper jedoch nicht angestellt. In seinem Versuch CXLIII, der 24 Stunden dauerte, stieg die Atmung in den ersten 5 Stunden, um dann lang- sam bis zum Ende der 24‘ Stunde zu fallen. Gerade dieser letzte Versuch, der eine grosse Überein- stimmung mit dem Verlauf der Atmung in Fig. 11 am vierten Tage zeigt, spricht gegen die Annahme, dass hier die Atmung eine steigende sein sollte. Aus unseren Beobachtungen geht hervor, dass die Atmung bei 20° C. am 4" Tage ein Maximum erreicht, um dann mit Schwankungen langsam zu sinken. Man kann also bei kurzen Wahrnehmungen für die Atmung von 4 Tage alten Keimlingen (Temperatur 20° C.) einen Verlauf finden, der dreierlei Erscheinungen aufweisen kann: Die Atmungskurve kann eine steigende sein, sie kann ein Maximum zeigen oder sie ist eine fallende mit Schwankungen. Absolut zu vergleichen sind die Keimlinge von Kuyper nicht mit denen vom 4** Tage in unserm Versuch bei 20° C, denn die Vorperiode seiner Pflanzen war eine andere, nicht nur was die Temperatur anbetrifft, sondern auch in anderer Hinsicht. Wahrscheinlich waren seine Pflanzen am Beginn des 4. Tages etwas weiter entwickelt als die unsrigen, wodurch in seinem Versuch CXLIITI dass Fallen auch eher auftrat. Kuvyper stellt nun den schwankenden Verlauf, den er bei 25° und 30° C. fand, im schroffen Gegensatz zu dem Atmungsverlauf bei 20° C., der nach ihm ein steigender ist. Er kommt zu der Auffassung, dass schon bei 25° C. ein schädlicher Einfluss der Temperatur auf die Atmung auf- 171 treten muss, während dieselbe Temperatur zugleich ein verstärktes Wachstum verursacht. Wie sich aus der Fig. 11 ergibt, ist jedoch dieser schwankende Verlauf nicht eine Erscheinung, die erst bei 25° C. auftritt. Sie kommt auch bei 20° C. vor, und zwar nicht nur am 4ten Keimungstag, sondern auch am 5ten und wahrscheinlich bleiben die Schwankungen auch weiter erhalten. Es ist nun nicht auf der Hand liegend, um auch bei 20° C. eine schädliche Einwirkung der Temperatur anzu- nehmen, dem gegenüber ein verstärktes Wachstum stehen solite. Durch die Tatsache, dass die Schwankungen gleichfalls bei 20° C. vorkommen, wird es schwierig, die erste Hypothese Kuypers zur Erklärung dieser Erscheinung zu benutzen. Kuyper geht von der Annahme aus, dass im allge- meinen starkes Wachstum eine erhôhte Atmungsintensität mit sich bringt. Gewiss soll innerhalb eines bestimmten Temperaturinter- valles diese Beziehung vorkommen, aber man darf nicht vergessen, dass die den beiden Prozessen abgrenzenden Bedingungen ganz verschiedene sind. So konnte À. Mayer |) bei keimendem Weizen feststellen, dass bis 34° C. die Atmung stieg und dass bei dieser Temperatur die Atmungs- intensität auch grôsser war als bei 23° C. Dagegen war das Wachstum dieser Pflanzen nicht am stärksten bei 34° C., sondern bei 23° C. Die Relation zwischen Wachstumsgeschwindigkeit und Atmungsintensität muss man sich also nicht so einfach vorstellen. Aus dem Verlauf der Atmung bei 20° und 25° C., wie dies mehrere Tage lang wahrgenommen wurde, und aus der ganz normalen Entwicklung, welche die Keimlinge dabei 1) Mayer. À. Landw. Versuchsstat. Bd. 19, 1876. S. 340. 172 zeigten, konnte aus unsrem Versuch nicht gefolgert werden, dass bei diesen Temperaturen an eine schädliche Wirkung zu denken sei. Aus den gefundenen Zahlen ergibt sich, dass nachdem die Atmung bei der Keimung ein gewisses Maximum erreicht hat, der weitere Verlauf ein schwan- kender ist. Die Versuche Rischavis, !) wobei nur die CO,- Abgabe gemessen wurde, stimmen bis zum Maximum mit den unsrigen überein. Dasselbe gilt von den Mayerschen ©) Untersuchungen über die O,-Aufnahme. Dass diese Autoren nach dem Maximum jedoch keine Schwankungen fanden, geht daraus hervor, dass die Beobachtungen in langen Zwischenpausen genommen wurden. Es ist sicher der Mühe wert, für diesen eigentümlichen schwankenden Verlauf eine Erklärung zu finden. Aber dies wäre erst dann môglich, wenn man von dem sehr verwickelten Keimungsprozess eine feinere Analyse machen würde. Sehen wir von einer Erklärung dieser Schwankungen ab, so erhebt sich noch die Frage, was das Fallen nach dem Erreichen des Maximums bedeutet. Sollte sie in der freien Natur auch vorkommen bei Samen die im Boden keimen, und wie weit geht dann dieses Fallen? Bei keimenden Pisumsamen ist nicht daran zu denken, dass nach drei oder viertägigem Keimen, Mangel an or- ganischen Stoffen die Ursache davon sein sollte. Zwar sind die Bedingungen, in denen sich die Keimlinge im Atmungsgefäss befinden, wie behaglich man diese auch einrichte, nicht ganz normal zu nennen. Betrachten wir z. B. die Pflänzchen in unseren Versuchen. Die Würzelchen, die vom Boden bedeckt sein sollten, befinden sich nun in einem Luftstrome. Aus der feuchten 1):°R ischawä, disc 2) Mayer À. Landw. Versuchsstat. Bd. 18, 1875. S. 245. 173 Watte kann nichts anders als Wasser aufgenommen werden, während im Boden sicher auch anorganische Stoffe zur Verfügung stehen. Besonders was das Letzte anbetrifft, will ich hier auf Versuche von Krzemieniewski !) verweisen über den Einfluss der Zufuhr und des Mangels von Mineralnährsalzen auf die Keimung von Samen, Bei Raphanus Keimlingen konnte durch Zugabe von Mineralsalzen das Sinken nach dem erreichten Atmungs- maximum wieder aufgehoben werden, sowohl was die CO,-Abgabe als die O,-Aufnahme anbetrifft. Solange jedoch die Keimlinge auskômmlich Nährsalze besassen, war die Zufuhr von diesen ohne Erfolg auf den Atmungsverlauf. Es ist daher vorsichtiger, wenn man bei der Keimungs- atmung von einer ,grossen Periode der Atmung” sprechen will, um darunter vorläufig nur das Steigen und Erreichen eines Maximums zu verstehen. Denn von dem Auftreten eines Abfalls und den Schwankungen nach dem Maximum, bei nicht schädlichen Temperaturen, weiss man nicht, ob diese wohl den normalen Verlauf der Atmung wiedergeben. 2MPietRelation: = Aus den Tabellen II und III ergibt sich, dass im Anfang weniger O, aufgenommen als CO, ausgeschieden wird, und dass ungefähr 40 Stunden nach der Wasseraufnahme ein Zustand eintritt, wobei diese Relation fortwährend etwas grôsser als 1 bleibt. Tabelle IV zeigt ausser für 20° und 25° C., auch für 30° C., EC dass während der Wasseraufnahme der Quotient ——* sich O: 2 allmählich verkleinert. 1) Krzemieniewski. S. Bull. acad. Crac. 1902. Zitiert nach Czapek. Bioch. der Pflanzen. Bd. 3, 1921. S. 47. (US Diese Versuche begannen gleichfalls mit trocknen Erbsen auf feuchter Watte, und die ersten Beobachtungen fanden schon eine Stunde nach dem Einsatz statt. AA ELLE IVe 50 trockne Samen. Ne Datum. het: Std. = FE ë À Temp. |Bar. Bemerkungen. 88 | 53 É März 15. 330-430 Nachm. 1.! — | — | — 20.0° C.760) Vorerwärmung. 450-630 ARC PIRE AE NES One 630-850 22051 2520 s 845-104 2.113221] 5261 41e60)1r, 100 trockene Samen. | als Datum. | Zeit Std. : ° : SE Temp. |Bar. Bemerkungen. = ‘ A Le März 16. 11-12 Vorm. 1.. — | — | — |25.0° C. 755 Vorerwärmung. 12-5 Nachm. APRES PS0 5-10 5, | 1602011950) 2537 Die meisten Sa- | men vollständig | | gequollen. 50 trockne Samen. NS CO: O = | Temp. |Bar. Bemerkungen. 2 | Datum. Lie tit: Std. | ccm. CO) | ausgesch. März 17. 3-4 Nachm. ile 4-10 (Ou oi » -17/16:| 4 — | — 130.0° C.752 Vorerwärmung. : | 10 Nachm.-10 Vorm. [12 | 24.9 39.40) 1.58 À Alle Samen voll- ständig gequol- len. 175 Man erhält also hier den Eindruck, als ob zugleich mit dem Anfang der Wasseraufnahme die zu veratmenden Stoffe erst in verschiedener Weise gespalten werden müssen, wonach der oxydierende Prozess eintreten kann. Es ist jedoch ebenso môglich, dass die Fähigkeit zur O,-Aufnahme nicht sofort vorhanden ist, sondern erst bei Wasserzutritt langsam entsteht. Die Resultate welche in den Tabellen II, IIT und IV ange- geben sind, stehen im Gegensatz zu den Ergebnissen Go a- lewskis!) und denen von Bonnier und Mangin”) (Siehe Seite 153). b. Der Einfluss der Temperatur auf die Atmung. 1. Die CO,-Abgabe und O;-Aufnahme. Die nachtstehenden Versuche wurden mit Keimlingen genommen, die zunächst 12 Stunden in Wasser zur Quellung gelegen hatten (Temp. ca. 20° C.), danach 2 Mal 24 Stunden in feuchten Sägespänen keimten und schiesslich 10 Stunden bei 25° C. im Apparat blieben, ehe die erste Beobachtung gemacht wurde. Der Versuch begann jedes Mal damit, dass festgestellt wurde, welche Atmungsintensität die Keimpflanzen bei 25° C. besassen. Hiermit wurde beabsichtigt, ein deutliches Bild vom Fallen und Steigen bei Temperaturerniedrigung resp. Erhôhung, zu erhalten. Immerhin war die Môglichkeit nicht ausge- schlossen, dass bei gleichalterigen Individuen dieses Steigen . oder Fallen infolge Temperaturänderungen in einem gewissen Sinne abhängig sein kônnte von dem Anfangswert, den 1) Godlewski, L c. Bonnier und Mangin, I. c. 176 der Prozess bei einer nicht schädlichen Temperatur besass. Dieser Verband war jedoch nicht festzustellen, und am wenigsten bei den hôheren Temperaturen, So ist in T'abelle XXI die Anfangsgrôsse der O,-Aufnahme bei 25° C. 23 und eine Stunde später bei 50° C. 24,7; während bei derselben Temperatur in einem anderen Versuche (Tabelle XX), der Anfangswert 23.6 war und eine Stunde nachher bei 50° C. 16.5. Obwohl also nach den Anfangswerten beider Versuche zu urteilen ist, dass die Keimlinge sich im selben Stadium befanden, war der Einfluss einer hôheren Temperatur auf die O,-Aufnahme ganz verschieden. Dasselbe wurde auch bei anderen Temperaturen festge- stellt, obwohl weniger ausgeprägt und zwar nicht nur für die O;,-Aufnahme, sondern auch für die CO,-Abgabe. Hieraus ergibt sich, dass das Steigen oder Fallen, weiches bei hôheren resp. niedrigeren Temperaturen auftritt, nicht nur die Folge ist von der Temperatur, sondern auch von anderen Faktoren. Wenn nun auch die Anfangswerte nicht gebraucht werden kônnen, um die später gefundenen Zahlen alle zu einem bestimmten Mittelwert umzurechnen, so besitzen sie doch die Bedeutung, dass sie wenigstens angeben, ob in den verschiedenen Versuchen sich die Objekte im Anfang auch auf einer ungefähr gleichen Hôhe der Atmungsintensität befanden. Wie schon auf Seite 117 angegeben wurde, leistete das Manometer m, gute Dienste, um die Zeit der Vorerwär- mung zu bestimmen. In dem von uns gebrauchten Apparat, wo nicht nur das Atmungsgefäss und die Objekte vorerwärmt werden mussten, sondern auch das ganze System der Absorptionsrühren u.s.w., war bei Temperaturen von 40° C. ab eine längere Vorerwärmung nôtig als in den Kuyperschen Versuchen. Bei tieferen Temperaturen brachte eine längere Vorer- wärmungszeit keinen ÜNachteil mit sich, aber bei den 177 hôheren Temperaturen wurden hierdurch niedrigere Anfangs- werte gefunden, als Kuyper sie erhielt. Tabelle V und VI geben die Beobachtungen bei 0° unde109.C. an. FABE CEE;FV, 5: |d4 Datum. Ze int. Std. gs Ÿ FE Ces Temp. |Bar| Bemerkungen. E 5 é 2 Oz. 0 1 | Da | | | Mai 21/22. | 10 Nachm.-8 Vorm. |10.| — | — | — |25.0° C.| — 2 V0 5 À | 8-10 2.1.:24.5|26.1|.1.06 & 760 | 10-11 1. — | — | — |0.0° C. Vorerwärmung. fu. 11-1 Nachm, : 2:102:5) 261.04) 7; | 1-3 | 2.1 2.4] 2.5|1 04 : | 315-515 2411 2: 6h22 AT 04 - DOC RENTE PRET Sd | O4 | Datum. Zenit Std. ES É D | Temp, |Bar.| Bemerkungen. > D & Mai 22/23. | 10 Nachm.-8 Vorm. |10.| — | — | — |25.00C.| — PAUSE 8-10 2:125:626.4|1.03 ” 761 10-11 1. — | — | — |10.00C. Vorerwärmung. 11-1 Nachm. 2FS22R8:6:11-03 " 1-3 268-314 8;5 1102 7 315-515 28-602 5 In beiden Fällen ist die Atmung sechs Stunden lang konstant geblieben, während die Intensität bei 0° C. ca. 3 mal so klein ist als bei 10° C. Tabelle VII und VIII beziehen sich auf die Versuche bei 20° und 25° C; 178 LA BELLES AMIL PATES Datum. Zenit Std. | : “2 PE Temp. |Bar. Bemerkungen. ou œq | | | Be Mai 24/25. | 10 Nachm.-8 Vorm. 110. — | — | — |25.00C.| — 25: mit 8-10 Re P26125-711 05/0 7 0 760 10-11 |1.. — | — | — 120.00C. Vorerwärmung. | 11-1 Nachm. 2.119 2/20 111.04| | 1-3 2./20.1 [21.21.05 | | | 315-515 | 2.119.9/21.6 1.08 | | 515-715 | NT es l | | TABELLE VII RER IPS Datum. | Lie at: [Std É | : : | _ Temp. (Bar. Bemerkungen. DE BEI el Mai 7/8. | 10 Nachm.-8 Vorm. |10.| — | — | — 25.0°C. —| 8 | 8-10 2,058 06:51:02) 1757 | 10-12 2.128.2/28.8|1.02| . | 125-215 Nachm. 2.128.1 28.3 1.01 | 215-415 | 2.126.3/27.111.03| , 430-630 2.125.5 |26.1 1.02 | | 630-830 | este LO+ Il | Die Atmung geht auf und nieder, sowohl was die CO,- Abgabe, als auch die O,-Aufnahme betrifft. Die Intensität ist jedoch bei 25° C. grüsser und stets ist die CO.,-Ab- gabe etwas stärker als die O,-Aufnahme. Die Ergebnisse bei 30° C. geben die Tabellen IX, X und XI an. LABEELLENLX 179 GPIENS Datum. Zeit. Std " Se __ Temp. * Bar| Bemerkungen. Mai 19/20. | 10 Nachm.-8 Vorm. 110.) — | — | — 25.0° C.| — A0). 8-10 22} 25:927.5 11.06 006 760 10-11 1.. — | — | — 300 C. Vorerwärmung. 11-1 Nachm. 2962186: he0E LT 26 1-3 2135.74 36:3/4.01 315-515 2-54 437.3 )1.070502 515-715 | 2.133.2: 36.7) 1.10 TABELEE X A re Datum. Zeit Std, ê SE Fe Temp. |Bar| Bemerkungen. Mai 18/19. | 10 Nachm.-8 Vorm. |10. — | — |25.0° C.| — 19. 8-10 2,1125.8127e1l 1:05)", 762 10-11 PUR S0 0 Vorerwärmung. 11-1 Nachm. 22155: 0155:6fF1202 1-3 22133-21332; 1:01, 7; 315-515 2.131.6133.6/1 06) , 515-715 2.130. ,30.3/1.01, , RIRE PE IE Datum. | Zeit. Std.| Temp. | Fe | Bemerkungen. Mai 28/29.| 9 Nachm.—8 Vorm. | 11.125.0° C| — EE À 8—9 É & 10.5 9—10 1.130.0° C| — |Vorerwärmung. 10—11 k: ; 15 11—12 F 5 15:2 12—1 Nachm. L: ke 12.6 1—2 1# * IP 2—3 L: . 1322 3—4 }° : 12.6 180 Tabelle XI, wo die Wahrnehmungen stündlich gemacht worden sind, gibt dasselbe Auf- und Niedergehen zu sehen, wie Kuyper es gefunden hat. Die O,-Aufnahme zeigt in Tabellen IX und X eine langsame Senkung. Es sei hier noch darauf hingewiesen, dass in T'abelle IX und X, die Wahrnehmungen alle zwei Stunden gemacht worden sind. Bei stündlichen Beobachtungen wären vielleicht auch hier Schwankungen gefunden. Bei 35° C. sinken beide Prozesse, wie aus den T'abellen XII und XIII hervorgeht. AA D'PPIPE | Bemerkungen. | Vorerwärmung. .| Bemerkungen. es | Datum. Zeit. Std. LÉ SE co D & 5 5 2 y œ Mai 8/9. 10 Nachm.-8 Vorm. |10.| — | — 8-10 2 | 24.8) 26.3|1 10-11 RE REV) 11-1 Nachm. 2.136. | 38 Il 1-3 2235-9282 1. 315-515 2.| 34.5) 36.2| 1. 515-715 2.132.1|34.6/1 730-930 | 221805182114 TAPELPE XIE Si |S$ co, Datum. Ze ait, Std. ES oe | | Ë 5% | Mai 9/10. 10 Nachm.-8 Vorm. |10.| — | — | 8-10 2.1 23.9 24.9 1.04 10-11 1e] | —| | | 11-1 Nachm. | 2.1 36.4] 37.3) 1.02 1-3 2.|36.1|36.7| 1.02 315-515 2:| 34.7] 35.5] 1.02 515-715 2.| 33.8] 34.2] 1.01: Vorerwärmung. 181 In Tabelle XIV zeigen die Stundenwahrnehmungen bei 35° C. ein Sinken mit Schwankungen. FABELRE" XIV ccm CO: | Datum. | Zeit. Std | Temp. le Bemerkungen. Mai 26/27.| 9 Nachm.—8 Vorm. | 11. 25.0° C. — NET AES 8—9 SR Le: 7: | 9—10 1.135.0° C. — | Vorerwärmung. | 10—11 ET 15: 11-12 ee 12.8 12—1 Nachm. ALES 11.2 | 3 Be 12.3 | 23 las Add. ti | 3—4 PES er 12.3 | 45 Sie 10.5 | n—6 LEE 11.2 Bei 40° C. ist gleichfalls ein Sinken wahrzunehmen, wie aus den Tabellen XV, XVI und XVII zu ersehen ist. Das Fallen ist hier jedoch ein stärkeres. LABEL E XV. Datum. ZYEeRt; Mai 11/12. | 11 Nachm. 8 Vorm. D 12: 8-10 10-11 11-1 Nachm. 1-3 315.515 | sa | Os | | |ÉÉ|SS le Temp. |Bar. Bemerkungen. (RS TN ER | LE | sm DSP CG] = . é u 1.09 es 753 SN 400%" E Vorerwärmung. PAG SELS Se | | 36.6! 40. | 1.09 : Jens 116), 4 182 T'ADBELEÉE ZE ae DS Datum. | Zeit. (Et) se | cl Te | Temp. |Bar.! Bemerkungen. | ÿ Mai 10/11. | 10 Nachm.-8 Vorm. |10.| — | — | — |25.0° C.| — : 12: 8-10 2,129 0252/1060, 758 10-11 1.1 — | — | — 40.02 C. Vorerwärmung. 11-1 Nachm. 213844061205 00; 1-3 2232203551 064. 315-515 2560-5642 A0 515-715 2230-1270 TABEVEE CVPFE Datum. Zeit. Std | Temp. | Bemerkungen. Mai 27/28.| 9 Nachm.—8 Vorm. | 11.125.0° C. — 120; 8—9 Lee 125 9—10 - 1.140.0° C! — |Vorerwärmung. 10—11 1 ; 20. LL 11—12 de , 17 — | 12—1 Nachm. Le RL CUS | 12 a ot | 256 EE ec en 3-4 ARS) 154 Tabelle XVIII gibt für 45° C. einen Versuch an, der weiter fortgesetzt wurde. 183 TABELLE.-XVNHI. Ave RCE Datum. | CR AS Istd. JE | 8$ 2e Temp. |Bar.| Bemerkungen. | MEDEF RS | | BEA l | Mai 13/14. | 10 Nachm.8 Vorm. |10.| — | — | 5,00 | = A 4, 8-10 2.124:3/26:2/1.07| 0/20 (754 10-11 1. — | — | — |45.0° C| |Vorerwärmung. 11-1 Nachm. 2. 40.8/43.5/1.06| , | 1-3 2:125.5l27.51 1.07 315.515 2:120:1192 ; |'1:00/ 00 515-715 275120 61 LTNRS Mai 14/15. || 73 Nachm.-8® Vorm. |13.| — | _| —| , VC 820. 1030 2.| 44. |46.2 1.05, , |758| Heftige Bakterien- | | | | entwicklung. Am folgenden Morgen stellte sich eine grosse O,-Auf- nahme und CO,-Abgabe heraus. Bei mikroskopischer Untersuchung ergab sich, dass die Keimlinge bis zum Kern voller Bakterien waren, und gänz- lich abgestorben zu sein schienen. Die CO,-Erzeugung und O,-Konsumption rührte also hauptsächlich von diesen Bakterien her, welche scheinbar mehr CO, abgaben als O, aufnahmen. Tabelle XIX zeigt noch einmal an, dass nach einem 8 stündigen Verbleiben bei 45° C., die Bakterienatmung das Fallen der Erbsenatmung noch nicht aufgehoben hat. FADELELE-XIX. a c Datum. | Aeit Std. F 5 Ô g En Temp. V|Bar.. Bemerkungen. MÉdHELRS | Mai 12/13. | 10 Nachm.-8 Vorm. 10. = | — 25,0° EE rl || 8-10 2.125.6,26.41.03) , 1750 | 10-11 | 1.) — | — | — 45.0° C. Vorerwärmung. | 111 Nachm. |2.42.1/45.5/1.08 , | 1:3 | 2.1 24.2 26.9:11.11| , | 315-515 Hait22-2) 242} AS) |, 515.715 | 2. 19.5 21: 507005 | 184 à Tabelle XX und XXI lassen deutlich erkennen, dass bei 50° C. ein sehr starkes Sinken auftritt. L'ALBRE LEUR XTE | se G< | | Datum. |! Zhetiit: Sa. se | r - SE | Temp. |Bar. Bemerkungen. ES een LEE) | | | Mai 16/17. | 10 Nachm.-8 Vorm. 10. 1 Arc AREUÉ 8-10 12°]23.6|24:2) 10610, 475 10-11 | 00e Vorerwärmung. | 11-12 AM 25 NAT 12-1 Nachm. 1:110:545 51147). 115-215 |1.| 67111.111.65| , | 215-315 1,104] 0 12e | 330.430 |1.| 4. | 9.1/2.27) ,, | |Bakterienent- | | | wicklung. | 430-530 | 1.11022M3 04 7 | 545-645 NSP EE IR" TAB ELLE Datum. ZEN: (Si se - - | _ Temp. Bar. Bemerkungen. Mai 15/16. | 10 Nachm.-8 Vorm. |10.| — | — | —— |25.00C. | — 16. "| 8-10 2.193, | 24.1| 1.04; 28760 | 10-11 1. — | — | — 50.00C. | Vorerwärmung. | 11-1 Nachm. 2.f24771B0.5/1:23| , | 155 2.| 9.4115.7| 1.68 315-515 PABS 10.51.31 . — | 515-715 22 0421.12) . Bakterienent- | | | | | wicklung. Es trat jedoch schnell ein Steïgen auf, welches durch die Bakterien verursacht wurde. Aus Tabelle XX, wo 6 7 8 Stunden Fig... 14. Zur Vereinfachung sind die gefundenen Anfangswerte von 25° C. alle auf 10ccm eingestellt. Nach diesem Mass- stabe sind die anderen Werte umgerechnet worden. Hier- 13 188 durch ist am Verlauf der Linien nichts geändert. Der absoluten Grôüsse der so gefundenen Zahlen ist weniger Wert beizulegen (Siehe Seite 176). ccm O) — —____ ————_—_——"#" " _—_—_—_—_—_—_— —_——_—_—R —_—_—_—_—_—# —_—"] —]# — 4 9 6 7 3 t2 (e) 1 Stunden Fiq.5: Fig. 16 stellt den schwankenden Verlauf der Stunden- werte von 30°, 35° und 40° C. an. (Tabeïlen XI, XIV und XVII). Die Anfangsgrôsse ist auf 10ccm gestellt. Die hier oben mit 4 Tage alten Keimlingen erhaltenen Ergebnisse der CO.-Abgabe bei verschiedenen Temperaturen zeigen unzweifelhaft eine grosse Übereinstimmung mit 189 : 40°C 14 1 13 12 ! ie SR Ris 30°C 1 LS # 10 9 8 7 x © ŸU _-6 0 DS i : : i nn) 1 2 + 5 G 7 8 Stunden s Fig. 16. denjenigen, welche Kuyper mit gleichalten Pisumkeim- lingen erhielt. Bei 0° und 10°C. darf man von einem Kon- stantbleiben sprechen, bei 20°, 25° und 30°C. von einem Auf- und Niedergehen, während von 2046 an der, Prozess ein Sinkender ist. Dass man jedoch nicht in allen Fällen die Atmungs- resultate eines bestimmten Keimungsstadiums verallgemeinern darf und noch viel weniger derartige Ergebnisse gebrauchen kann, um die Richtigkeit einer bestimmten Atmungstheorie 190 zu beweisen oder zu leugnen, wird jetzt näher besprochen werden. Bei den im folgenden Abschnitt zu besprechenden Unter- suchungen über anaerobe Atmung wurden auch Keimlinge von anderen Stadien genommen. Es wurden für jede Temperatur zu gleicher Zeit zwei Versuchsreihen aufgestellt; die eine in Wasserstoff, die andere in Luft. Diese letzteren werden hierunter besprochen. Die Tabellen XXII, XXIV, XXV, XXVI, XXVII, XXVIII, XXIX. XXX, XXXI und XXII enthalten die Ergebnisse mit Keimlingen, welche von der Wasserauf- nahme an, einer Temperatur von 25° C. ausgesetzt wurden, bis sie 21 Stunden alt waren. Zuvor hatten die Samen 9 Stunden in Wasser von 25° C. zur Quellung gelegen, und brachten bei derselben Temperatur die Nacht (11 Stunden) im Apparat zu. Die erste Wahrnehmung bezieht sich also auf die 21te Stunde der Keimung bei 25° C. TABE LE NII Datum. - | Zeit. | Std. | Temp. | ES | | Aug. 16/17. 9 Nachm.— 8 Vorm. | 11./25.0° C. — 1e 8— 9 Je 9 9— 10 'ANOOTE = 10—11 RS ë 12 11412 ii 5: | 121 Nachm 0 T se TS Las | 1 ; 0.8 23 1 0.8 34 1 " 0.8 191 T'ADBELPERRAIN Datum. | Zeit. | Std. | Temp. | a Aug. 15/16.|9 Nachm.— 8 Vorm. | 11. 25.0° C. = TO) ‘| 8— 9 lbs PR CON 9—10 1. 110:0°€) = 10-11 Mes 2 3. 1142 | 1 ; 2.6 | 124) Nachn. |. d] 4 - 4 282 | es AR 22 28 HA ADO €] — 3—4 ARE 6-2 45 EUR 6.6 | 56 1. 110.0° C = | GT NE 2 3.3 F8 Na , 2.8 TABELLE) XXV. Datum. Peit. Std. | Temp. nt 2 Aug. 6/7. | 9 Nachm.— 8 Vorm. | 11./25.0° c. _ | 819 FL 2 9.2 910 :. #:20.02 €) es 10e11 Let 6. (12:12 DRE NS s 6.1 12—1 Nachm. 1! 6.4 =? Pile 6.4 23 LMI: 6.5 3—4 1 , 6.5 192 TABELLE XXVI Datum. | Zeit. | sta. Temp. | Be Juli 20/21. 9 Nachm.— 8 Vorm. | 11125 00C = RE 89 LL TOR 10.2 9—10 As 10.2 | 10-11 1 Led THHLOPE | 1212 LE MIE CURE | 12—1 Nachm. 1. PH 4 1072 12 NA F 10.6 2:33 | a + 10.6 3—4 1 7 dl), MO | 4—5 1 4. teiORe | 5—6 l ee aile SO | 67 1 , 4) HOMO TABELLE XVI Datum. Zeit: Std.| Temp. Re Juli 27/2819 Nachm.— 8 Vorm. | 11./25.0° C. _ 25 80 A Fans 9.2 9— 10 1. 30.0° C.| Vorerwärmung 0=11 ares au 13.2 1412 dal Vrai 14. 12—1 Nachm| 1.| , 14.9 1522 FAQ + 21 14.9 2.23 Os 14.9 | 3—4 1AL re 15.4 | 45 AS 1 15.9 | 5.6 DITES 16.3 | 6=7 LG, 16.3 | 728 LA 16.8 193 TABELLE XVII. Datum. Zeit. | Sta. | Temp. | Ras 2 RE SD) i A2 | | Aug. 7/8.|9 Nachm.— 8 Vorm. | 11. 25.0° C. Es 2 LES 8— 9 Ia CALE | 2 9— 10 1. 35.0° C.! Vorerwärmung. 10—11 A pe 12:38 11—12 1. | 5 1422 12—1 Nachm. LACS 14.2 1—2 ÉTÉ 2—3 He 15:9 3—4 0 | 144 | 45 PA RER 135 5—6 Las 13.8 | 61 Se 14.2 7—8 NE ns 134 ” 8/9.|18Nachm.—10 Vorm.| 14.| , — 10—11 1 Late 15.8 11—12 QE + 1622 12—1 Nachm. 4 à 16.6 1—2 Pres 16.8 194 TABELPEMEREE Datum. Zeit. Std.| Temp. mn " Aug. 2/3.| 9 Nachm.— 8 Vorm. | 11.25.02 C. LE, tres: 8— 9 11 : 9 9— 10 1. 40.0° C.| Vorerwärmung. 10—11 l; 5 17% 11—12 l: 5 172 | 12—1 Nachm. 1. + 16.8 1—2 Le 5 15.4 2—3 1: 5 1422 3—4 1 5 1489 4—5 1: js 15:9 5—6 1: ; 12 6—7 1. © 17227 7 —8 1: ï 18:14 8—9 1È " 1827 TINBELEEUXX Datum. Zeit. | Std. | Temp. D Aug. 1/2.19 Nachm.— 8 Vorm. | 11..25.0° C. _ C2 8— 9 1: , 107 9—10 1. 45.0° C.| Vorerwärmung. 10—11 1e h 16.8 11—12 1. RE 14° 12-41 0Nachm |. ” te 1—2 113 ; 102 2—3 {> f i152 3—4 d. ; 10.2 4—5 1: . 10:72 5—6 1. ; 1122 6—7 1° 5 14. 7 —8 È ñ 15: 195 RAPBELLE XENI Datum. ! Zeit. | Std.| Temp. | Rs va Aug. 14/15.) 9 Nachm.— 8 Vorm. | 11.25.0° C. — nr 1 8— 9 1 : 102 9—10 1. ,50.0° C.| Vorerwärmung. 10m E : IL 11—12 dE . 15:9 12—1 Nachm. 1. , 16.8 1—2 er : 1757 2—3 v 19.6 3—4 BR! 26.5 FABELEE:.XXXIT Datum. | Zeit. Std. | Temp. not Aug. 12/13.|9 Nachm— 8 Vorm. | 11. 25.0° C. = € à 8— 9 17 . | 9.8 910 Le 55:00 C.. Vorerwärmung. 10 M | 6 : | LL i1—12 1. | s 5.2 LE LNéchm ES; su | 1—2 1: | se Se 1. 50.0° C. Le 3—4 F. £ +0 4—5 | . V4 5—6 v. | ’ 2155 Eine Übersicht von diesen Tabellen gibt Figur 17. 196 \ 102 S2 \ È U 1 o E OC (e) Ÿ ; | SAN: 5 46 ‘7 , 26 CON Stunden 197 Die Anfangswerte von 25° C. sind alle auf 10 ccm. zurück- gebracht, und nach diesem Massstabe sind die anderen Zahlen umgerechnet. Die Linie von 50° C. ist in der Figur nicht gezogen, da hier die Bakterienentwicklung sehr schnell überwiegend war. Im Gegensatz zu der CO,-Abgabe bei Samen, die 4 Tage gekeimt hatten, sehen wir hier bei 21 Stunden alten Keimlingen das Folgende: Bei 40° C. ein Steigen oder Konstantblei- ben 2 bis 3 Stunden lang, wonach ein Fal- léata dherett: ben CG Téin Autun d°Nre- dergehen, das mehr als 10 Stunden dauert; Dert30e 725 und 20 CReinoteidgen: bewl0s und'O GC ern Komstaetblerben: Schwankungen treten hier also erst bei 35° C. auf, wäh- rend wir sie schon bei 20°C. sahen bei Erbsen, die 4 Tage gekeimt hatten. Aus diesen Versuchen ergibt sich, dass die erste Hypo- these von Kuyper, wobei vorausgesetzt wurde, dass die Schwankungen bei hôheren Temperaturen durch ver- stärktes Wachstum einerseits und Beschädigung des Atmungs- prozesses andrerseits verursacht würden, nicht zur Erklärung dieser Schwankungen gebraucht werden kann. Dénn Hier Sehen wir deutliieh dass!zB: eine lemperatur von. 30° CC. welchesbei 4 Tage alten Keimlingen Schwankungen erzeugt und also nach Kuyper die Atmung schädigen sollte, gerade umgekehrt auf Keimlinge von 21 Stunden einwirkt, ob- gleich in beiden Fällen das Wachstum sehr stark ist. Ebenso kommt dieses Verhältnis zum Ausdruck, wenn man mit Samen von noch jüngeren Keimungsstadien expe- rimentiert. Tabellen XXXIII und XXXIV enthalten die Resultate von 198 Versuchen bei 40° und 50° C., welche folgenderweise vor- genommen wurden; 50 trockne Samen wurden ins Atmungsgefäss b (Fig. 9) auf trockne Watte gelegt und mehrere Stunden lang auf 40° resp. 50° C. gehaiten. Nachdem die Samen also die Temperatur vollkommen angenommen hatten, wurde die Watte mit Wasser von der gleichen Temperatur befeuchtet. (Bei den anaeroben Versuchen musste zu diesem Zweck eine besondere Vorrichtung an das Atmungsgefäss befestigt werden, welche im folgenden Abschnitt behandelt werden wird). L'ABELL Et: ccm CO» Datum. Ze it Std. | Temp. ausge- Bemerkungen. schieden. Aug. 26/27.110 Nachm.— 8 Vorm.| 10. /40.0° C. nihil. | Trocken. MOT: 8— 9 1 » A UeO Wasser von É 40° C. hin- zugefügt. 9—10 fe se DEA 10— 11 1 . 5.8 11-12 fe “ 126 12—1 Nachm. 1.| , 120 12 ik, . 7-8 275 1 » LU TO 3—4 1 5 120 4—5 le PT MO Bakterienent- | | | wicklung. 5—6 LS eg: l'E br DS PA Re PE 2 199 PADERE ERRENNE | | | ccm CO» Datum. Ze i À Std. | Temp. | ausge- Bemerkungen. | | schieden. Aug. 18. |10 Vorm.—3 Nachm. | 5. (50.0° C. nihil. | Trocken. 5 ETC 14. > | 1059 Wasser von | 50° C. hin- zugefügt. 430 5 4 s F2 542 590 . fi 2:53 5°— 6 + _ Yi 6672 1 . 4.2 ENT 1 È 4.4 EN 4 24 4.6 75— 8 + ; 5.4 Eee. 1 " 5.4 8°— 9 L , 56 9 ,— 950 1 re 30 93010 + >: 5.4 10 —10%0 L à SES 10%°—11 l 7 5 = bi —110 + re 5.4 OS : . 56 = 49; Per A1 1 : 8. Bakterienent- wicklung. 12%=%6 Vorm. | 57. È — 6%— 7 . ; 2252 TETE +. ñ 31.8 Der Atmungsprozess konnte hier nun bei Temperaturen von 40° resp. 50° C. einsetzen, ohne dass durch eine Vorerwärmung ein schädlicher Einfluss zu befürchten war; denn eine Beschädigung der trocknen Samen durch diese hohe Temperatur ist soweit bekannt ausgeschlossen. Jedenfalls 200 ist die Atmung der trocknen Samen im allgemeinen prak- tisch gleich Null zu setzen, was auch bei hôheren Temperaturen der Fall ist, weil in unsern Versuchen, während der Vor- erwärmung, das Barytwasser der Pettenkoferschen Rôhren vollständig klar blieb. Fig. 18 und 19 stellen die gefundenen Zahlen graphisch dar (gezogene Linien). «x © e E 2] (es 1 Stunden Fig. 18. Nach einem vier bis fünfstündigen Steigen, was zweifellos in Beziehung zur Wasseraufnahme steht, blieben bei beiden Temperaturen die Mengen der ausgeschiedenen CO, auf derselben Hôhe, bis eine Steigung auftrat, die durch Bakterien verursacht wurde. Das Auftreten von Bakterien und das zu Grunde gehen 201 Le] c.cm. CO [em | Le] 1 Stunden Fig. 19. der Objekte in diesen Versuchen beweist, dass diese Temperatur für die Atmung nach Wasseraufnahme schädlich ist. Der normale Verlauf der Atmung bei diesem Wärmegrad wird also auf die Dauer keine gerade Linie zeigen kônnen. Auch ist hier der Einfluss der Wasseraufnahme, nämlich die Vergrôüsserung der atmenden Zellenmasse, nach der fünften Stunde von keiner Bedeutung mehr für eine Zu- nahme der CO,-Abgabe. Dies geht aus den übereinstimmenden Versuchen in Wasserstoff hervor, (siehe Tabellen LII, LIV, LV), wo Bakterien ausgeschlossen waren. (Fig. 22). Das Konstant- bleiben nach der fünften Stunde (Tabellen XXXIII und XXXIV) wird folglich hauptsächlich durch die Bakterien- entwicklung verursacht. Das Sinken des Atmungsprozesses wurde demnach längere Zeit kompensiert durch die CO,-Abgabe der Bakterien. 202 Wie wir in Tabelle Ï sahen, wo mit 50 infizierten Samen gearbeitet wurde, kann durch die Bakterienatmung nach sechs Stunden bei 50° C. hôchstens 3.8 ccm CO, pro Stunde produziert werden. Wenn also in den Versuchen (Tabelle XXXIII, XXXIV) diese Bakterienatmung so gross wie die Steigung in der achten, resp. neunten Stunde angenommen wird, so stellt in Fig. 18 resp. 19, die punktierte Linie I1 den Verlauf dieser Bakterienatmung dar. Aus den Linien Ï und II ist Linie III zu konstruieren, welche dann den wahren Atmungsverlauf bei 40° resp. 50° C. angibt. Beim Ziehen von Linie Il herrscht natürlich eine gewisse Freiheit. Sie kann etwas zu grosse oder zu kleine Werte angeben. Vergleicht man nun den Verlauf der Linien (Fig, 14, 17 und 18) für die CO,-Ausscheidung bei 40° C. miteinander, dann fällt sofort der grosse Unterschied ins Auge. Das Fallen der Atmungsintensität bei 40° C ist bei älteren Keimlingen stärker als bei jüngeren, Wir kommen also zum Schlusse : Dieselbe hohe Temperatur hat einen desto stärkeren Einfluss auf den Atmungsverlauf, je älter das Keimungsstadium ist. Betrachten wir genau die Ergebnisse der Versuche (Ta- bellen II und III), welche den Atmungsverlauf in den ersten Keimungstagen angeben, so ergibt sich, dass die Atmung, nach der Wasseraufnahme, die Tendenz zum Steigen zeigt. (Fig. 11). Dieser Faktor, der also bei der Keimung ein Steigen der Atmung bis zu einem gewissen Maximum erzeugt (abge- sehen von den Schwankungen, die dann auftreten und dem darauffolgenden Sinken), kann manin Anschluss an À. Mayer »Grosse Periode der Atmung' nennen. 203 Natürlich wird eine Beziehung bestehen zwischen der Steigung des Atmungsgaswechsels und der gleichzeitig damit stattfindenden Zunahme der Zahl der atmenden Zellen in den wachsenden Objekten. Die Erscheinung der grossen Periode nur mit dieser Zellvermehrung zu erklären, geht meines Erachtens nicht. Denn von einem bestimmten Augenblick an, erreicht der Atmungsprozess ein Maximum und bleibt längere Zeit darauf stehen, während die Zellenvermehrung fortschreitet, was sich aus der Wachstumszunahme ergibt. Will man nun den Einfluss eines bestimm- ten äusseren Faktors auf den Atmungsverlauf bei keimenden Samen studieren, so lehren die obigen Versuche mit Keimlingen verschie- dener Entwicklungsstadia, dass man diese grosse Periode nicht ausser acht lassen darf. Wählt man z, B. zu seinen Untersuchungen Keimpflanzen, die sich noch in der grossen Periode befinden, — also die Tendenz zum Steigen besitzen —, und bringt man dieselben z. B. auf eine gleichhohe nicht schädliche Temperatur, so kann man einen sehr verschiedenen Atmungsverlauf erhalten. Entweder wird bei der hôheren Temperatur der Prozess längere Zeit mit erhôhter Intensität steigen, oder man kommt sogleich auf das ,Plateau der Schwankungen’”. Dieser verschiedene Verlauf ist zweifellos von dem Faktor ,grosse Periode” beeinffusst. Vernachlässigt man diesen Faktor, so muss man selbst- verständlich in den Fällen, wo er überwiegt, zu falschen Folgerungen kommen. Was den Einfluss der Temperatur auf den Verlauf der Keimungsatmung anbetrifft, so darf man nur solche Versuche mit einander vergleichen, deren Keimlinge sich in derselben Atmungsphase befinden. Es wäre z.B. sehr erwünscht gewesen, wenn in den 14 204 Kuyperschen Versuchen !) mit tropischen Pflanzen, auch angegeben worden wäre, in welchem Atmungsstadium diese Keimlinge sich befanden. Seine Versuche mit Arachis hypogaea, die er als bestes Vergleichsmaterial mit seinen früheren Versuchen, *) wobei er Pisum sativum gebrauchte, ansieht, gaben ihm folgendes Resultat : Bei 15° C. ist die Atmung während vier aufeinander- folgenden Stunden konstant; bei 25° C. finde ich eine kleine Zunahme der CO.,-Abgabe; desgleichen bei 30° C. während man bei 35° C. entweder eine Schwankung um einen Mittelwert oder sogar eine kleine, aber regelmässige Abnahme beobachtet, eine Abnahme, die sich bei hôheren Temperaturen immer stärker zeigt; 35° C. ist also die Temperatur, die man als Wendepunkt betrachten kann in Bezug auf den Temperatureinfluss.”. Bei 4 Tage alten Pisumkeimlingen beobachtete Kuyper das Auftreten der Schwankungen erst bei 25° und 30° C. während bei 35° ein Sinken auftrat. Jetzt, bei Arachis findet er für gleichalte Keimpflanzen, dass diese Schwan- kungen erst bei 35° C. vorkommen. Hieraus schliesst er, dass für diese Pflanze die ,kritische” Temperatur deutlich 5° bis 10° hôher liegen sollte. Und das erklärt er in der folgenden Weise: ,, Die tropischen Pflanzen stehen also in dieser Hinsicht in einem Gleichgewicht mit ihren äusseren Umständen; die Temperatur auf Java wird wohl ungefähr 10° hôher sein als die Durchschnittstem- peratur der Vegetationsperiode in den gemässigten Zonen.” Diese Folgerung Kuypers kann richtig sein, aber sie darf nicht aus seinen Versuchen mit 1) Kuyper, J. Ann. du Jardin Bot. de Buitenzorg, 2e Série, Vol. IX AOPEESNEASE ?} Kuyper, J. Recueil des trav. botan. néerlandais. Vol. VII, 1910, Su EU Tabelle 5. CO,-Abgabe _— = — 10.— O,-Aufnahme : — ss GENRE, a — RIT", e — RÉEL UE R . = 1220 ; = = NU ee RS 0 A AE _ = = 6 TTL . = HER NON NU Re NN Ps SEmanpuir ee rome = = HE _ = D de de 205 Arachis gezogen werden. Denn aus den Tabellen XXVI, XXVII und XXVIIL ergibt sich, dass dieselbe hôhere Temperatur, die er für Arachis als eine ,,kritische”’ bezeichnet, infolge ihrer tropischen Natur, es auch für Pisum in der gemässigten Zone sein sollte, wenn man z. B. mit Keimlingen arbeitet, die 21 Stunden alt sind. Hieraus folgt, dass der von Kuyper bei Arachis gefundene Wendepunkt nichts beweist für die tropische Natur dieser Pflanze, es sei denn, dass vorher bewiesen worden wäre, dass sowohl bei Arachis hypogaea als bei Pisum sativum am vierten Keimungstag auch dieselbe Phase der grossen Periode erreicht ist. Vergleichen wir den Temperatureinfluss auf die O,-Auf- nahme mit demjenigen auf die CO.-Abgabe, so erhalten wir: 9.8 3.04 139 0.71 0.73 0.68 ——.065 0.50 0.61 059 Tabelle 19. CO,-Abgabe — — 0.580,-Aufnahme —_— — PRO AERE Le = emmener vs _ PT = NA rt = = 1 es 8 us 206 Hieraus ergibt sich eindeutig, dass bei beiden Prozessen der Temperatureinfluss fast derselbe ist. Erst bei 50° und 55° C. treten Unregelmässigkeiten auf, aber nirgends zeigt sich, dass der eine Prozess stärker beeinflusst wird als der andere,wie in der 2tn Hypothese Kuypers vermutet wird. 2, DiethecriewvontBlackman’): Keimende Samen von Pisum sativum haben scheinbar bei 20°C das Maximum der grossen Periode bereits am vierten Tage erreicht und befinden sich in diesem Stadium auf dem ,,Plateau der Schwankungen”. Gegen Kuypers Betrachtungen über die Blackmansche Theorie kann also nicht angeführt werden, dass der Faktor ,,Grosse Periode der Atmung'” von Eintluss gewesen ist auf die von ihm erhaltenen Zahlen, mit viertägigen Pisumkeimlingen. In allen anderen Fällen jedoch, wo die Anwesenheit eines bestimmten Faktors den Temperatureinfluss überherrscht, wird es wohl unmôüglich sein, ohne exakte Analyse etwas zu zeigen von der Richtigkeit der Blackmanschen Theorie. Fräulein v. Amstel*) berichtet z.B. von einer Unter- suchung der O,-Aufnahme bei Keimpflanzen. Sie schliesst 1) Blackman, F. F. Ann. of Botany. Bd. 19, 1905, S. 281. ?) van Amstel, J. E. De temperatuursinvloed op physiologische processen der alkoholgist. Delfter Dissert. 1912. 0.55 1 2 Or 1.56 207 aus ihren Versuchen, dass die Blackmansche Theorie aufgegeben werden muss, weil die Linie der Nullstunden- werte keine steigende, sondern eine Optimumkurve ist. Vom gebrauchten Material und seiner Vorbehandlung wird nichts anderes gesagt, als dass es Weizenkeimlinge waren. Wenn man jedoch aus den Ergebnissen, welche wir mit vier Tage alten Keimlingen erhielten, (Fig. 14) die Null- stundenlinie durch die Blackmansche Extrapolation konstruieren wollte, so würden hierbei die verschiedenen Punkte ganz anders zu liegen kommen, als wenn das Material der 21 Stunden alten Keimlinge (Fig. 17) dazu gebraucht würde. Es ist darum sehr gut denkbar, dass z.B. der Faktor Grosse Periode in den Versuchen von v. Amstel einen solchen Einfluss ausgeübt hat, wodurch das Entstehen einer ,,Optimumkurve” erklärt wird. Im allgemeinen haben alle bisherigen Betrachtungen über die Blackmansche Theorie meiner Meinung nach einen beschränkten Wert. Denn die Richtigkeit dieser Hypothese wird nur dann dargetan werden kônnen, wenn man den zu untersuchenden physiologischen Prozess streng analysiert hat, mit anderen Worten, wenn man den Einfluss von Nebenfaktoren auf- gehoben, oder wenigstens erst festgestellt hat. Hierbei muss nicht nur an äussere Faktoren, sondern auch an innere gedacht werden, kurz an alle Faktoren, die das Keimpflänzchen beherrschen. Vergegenwärtigen wiruns noch einmal den Hauptgedanken, welcher der Blackmanschen Theorie zu Grunde liegt. Blackman nimmt an, in Übereinstimmung mit Tammann') und Duclaux’), dass die Wirkung der 1) Tammann, G. Die Reaktionen der ungeformten Fermente. Zeitschr. physiol. Chem. Bd. 16, 1892, S. 317. - ?) Duclaux, E. Traité de microbiologie. Bd. 2. 1899, S. 193. 208 Enzyme von zwei Faktoren beherrscht wird, nämlich durch die Temperatur und die Enzymmenge. Die Enzyme aber sind zersetzliche Stoffe und zerfallen schon bei niederen Temperaturen in unwirksame Komponenten. Dieser Prozess wird bei hôheren Temperaturen noch beschleunigt. Der Temperatureinfluss auf die Enzymwirkung ist nun derart, dass man einerseits eine Zuhname der Reaktions- geschwindigkeit erhält und andererseits eine Beschleunigung des Enzymzerfalls. Diese Relation zwischen Temperatur und Enzymwirkung konnte Tammann bei Enzymen in wässerigen Lôsungen experimentell feststellen. Er ist auch der erste gewesen, der auf die Bedeutung des Zeitfaktors hinwies. Es scheint mir nun, dass diese Verhältnisse im Orga- nismus viel verwickelter sind. Hier hat man nicht nur mit den obigen beiden Faktoren zu tun, sondern es tritt noch ein dritter hinzu, der in dem Wiederaufbau der zersetzen Enzymmenge besteht. Den Temperatureinfluss auf die Enzymwirkung muss man sich hier etwa so vorstellen: 1. Erhôhung der Reaktionsgeschwindigkeit, 2. Teilweiser Zerfall der Enzyme, 3. Gesteigerter oder wenigstens geänderter Wiederaufbau der Enzyme. Nimmt man diese Erweiterung der Blackmanschen Hypothese an, so folgt hieraus, dass das Gleichgewicht bei nicht schädlichen Temperaturen hergestellt wird durch den obengenannten 3ten Faktor. Will man nun aus der festgestellten Grôsse der Enzym- wirkung durch eine Berechnung den Wert für die Enzym- reaktionsgeschwindigkeit finden, so ist es unbedingt nôûtig, dass man auch die Geschwindigkeit kennt, mit welcher die Prozesse, in 2 und 3 genannt, verlaufen. Es braucht also nicht weiter auseinandergesetzt zu werden, . 209 dass wir zur Zeit noch sehr weit davon entfernt sind, um Blackmans Hypothese experimentell darzustellen, weshalb mir Betrachtungen in diese Richtung an der Hand unserer Ergebnisse zwecklos erscheinen. Es sei hier noch verwiesen auf die kritische Studie von Cohen Stuart,!) wo die Blackmansche Theorie eingehend besprochen ist. R'Die-Relation: + Betrachten wir in den Tabellen V—XIX die verschiedenen CO; : Werte des Quotienten on wie er sich bei Temperaturen 9 von O°-45° C berechnen liess, so sehen wir, dass dieser Quotient von der Temperatur nicht beeinflusst wird. Er schwankt zwischen 1.00 und 1.12, eine Erscheinung, die auch bei normalen Temperaturen wahrzunehmenist. (T'abellen IT und II). . Für Phaseolus multiflorus, Hordeum distichum, Triticum vulgare, Helianthus annuus, Cucurbita Pepo und Lupinus albus fand Pourievitch*) dass _ grôsser wird bei Temperaturerhôhung. Die hôchste Temperatur seiner Ver- suche war 35°C. Von der Vorbehandlung der Keimlinge wird nichts angegeben. Bei vielen Versuchen betrug die Tem- peraturschwankung 3° C. Die Methode von Pourievitch war derjenigen von Bonnier und Mangin gleich und bestand im Analysieren von Luftproben, die aus dem Atmungsgefäss genommen wurden. Oft dauerten seine Beobachtungen mehr als 20 Stunden und der Sauerstoff- gehalt seines Apparates sank auf 4%/,. Pourievitch konnte jedoch zeigen, dass diese O,-Verminderung keinen schädlichen Einfluss hatte auf den Atmungsgaswechsel 1) C. P. Cohen Stuart. Kon. Akad. Amsterdam, 1912, S. 1159. 2? Pourievitch lc. 3) Bonnier und Mangin I.c. 210 seiner Versuchsobjekte. Die Art und Weise seiner Be- weisführung hierzu sagt aber wenig. Denn er gibt nur an, dass für verschiedene Sauerstoffspannungen gleich CO, ©, bleibt. Hieraus ist nicht zu ersehen, ob die Sauerstoffver- minderung auch die Prozesse der O,-Aufnahme und CO,- Abgabe beeinflusst hat. Ganz im Gegensatz zu seinen Ergebnissen über den Tem- 9 2 @ peratureinfluss auf =”, stehen unsere Resultate. O; Erst bei 50° und 55°C. konnte in unseren Versuchen eine Erhôhung von == beobachtet werden. (Tabellen XX, XXI und XXI. Bemerken wir hier noch, dass bei den verschiedenen ? stets grôsser als 1 blieb. Temperaturen # O; 4. Der Temperaturkoeffizient Qu. Q;, — das Verhältnis der Geschwindigkeitskonstante K bei x + 10° zu dem bei x° C. [Qu — M Wie schon Kuyper fand und auch aus unseren Ver- suchen hervorgeht, bleibt bei 4 Tage alten Keimlingen die Anfangsgrôüsse des Atmungsprozesses bei schädlichen Tem- peraturen nicht konstant, sondern wird sie in den aufein- anderfolgenden Stunden immer kleiner. Je hôher die Temperatur, desto schneller fällt der At- mungsprozess. Ein Versuch, in solchen Fällen dennoch die Anfangs- intensität nach einer Zeit O zu finden, gibt die Extra- polationsmethode Blackmans ). 1) Blackman, 1. c. 211 Durch Elimination des schädlichen Temperatureinflusses, welche eine Funktion der Zeit ist, würde man also auch für hôheren Temperaturen Q.,, berechnen kônnen. Betrachten wir jetzt für 20° und 30° C. den Atmungs- verlauf bei 21 Stunden alten Keimlingen (Tabellen XXV und XXVII. Die Anfangsgrôsse der Atmung ist bei 30° C. hôher als bei 20° C., aber in beiden Fällen nimmt sie zu als Folge der Tatsache, dass die Objekte sich hier noch in der grossen Periode der Atmung befinden. Diese Beschleu- nigung des Atmungsprozesses in den aufeinanderfolgenden Stunden ist bei 30° C. grôsser als bei 20° C. Die Zunahme durch diese Beschleunigung ist also abhängig von der Temperatur und ist ebenfalls eine Funktion der Zeit. Will man also für dieses Keimungsstadium Q,, berechnen, so darf man die gefundenen Werte der Atmungsintensität nicht ohne weiteres durch einander dividieren. In diesem Falle sollte man erst den fôrderenden Einfluss der grossen Periode eliminiert haben. Aus diesem Beispiel ist wohl zu folgern, dass man auch bei niedrigen Temperaturen etwas Ahnliches finden muss. In der Phase der grossen Periode der Atmung darf man auch beinicht schädlichen Tem- peraturen den Zeitfaktor nicht vernach- lässigen. B. Anaerobe Atmung. a. Der Verlauf der anaeroben Atmung bei einer nicht schädlichen Temperatur. In Tabelle XXXV sind die Resultate eines Versuches ange- geben, der mit 75 trocknen Erbsen auf feuchter Watte begann. Die Samen wurden zuvor zehn Stunden in Wasser von 20° C. gequollen. Sie blieben über Nacht, zehn Stunden lang, auf 25° C im Wasserstoffstrom im Apparat. Dann 212 begannen am folgenden Morgen um 8 Uhr die Beobach- tungen, die jede zwei Stunden gemacht wurden. Beim Beginn der Wahrnehmungen waren also alle Erbsen voll- ständig gequollen. TABELLE XXXV. Datum. | FIST : (Std. | Temp. | ccm CO» ausgesch. Bemerkungen. Juni 26/27. | 10 Nachm.—8 Vorm. |10. 25.0° c. — | Wasserstoffstrom. OT 8—10 ai |rrrgterA 21.2 10—12 FES 2148 12—2 Nachm. 2- “ 21.8 CR lZ- . 21.8 , 27/28. | 4 Nachm—8 Vorm. 16. , _ 0020: 8—10 2° : | 20.8 10—12 RE : | 20.8 12—2 Nachm. PA ET 20.8 2—4 “Xe 2 20.2 , 28/29. | 4 Nachm.—8 Vorm. |16.| , — > FA 8—10 [32 ; 20. 10—12 PE , 20.4 12—2 Nachm. | 22 es 20.4 2—4 22 a 20.6 4—6 2: 5 20. » 29) 6 Nachm.—8 Vorm. |14. ; — 30. 8—10 ÉD Es 20.4 10—12 Ro $ 20. 12—2 Nachm. mare 20. 2—4 FA IESS 20.6 4—6 2 20.4 6—8 | 2. > FAURE 50 Würzelchen schon | durch die Samenhaut Ph gebrochen. 30. 8 Nachm. | > 128.4 Luftstrom. di. pro 2 Std. Juli 1. 8 Vorm. 12. | 21::4 111 Vorm.—115 Nachm.| 2. : 21.6 115315 2: : 25:2 315—51$ 2, . 26.4 515—715 2e 2755 | Wurzellänge ca. 1 cm. » 213 Der Verlauf der CO,-Abgabe zeigte vier Tage lang ein Schwanken um einen Mlittelwert, man kônnte sagen ein Konstantbleiben. Am Ende des vierten Tages wurde das Atmungsgefäss geüffnet, und man konnte den gebildeten Alkohol deutlich riechen. Die Erbsen zeigten noch eine grüne Farbe und bei 50 waren die Würzelchen durch die Samenhaut gebrochen. Fine normale Entwicklung fand also nicht statt Von einem bestimmten Punkte an muss das Wachstum eingestellt worden sein. Über die Frage eines anaeroben Wachstums gehen die Meinungen sehr auseinander. Eine ausführliche Unter- suchung über diesen Gegenstand stellte Nabokich :) an. Im Gegensatz zu ihm sind die Meinungen von Pfeffer *), Wortmann,*) Detmer,‘) Wieler,‘) Palladin, f), Godlewski und Polzeniusz”?) und Polowzow,‘) die im sauerstofffreien Raume einen gänzlichen Stillstand des Wachstums wahrnahmen. Nabokich meint, dass der Fehler der anderen darin liegt, dass sie Schlüsse aus zu kurzen Versuchen gezogen haben. Seiner Meinung nach gibt es bestimmt ein anaerobes Wachstum, und dieses soll in gewisser Beziehung mit dem Prozess des normalen aeroben Wachstums vüllig identisch sein. So sagt Nabokich u.a.: \Es zeigte sich nämlich, dass die Entwicklung der Pflanzen 1) Nabokich, À. J. Landw. Jahrb. Bd. 38, 1909, S. 53. 2) Pfeffer, W. Landw. Jahrb. Bd. 7, 1878, S. 805. 3) Wortmann, J. Bot. Zeit. Bd. 42, 1884, S. 705. 4) Detmer, W. Landw. Jahrb. Bd. 2, 1882, S. 226. 5) Wieler, À. Unters. d. bot. Inst. zu Tübingen, Bd. 1, S. 223. 6) Palladin. Die Bedeutung des Sauerstoffes für die Pflanzen. Moskau 1885, S. 87. 7) Godlewski u. Polzeniusz. Bull. d. l’acad. d. sc. d. Cracovie, 1901, S. 258. 8) Polowzow, W. Abh. d. Kais. Akad. d. Wissensch. z. Petersb. Série 8, Bd. 12, 1901, S. 62. 214 im sauerstofffreien Medium streng nach dem Gezetze der grossen Periode verläuft, etc.” Mit Pisum sativum stellte Nabokich nur einige Ver- suche an. Er musste von diesem Objekte bald Abstand nehmen : ,,denn die Wurzelspitzen litten hier schon am zweiten Tage des Experiments, während für die Âusserung des Wachstums derselben nicht weniger als drei Tage anaerober Kultur erforderlich waren. Augenscheinlich war die Pflanze für die Lôsung der Frage wenig tauglich, und man musste sich nach Objekten mit intensiverer anaeroben Wachstums- fähigkeit umsehen.” Die von Nabokich untersuchten Keimlinge hatten eine so abnormale Vorperiode und unterlagen einem solch tief eingreifenden Verfahren, dass meines Erachtens aus seinen Wachstumsmessungen wenig zu schliessen ist. Obwohl es nicht in unserer Absicht lag bei den anae- roben Atmungsversuchen zugleich den Wachstumsprozess zu studieren, konnte doch ein solcher festgestellt werden. Über den Verlauf der aneroben CO, Produktion fanden Godlewski und Polzeniusz,!) wie bereits Seite 160 berichtet wurde, dass bei diesen Pflanzen ,,am ersten Tage die intramolekulare Atmung immer noch sehr schwach war. Sie verstärkte sich aber rasch, sodass meistens schon am dritten, seltener am vierten, manchmal schon am zweiten Tage der Hôhepunkt der Kohlensäurebildung erreicht war. Zu diesem Maximum gelangt, erhielt sich die intramole- kulare Atmung eine bis zwei Wochen lang in gleicher Hôhe, um dann ganz allmählich wieder zu sinken und endlich ganz aufzuhôren”. Es ist selbstverständlich, dass die langsame Steigung während des ersten Tages in Beziehung zur Wasserauf- nahme steht. Je tiefer das Wasser in das innere der Erbse eindringt, um so mehr Zellen werden dann an der CO,.- 1) Godlewski und Polzeniusz 1. c. 215 Abgabe teilnehmen. Wie schon bereits Seite 133 angeführt, wird das weitere Steigen, das diese Autoren bis zum 4%" Tage beobachteten, nur scheinbar gewesen sein und ist es wahrscheinlich zurückzuführen auf Alkoholïldämpfe, mit denen sich die Luft im Apparat allmählich sättigte. Ihr Resultat, dass die CO,-Abgabe, von einem bestimm- ten Punkte an, längere Zeit konstant bleibt, steht also in guter Ubereinstimmung mit den Ergebnissen in T'abelle XXXV angegeben. Von den Objekten berichten Godlewski und Pol- zeniusz nur, dass keine Keimung stattfand. Es scheint demnach für Pisum sativum die Anwesenheit von O, für die Keimung und das normale Wachstum notwendig zu sein. Am Ende des vierten Tages wurden die Keimlinge (Tabelle XXXV) in der darauffolgenden Nacht in einem Luftstrom gehalten. Am nächsten Tage zeigte sich deutlich, dass die CO,- Abgabe erst langsam und dann bedeutend stieg. Scheinbar waren die Pflanzen durch das längere Verweilen in einer Wasserstoffatmosphäre nicht derart beschädigt worden, dass sie hierdurch ihre ganze Lebenstätigkeit einbüssten. In den letzten 20 Stunden in der Luft entstand ein starkes Wachstum und die meisten Keimlinge bildeten in dieser Zeit 1 cm. lange Würzelchen. Es gibt nun zwei Môglichkeiten, womit man sich die Beziehung zwischen Keimung (resp. Wachstum) und O,- Anwesenheit denken kôünnte. Entweder ist die bei der anaeroben Atmung entwickelte Energie unzureichend um Keimung hervorzurufen, oder, die Energie für die Keimung ist in genügender Menge vorhanden, aber von dem O, muss ein bestimmter Reiz zum Wachsen ausgehen. Über eine etwaige Reizwirkung kann an der Hand unserer Versuche nicht geurteilt werden. 216 Wobhl gestatten die Ergebnisse eine Betrachtung über die Energieentwicklung beim anaeroben Prozess anzustellen. Die Beobachtungen in T'abelle XXXV begannen, nachdem die Samen zehn Stunden gequollen und 10 Stunden lang im ÀApparat zugebracht hatten, um die Wasseraufnahme zu vervollständigen. In den Untersuchungen (Tabellen XXXIX bis LI) haben wir jedesmal die erste Wahrnehmung gemacht mit Samen, die neun Stunden lang in Wasser von 25° C. gelegen hatten und danach elf Stunden bei derselben Temperatur in Luft oder im Wasserstoffstrom gehalten waren. Aus all diesen Beobachtungen ergab sich, dass die CO,- Abgabe von 75 Erbsen, nach einer solchen Vorbehandlung, in Luft nur wenig kleiner war als in Wasserstoff. Die anaerobe CO,-Ausscheidung würde also in diesem Stadium etwas grôsser sein als die CO;,-Produktion bei normaler Atmung. Setzen wir nun wegen der Alkoholbildung den anaeroben Prozess bei Pisumkeimlingen der alkoholischen Gärung identisch, so sollte jener auch nach der Formel C, H,, O; = 2°C, H, OH:+ 2 CO;;-"wobei 22: Kalfrei "werden verlaufen: während die Formel für normale Atmung C; Hy © + 6 O, = 6 H, O + 6 CO; ist. Hierbei werden 678 Kal. frei. Nehmen wir den Fall, dass die anaerobe CO,-Produktion der aeroben gleich ist, so erhalten wir: 3 Cris OO, ="6 Cr OH F6 CO FÉES C, Ho Os +60, =6H, O + 6 CO, + 678 Kal., woraus folgt, dass bei Pisu m der anaerobe Prozess + _ der Energie lie- fert, welche bei der normalen Atmung frei wird. Das Nichtauftreten der normalen Keimung muss also hauptsächlich in einem Mangel der dazu notwendigen Energie gesucht werden. Wie gesagt, war sowohl in den Versuchen von God- 217 lewski und Polzeniusz, als auch in den obigen von einem bestimmten Punkte an, die CO.-Produktion konstant. Hieraus darf man nicht ableiten, dass der anaerobe Prozess bei dieser Temperatur auch während längerer Zeit eine konstante Intensität besitzt. Im Gegenteil, dieses Konstantbleiben der CO.-Abgabe, lässt sich nur dadurch erklären, dass man annimmt, dass der Prozess eine Neigung zum Steigen besitzt. Hierauf werden wir später zurückkommen. b. Der Einfluss der Temperatur auf die anaerobe Atmung. Betrachten wir nun zunächst einige Versuche bei 30°, 35° und 40° C, wobei 50 vier Tage alte Keimlinge ge- braucht wurden. Die Samen wurden zuvor 12 Stunden in Wasser von 20° C. gequollen und keimten danach 48 Stunden bei der- selben Temperatur in feuchten Sägespänen. Dann wurden abends zwei Portionen von 50 gleich entwickelten Keim- lingen ausgewählt und gleichzeitig Versuche in Wasserstoff (A) und in Luft (B) angesetzt. Die eine Portion blieb während der Nacht (11 Stunden) bei 25° C. im Wasserstoffstrom; die andere unter denselben Bedingungen im Luftstrom. Am folgen- den Morgen wurde erst eine Wahrnehmung bei 25° C. ge- macht. Danach wurde die Temperatur erhôht resp. erniedrigt. Die Vorerwärmungszeit war in all diesen Versuchen eine Stunde. 218 FABELEESXXXVE | | ccm CO: ausgeschieden. Datum. | Zeit. |sta. Temp. Au Bemerkungen. | | Wasserstog. | Bin Luft. Mai 28/29. | 9 Nachm.—8 Vorm. 11./25.0° C. — — 720 8—9 | 1. . 8.4 1075 9—10 | 1:80/09 €: — — Vorerwärmung 10—11 RARE 9.6 15 1112 AE 8.8 13,2 120 Noa ll 8.4 12.6 1=2 EURE 9. 12: Le lei: as 8.8 13.2 3—4 EE 728 12.6 TABE LLES XX VIT = | ccm co: ausgeschieden. Datum. | Zrie it: Std. Temp. Me | Le Bemerkungen. | | Wasserstoff. Dre Mai 26/27. | 9 Nachm—8 Vorm. 11.125.0° C.| — — ne 27 MC) 8—9 A. His 11.7 9—10 1.135.0° C| — — Vorerwärmung. 10 —11 Li na 1972 15. 11-212 Le 11.4 126 12—1 Nachm. 1 10.6 1 1 Rue 10.4 123 2 rs 10.4 11.7 Le Die 10.9 123 | 4—5 Ie 9.9 10.5 | 5—6 ‘re EE 9,3 11.2 219 TABELLE XXXVIII. | ccm CO2 ausgeschieden. Datum, Z'etit Std. | Temp. AS £ *Bemerkungen. Wasserstoff. | B. in Luft. Mai 27/28. || 9 Nachm.—8 Vorm. |11.250° C| — si. CR | 8—9 ee 9. 12.5 9—10 | 1: 400 €: — — Vorerwärmung. 10—11 cr 15. 20. Ét=19 | 1 FRET 17 12—1 Nachm. |1 12.2 15.7 Æ, | 1 5 12. 15.7 ES fl | 11.9 15.4 34 [1 ; 11:7 15 1 Bei 30° C. (Tabelle XXXVI) sehen wir die CO.,-Abgabein der bekannten Weise schwanken, sowohl in A. als auch in B. Im Wasserstoff besteht jedoch die Neigung zum Sinken. Desgleichen zeigen bei 35° C. (Tabelle XXXVII) beide Versuche Schwankungen. Das Fallen ist hier aber stärker ausgesprochen. Tabelle XXXVIII gibt den Verlauf bei 40° C. an. Hier sinkt die CO,-Abgabe sowobhl in À. als in B. Fig. 20 gibt eine graphische Vorstellung der Tabellen XXXVI, XXXVII und XXXVIII. Die Anfangswerte gehen von 10 aus. Aus diesen Versuchen ergibt sich deutlich, dass bei 4 Tage alten Keimlingen bei Temperaturen von 30°, 35°, und 40° C. keine Steigung der anaeroben CO,-Ausscheidung wahrzunehmen ist. Auch ist die CO,-Abgabe in Luftgrôsser als in Wasserstoff. Demnach würde hier N kleiner als 1 sein. Jetzt wollen wir die Resultate besprechen, die sich bei 21 Stunden alten Keimlingen ergaben. 220 Qi] © Q = [= e) Le 0 1 Stunden Fig. 20. Die Samen wurden zuvor neun Stunden in Wasser von 25° C. gequollen. Dann wurden abends zwei Portionen von 75 gleich gequollenen Samen ausgewählt und gleichzeitig Versuche in Wasserstoff (A) und in Luft (B) angesetzt. Die eine Portion blieb während der Nacht (11 Stunden) bei 25°C. im Wasserstoffstrom ; die andere unter denselben Bedingungen im Luftstrom. Am folgenden Morgen wurde erst eine Wahrnehmung bei 25° C. gemacht. Danach wurde die Temperatur erhôht resp. erniedrigt. Bei 0° (Tabelle XXXIX) ist die CO,-Abgabe gering und bleibt mehrere Stunden konstant. 221 TABELLE XXXIX. | | ccm CO: ausgeschieden. Datum. Zherrt Std. | Temp. 2 mn Ares | Bemerkungen. Wasserstcff. der S | D Ge Nacht Von Hle50° CL FE | RE TS 8— 9 | 1.| : SR: SE ru | 9—10 | EG C. — = Vorerwärmung. 10—11 VE Fa x Las DRE | 11=12 We f: t: 12—] Nachm. |A pe 0.8 je 1—2 l : 0.8 0.8 2—3 1 < 0.8 O6 me | 3—4 il : 0.8 0:8& :| Tabelle XL zeigt bei 10° C. dieselbe Konstanz. EABELEESXE, : | cem CO: ausgeschieden. Datum. Zeit, Std.| Temp. DA | Bemerkungen. Wie | B. in Luft. | | Aug. 15/16. 9 Nachm.—8 Vorm. 1. 210 GR Et N = 5 M6: 8— 9 BRU. Dal né 9.4 9—10 | 1.110.0° © = | — | Vorerwärmung. 10—11 ie 2651 -r 3; 11—12 1 : 25% 2.6 12—1 Nachm. É 2-2 252 1—2 RE ; 2 22 2—3 | 1.120.009 C| — — 3—4 Léna Ed6%2 62 4—5 File : 6.6 6.6 5—6 (P:110.0°°€. _ = 6—7 | 1. E 3: < 7—8 | 1. | 2.6 2.8 Da bei diesem Versuch mein Eisvorrat zu Ende ging, wurde nach der vierten Stunde die Temperatur auf 20° C. gebracht. Hierdurch trat in beiden Versuchen die gleiche Steigung der CO,-Abgabe auf. Später auf 10°C. zurück- 222 gebracht, stellte sich die ursprüngliche Intensität sogleich wieder ein. Tabelle XLI gibt für 20° C. an, dass sowohl in À. als auch in B. eine geringe Steigung zu beobachten ist. Viel- leicht ist es besser, in À. von einem Konstantbleiben zu sprechen. TABELLE EXEL Er) = ccm CO2 ausgeschieden. Datum. Zenit. Std.| Temp. a ET Bemerkungen. Wasserstoff. Bean) Euft, Aug. 6/7. 9 Nachm.—8 Vorm. |11.25.0° C. — — Te 8— 9 To 10. 9.2 9—10 1.120.0° C| — — Vorerwärmung. 10—11 11 - 6. 6. li —12 | 4) 0h à 6. Éi 12—1 Nachm. ile 7 6.1 6.4 1—2 RES 6.1 6.4 2—3 ile . 6.1 6.5 3—4 : (MIE : 62 6.5 TABELLE,XEU F Le | ccm CO: ausgeschieden. le Datum. Ze it Std. | Temp. SE VAR SE Bemerkungen. wrer | in Luft. Juli 20/21. | 9 Nachm.—8 Vorm. |11.125.0° C. = == F2. | 8— 9 1 . 12.8 102 | 9—10 A 12.8 10.2 10—11 Hi: 12.8 10.2 11—12 Lt 12.6 10.2 12—1 Nachm. 7e 13.10 10.2 12 TR PES 12.8 10.6 | 223 Ne de 13.10 10.6 | 3—4 1... 3 135210 «> 106 4—5 Dee 5 10 10 | 5—6 RS ERA 13.10 1079 A | 6—7 tee |. lus 12.8 10.9 095 Dass der Prozess in Luft deutlich steigt bei 25° C., während in Wasserstoff die CO,-Ausscheidung um einen Mittelwert schwankt, geht aus der Tabelle XLII hervor. Bei 30° C (Tabelle XLIII) nimmt in À. sowohl als in B. die CO.,-Abgabe® zu. Zu bemerken ist hier noch, dass oft einige Stunden nacheinander dieselben CO;-Mengen ab- geschieden wurden. LSRBEREES ENT ccm CO> ausgeschieden. | Datum. Zeit. Std.| Temp. £ Bemerkungen. UE | B. in Luft. ; | | Juli 27/28. | 9 Nachm—8 Vorm. |11.125.0° C| et » “28. 8—9 Ile 3 12.8 9.2 | 9—10 1:1500%€C: — — Vorerwärmung. 10—11 1” ÿ 154 1372 11—12 ILE à 15.8 ie 12—1 Nachm. ik $ 162 149 1—2 Î: k | 16.4 14.9 2—3 PT 16.4 14.9 | 3—4 ile - (4, 164 154 4—5 1 £ | 16.4 15.9 5—6 1) 27164 16.3] 6—7 je Pa PC A 16.3 | FE 8 hs A es 16.8 16 8 Eine Anderung im Verlauf der beiden Prozesse trat erst bei 35°C. auf. Im Gegensatz zum Konstantbleiben oder langsamen Steigen bei den Temperaturen von 0°—30° C., sehen wir hier im Anfang erst ein Steigen, worauf ein Fallen folgt. Der aerobe Prozess (B) stieg in T'abelle XLIV drei Stunden, und dann setzte das Sinken ein. In T'abelle XLV tritt nach einstündiger Steigung ein Konstantbleiben bis zur 4ten Stunde auf. Darauf folgten Schwankungen. Dasselbe ergab sich unter gleichen Bedingungen beim anaeroben Prozess. (À Tabelle XLIV und XLV). 224 T'ABELTE. XEIV- ccm CO» ausgeschieden. Datum. Zeit: Std.| Temp. : Bemerkungen. UE Te : Aug. 5/6. ER Or Vorm. |11./25.0° C. — —_ FO: 8—9 j ÿ 127% 9:5 9—10 11350%C — — Vorerwärmung. 10—11 116 Le 16.4 15.9 11—12 1: : eE 16.8 12—1 Nachm. 15" » 16.4 17.8 1—2 1 à 155: 16.3 2—3 lé 5 1554 16.3 3—4 der IS 4 16.3 4—5 1h AS 15,9 5—6 RS E 1574 159 TABELLErXEV: FRET | ccm CO: ausgeschieden. Datum. PEU |Std Temp. FRS | Bemerkungen. | Wasserstoff. B. in Luft. Aug. 7/8. | 9 Nachm.—8 Vorm. |11.25.0'C.| — ss n HO: 8—9 PE AS AIDE 9.2 9—10 1.135.0° C.| — — Vorerwärmung. 10—11 Fes 12.6 12.8 11—12 1 = 131 14,2 12—1 Nachm. | 1 : 1322 1422 1—2 | 1 ; 13135: 142 2—3 1 £ 1273 1329 3—4 1e ; 122614 1004 4—5 L: 5 1252 1345 5—6 Il à 10.9 13.8 6—7 1 5 10.9 14.2 7—8 l Ps 10.2 134 8/9. 8 Nachm.——10 Vorm.|14.|) — — #28. 10—11 t 5 9:2 15.8 | Bakterienent- wicklung in B. 11—12 1: =. 8.6 16.2 12—1 Nachm. 1: $ 8.6 16.6 1—2 18) MEL 8.6 16.8 225 Der Versuch in Tabelle XLV wurde am folgenden Tage fortgesetzt. Das Sinken in À. hatte noch nicht aufgehürt. Dagegen war in B. ein Steigen aufgetreten, dessen Ursache in der Bakterienentwicklung gesucht werden musste. Daraus ergab sich, dass für diese Objekte eine Temperatur von 35°C bei längerer Dauer als schädlich angesehen werden muss. Bei 40°C. ist die Atmung der Objekte in Luft im En konstant. (Tabelle XLVI und XLVIT). FTOBELEE KEVE | | 3 | ccm CO: ausgeschieden, Datum. PHeiit. Std. | Temp. RCE 4 Bemerkungen. | Wasserstoff. | Bin Luft. | | Aug. 4/5. | 9 Nachm.—8 Vorm. |11.25.0 C.| — == Rd | 8—9 Fret ie (0.8 9.3 9—10 1. 140.0? C.| — — Vorerwärmung. | 10—11 ER 13:35 dis 112 He, 13: 4 15. 12—1 Nachm. KZ 2 1223 15: 1—2 1 d: 12°3 14:27) | 2—3 1 5 12; 13.2 | Bakterienent- wicklung in B. 3—4 1 x 12:2 14.4 4—5 SE 10.8 16.8 5—6 BL: 10.8 17.4 6—7 1 : 10.8 18. 7—8 1 e 9.6 19.2 226 FAPD'E L'ÉEEXREVIE ccm. CO: ausgeschieden. Datum. ZE Std.| Temp. Fat Bemerkungen. | Wasserstoff. B. in Luft, | | | | er Aug. 2/3. | 9 Nachm.-8 Vorm. |11.125.00C. — — | 8-9 1* & 10.8 © ALAN 9-10 WF|40.00€. |. — | Vorerwärmung. 10-11 | L'ihnres Jlôce MT 11-12 [Meet , 16. LEA 12-1 Nachm. l'a 2 142 16.8 1-2 il 14.2 15.4 2-3 1 13.6 142 3-4 | 1 j 112 14.9 | Bakterienent- | | wickiung in B. 4751 ae % 112 159 5.6 Nes 35 Ve 6-7 LA 11.2 pair 7-8 ES ti:4 18.1 8-9 RE 7 1 18.7 Schon in der fünften bis sechsten Stunde war die Bak- terienentwicklung in B. so stark, dass der Verlauf des tatsäch- lichen Atmungsprozesses nicht mehr ersichtlich war. Der anaerobe Prozess in À. bei 40° C. gab gleichfalls erst ein Konstantbleiben an. Dann folgte ein beständiges Fallen. In Tabelle XLVIII sank bei 45° C. die Intensität des anaeroben Prozesses nach zehn Stunden von 16.8 ccm. auf 3,8 ccm. pro Stunde. Dass diese Tätigkeit bei dieser Temperatur fast ganz aufhôrt, ist aus Tabelle XLIX ersichtlich, wo der Versuch 14 Stunden dauerte. Die Intensität fiel hier von 16.2 ccm. auf 0.3 ccm. pro Stunde. Im aeroben Prozess (A) wurde jedoch das Sinken schnell aufgehoben durch die CO,-Produktion der sich entwickeln- den Bakterien. 227 AB ELLE" TXLVIIT cem- CO» ausgeschieden- ENS IE Datum. PAIE Std. | Temp. AE Bemerkungen. Wasserstoff, B. in Luft, Aug. 1/2. 9 Nachm. 8 Vorm. |11.|25.00C. — — M ZA 8-9 1be hs 1274 10.7 9-10 1.145.00C; — — Vorerwärmung. 10-11 15 , 16.8 16.8 11-12 je s 14% ge 12-1 Nachm. 14 ‘; D? 1e 2 1-2 1e 5 10:2 10.2 2-3 1. ”, 9.6 11.2 Bakterienent- wicklung in B. 3-4 118 7 9:3 10.2 ; 4-5 l £ 8.4 10.2 5-6 ie , 1- 1111872 6-7 1 ce 5 14 7-8 11 e 51% 15 228 TAB ELIFESXELE É | ccm COz3 ausgeschieden. Datum. | Z\eñitt Std. | Temp. ua tn Bemerkungen. | | Wasserstoff. B. in Luft, Aug. 9/10. | 9 Nachm.—8 Vorm. 11.25.09 C. = — AU 8— 9 jus L 124 9.8 9—10 PME EAEN GUN — | Vorerwärmung. 1011 EVA MG2 15:24 11212 1 AL "01325 12:30) 12—1 Nachm. dé re 10.2 1— 2 l £ 10.2 943 Bakterienent- | | | wicklung in B. ENS BRIE 8.4 9.3 3— 4 PS ls 5 8.4 1251 4— 5 lei x 8.4 13.8 5— 6 HN EE 7.8 14.9 Er RARES M 17.7 h TER PL PR 2.8 ee ii RE 1.8 22.4 9—10 [1 _ 0.9 24.3 10—11 l'A) 208 RUTUNO 29.921 11—12 1. RS ES 315220 » 10/11. 12 Nachm.—8 Vorm. | 8. SAUVE — — UE 8— 9 TASSE 08 TB | Luft. Wasser- Las | stoff | 9—10 1) : 0.6 26.2 | Bakterienent- | wicklung in A. 10—11 | 1.| ns 0] 5.6 2025 11—12 le = -|N16.8 10 4 12 Nam TE ee 35.5 7.4 1—2 15 " 1-5. 5.6 DRE L1BIE- 52.4 562 3—4 1 SA MER. Si Bei Fortsetzung des Versuchs in Tabelle XLIX ergab sich, dass die CO,-Abgabe in À im Mittel auf 0.3 ccm. stehen geblieben war (Aug. 11). Es erhebt sich hier die Frage, ob diese geringe CO:- 229 Menge als anaerobe Atmung angesehen werden muss, oder ob es eine postmortale CO,-Abgabe ist. In B. war jedoch die CO,-Abgabe zu dem Riesenbetrag von 78 ccm. pro Stunde emporgeschnellt, was auf eine massenhafte Entwicklung der Bakterien zurückzuführen war. Nun wurde durch À. Luft, durch B. Wasserstoff geleitet. Mit grossen Sprüngen stieg in À. die CO,-Abgabe, während sie in B. mit grosser Schnelligkeit sank. Hiermit war überzeugend bewiesen, dass die in unseren Versuchen auftretenden Bakterien streng aerob waren und dass folglichin den anae- roben Versuchen von mitatmenden Bakterien nicht die Rede sein konnte. Zum Isolieren und Determinieren der auftretenden Bak- terien fehlte mir leider die Zeit. In Tabelle L erkennen wir, dass bei 50° C. der anaerobe Prozess schnell auf ein Minimum kam. Sobald jedoch Luft hinzutrat, entwickelten sich die Bakterien. In B. war das Sinken der Atmung bald durch Bakterienentwicklung über- DAMB'EETICETE cem CO ausgeschieden. Datum. Zeit. Std. | Temp. Fe Bemerkungen. | Wasserstoff. B. in Luft. Aug. 14/15.| 9 Nachm—8 Vorm. [11.25.09 C| — — ‘15: 8—9 A 121 10.2 9—10 17 )50/0PXE. — —— Vorerwärmung. 10—11 FMRTES NONpAE7 3 11—12 le : 14. 9 12—1 Nachm. LATE | 8 4 16.8 Bakterienent- | | wicklung in B. 1—2 L'sers | 6 (A à 23 de AR à a NE 19.6 3—4 LA : 0.9 26.5 | | Luft. Wasser- | Bakterienent- | | stoff. |wicklung in A. | 4—5 EN ON 2.8 23. 230 deckt. Wie vorhin trat im Wasserstoffstrom auch hier ein Sinken der Bakterienatmung auf. Das starke Sinken beider Prozesse bei 55° C. ist aus Tabelle LI zu ersehen. LADBELEE® TE a ccm CO2 ausgeschieden. Datum. | Ze it: Std.| Temp. Aa Bemerkungen. | Wasserstoff. B. in Luft, Aug. 12/13. 9 Nachm.—8 Vorm. |11./25.0° C. — — ARS: 8—9 1 5 107? 9.8 9—10 5500 — = Vorerwärmung. IG 1e - 93 1152 11—12 1 à 21 572 12—1 Nachm. 1 : 0:9 34 1—2 je : 0.9 3,1 2— 230 1/, 150.0° C. — — 230-330 1 se = (0 | 4.6 | Bakterienent- wicklung in B. 330430 1. ; EE ( 14 430530 IL ’ = 210 FA | 215 Luft. Wasser- | IMNStoN: | 530-— 630 13 5 0.6 22.4 | Bakterienent- | wicklung in À. 630-730 1e # 1.8 6.5 | 730830 pe. 7 5.6 357 | 830-930 Fes : 7.6 1.8 Nachdem bei 55° C. nach vier Stunden eine Intensität von 0.9 ccm. pro Stunde erreicht worden war, zeigte der anaerobe Prozess weiter bei 50° C ein Konstantbleiben auf ein Minimum von 0.1 ccm. pro Stunde. Hieraus konnte abgeleitet werden, dass die CO,-Abgabe vollständig aufgehôrt hatte. Durch Luftzutritt stieg aber die CO,-Produktion nach Verlauf von 4 Stunden auf 7.6 cem. Daraus folgt, dass eine Temperatur von 55° C. nicht direkt tôdlich wirkte auf unsere Bakterien. In B. fand sogleich Bakterienentwicklung statt, nachdem die Temperatur auf 231 50° C. zurückgebracht worden war. Die Bakterienatmung stieg in drei Stunden von 4.6 auf 21.5 ccm. In Wasserstoff gebracht, sank jedoch dieser Prozess innerhalb vier Stunden von 22.4 ccm auf 1.8 ccm, Stunden Fig. 21. Figur 21 stellt den Verlauf des anaeroben Prozesses bei den obigen Temperaturen dar. Benutzt wurden Tabellen XXXIX, XE, "XEI, "XL: XI, XLIV,-XEV,-XLVIT, 232 XLVIII, L und LI. Der Anfangswert von 25° C. ist auf 10 gesetzt, wonach die anderen Werte umgerechnet sind. Vergleichen wir den Linienverlauf für die anaerobe CO,- Abgabe bei 30°, 35° und 40° C. in den Figuren 20 und 21, so erblicken wir denselben Unterschied wie in den Figuren 16 und 17 für die normale Atmung. Man würde also meinen, dass auch hier der Schluss gezogen werden darf: je älter die Objekte, um so stärker der Einfluss hôherer Temperaturen. Auch die nachstehenden Versuche konnten zum Beweis einer derartigen Folgerung dienen. Bei diesen Versuchen wurde ausgegangen von trocknen Samen, die zunächst im Apparat auf die Versuchstemperatur gebracht wurden und dann Wasser von der gleichen Temperatur erhielten. Die trocknen Samen auf trockner Watte wurden in den Apparat gebracht und blieben bei der angesetzten Tem- peratur im Wasserstoffstrom bis zum folgenden Morgen. Die Wasserversorgung der trocknen Erbsen im Atmungs- gefäss geschah in folgender Weise: Zwischen dem Atmungsgefäss a (Fig. 9) und dem elek- trischen Lämpchen e wurde eine Waschflasche (Inhalt 500 +cm.) eingeschaltet. Sie wurde mit ca. 300 ccm. ausge- kochtem Wasser gefüllt, Während der ganzen Nacht (11 Stunden) ging der Wasserstoffstrom hierdurch, woraus man mit aller Sicherheit schliessen darf, dass das Wasser keinen O;, mehr abgeben konnte. Die Waschflasche wurde vor Versuchsbeginn auf die Temperatur des Thermostaten gebracht. Durch Hochheben und Umkehren dieser Wasch- flasche war es müglich langsam Wasser ins Atmungsgefäss fliessen zu lassen. So erhielten die trocken Samen im Was- serstoffstrom, ohne Luftzutritt, sauerstofffreies Wasser. Der Wasserstoff enthielt natürlich Wasserdampf. Bei Pisum sativum ist jedoch feuchte Luft nicht hinreichend, um den Keimungsprozess anzuregen, jedenfalls nicht die Atmung, 233 was aus dem Klarbleiben des Barytwassers zu ersehen war. Bei Samen, die aber in feuchter Luft zu keimen beginnen, muss der Wasserstoff zuvor getrocknet werden, was keine unüberwindlichen Schwierigkeiten machen wird, um doch diese Wasserversorgungsmethode zu gebrauchen. Der Vorteil des Arbeitens mit trocknen Samen in der obigen Weise ist beim Studium des Temperatureinflusses auf die Atmung sehr gross. Bei diesen trocknen Samen, die hohe Temperaturen ungestôrt ertragen kônnen und hierbei so zu sagen keine CO,-Bildung aufweisen, ist natürlich eine Beschädigung des Atmungsprozesses in der Vorerwärmungsperiode, kaum zu erwarten. Der Einsatz der Atmung beginnt dann bei hohen Temperaturen, und die Gesamt- kohlensäureproduktion kann aufgefangenwer- den. Diese Methode gestattet die Intensität, welche der Atmungsprozess bei hôheren Tem- peraturen zeigt, in der Zeit von0Obiszum Ende des ersten Stunde festzustellen. Dies ist nicht môglich, wenn man von gequollenen Samen oder älteren Keimlingen ausgeht, weil schon während der Vorerwärmung ein schädlicher Einfluss wirkt. Für dergleiche Versuche sind jedoch Pisumsamen, wegen ihrer Grôsse ziemlich unbrauchbar. Hierbei begegnet man nämlich der Schwierigkeit, dass die Samen eine längere Zeit brauchen, ehe sie mit Wasser gesättigt sind. In dem Masse, in welchem das Wasser ins Innere der Samen vordringt, wird die Zahl der Zellen, die an der Atmung teilnehmen, auch grôs- ser. Die erste Steigung der CO.-Abgabe, welche man wahr- nimmt, ist also nicht die ausschliessliche Folge des Tempera- tureinflusses, sondern wird auch von der Grüsse der atmenden Masse diktiert. Trotz dieser Beschwerde haben die Ergeb- nisse dieser Methode dennoch brauchbare Resultate geliefert. Tabelle LII gibt die Resultate mit dieser Methode bei 409 "C7,an: 234 TA BEdTL'EL EIRE | Datum. Zireriit. | Std. Temp. ccm COz2 ausgeschieden. Bemerkungen. Aug. 19/20. | 8 Nachm.—8 Vorm. |12.40.0° C, nihil. Trocken. 7 20, 8—9 2 ; 0.7 Wasser von 40° C. hinzugefügt. | 9—10 ie ES 3: 10—11 lo : 5 11—12 1 ; . 6.8 12—1 Nachm. il 5 6.6 1—2 ile : 6.9 2—3 1. 5 67 3—4 k. ÿ 6.7 4—5 di , 6.7 5—6 15 j 6.9 6—7 1.| : 6.9 7—8 4 : 6.9 8—9 he 5 6.9 9—10 dE 3 7.6 » 20/21. | 10 Nachm.—8 Vorm. |10. : 78.6 di. pro Std. 7.8 OL 8—9 ie, 2 LA 7.8 9—10 MES 5 7.8 10—11 ha Le : T2 11—12 15 » 722 12—1 Nachm. 1.| ; 7e?) 1—2 1e) j 6.6 2—3 1e : 6.6 3—4 Be ; 6.6 4—5 fe 4 6.9 5—6 1 , 72 67 tALGA A) 7—8 ile 2 7:8 8—9 Re x 122 »” 21/22. 9 Nachm.—8 Vorm. |11. » 86.5 d.i. pro Std. 7.8 22. 8—9 pe he 5 7.8 9—10 4: " 128 10—11 L2/50/0€ :G: 6.6 11 —12 1e x 2. 12—1 | : 0.1 | 235 Nach vier Stunden erreichte bei dieser Temperatur die CO,-Abgabe eine Intensität, die sich in den folgenden 46 Stunden nicht nennenswert änderte. Danach wurde die Temperatur auf 50° C. gebracht. Nach drei Stunden war der Prozess abgelaufen. (Es sei hier daran erinnert, dass Bakterienatmungausgeschlossen war). Bedenken wir, dass eine Temperatur von 40° C. keine günstige für die Objekte ist, und dass ebenfalls die O.- Abwesenheit auf die Dauer einen schädlichen Eüinfluss ausübt, so kann dieses Konstantbleiben nur dadurch erklärt werden, dass man annimmt, dass hier auch andere Faktoren zugegen sind, welche der schädigenden Wirkung die Wage halten oder sie sogar überwinden. Wenn also die schädigenden Faktoren nicht zugegen wären, so würde die anaerobe CO,-Abgabe bei 40°C. einen steigenden Verlauf aufweisen. Um zu untersuchen, in wie weit die Zunahme des Wasser- gehaltes die Ursache des Steigens im Versuchsbeginn war, wurde die Wasseraufnahme von Pisumsamen bei 40° C. festgestellt. Das Resultat gibt Tabelle LIII. VABELL'E" EI Wasseraufnahme bei 40° C. 50 Erbsen- Trockengewicht 225%ar: Gewicht nach einer Stunde der Wasseraufnahme 25. ,, . 5. ZW Pa : : Ines mA ll'Ofei (3 £. : £ r e É S'LONVAES 4 ” 361%, : Se UNE * ” = 30:00 ; . F0 Sec, FS x AO. A » . MPDED ". F AOL , ;” Hacht = 2 :. LT: e » neun . : £ IS 5 », zehn # a à 42474; , 7 ME . > + 42,2 236 Hieraus ist zu ersehen, dass nach 10 Stunden die Wasser- aufnahme als beendet angesehen werden kann. In Tabelle LII dagegen erkennt man, dass schon nach vier Stunden der anaerobe Atmungsprozess ein Konstantbleiben aufweist, welches 46 Stunden wahrgenommen wurde. Also fällt die maximale anaerobe Atmung nicht zusammen mit einer vollendeten Wasseraufnahme. Aus Tabeille LIII ist zu ersehen, dass der Wassergehalt nach 4 Stunden ca. 70 0/, beträgt. Auch die Versuche in den Tabellen LIV und LV für 45° resp. 50° C. liessen einen ganz anderen Verlauf erkennen, als solche mit älteren Keimlingen, die eine Vorperiode in Luft gehabt hatten. 237 EABELLE. LIN Datum. | | FLAN Aug. 22/23. 23. L£2 1 23/24. 24, L22 9Nachm.— 8 Vorm. 8— 9 9—10 | 1011 | 1112 M ANE TS ur 1 — QE, | = 4 ES 6— Te Sd — 9 Nachm.— 8 Vorm. J OO Ui À 8— 9 9—10 10—11 11—12 | 12— 1 Nachm. 1— 2 2=— 3 3— 4 4 5 5— 6 6— 7 7 Nachm.— 8 Vorm. | 8— 9 ji tt nt Ont euh Jend Ojeuh ent jeun jet jh jet jemmd n + + + + + + + . + + + + Std. jt mt et (0) Pt ed ent jund pnt nd Ont Ont nd end jemnh CL CP TES ET à Oo) 1 RSR ee PRESS CT dl NT, Temp. ccm CO ausge- schieden. Bemerkungen. HS OE nihil 1: SSII ON SION ON OT ND HR ND BR D D D D D © ND © Æ EE Un OO OO I I I SUN CO = ORON OU OT ON IN Si] œ N Trocken. Wasser von 45° C. hinzugefügt. 238 TABEELESEN. Ê | | cem CO: Datum. Pet Std. , Temp. ausge- Bemerkungen. | | | schieden. Aug. 25/26.| 9 Nachm. — 8 Vorm. 11.50.0° C. nihill | Trocken. > 20 | 8— 9 E » | 1.4 [Wasser von50° C. hinzugefügt. -b D 12— 1 Nachm. jmh © emch end jemmt ©jeh ©jemnh ©jemm jemd jemh jet jh jemd TE M . > A . I © ND Ur = ND) ND À EH HR ON Où Où Un BR un © O0 nY Où Ur OO N Bei 45° C. stieg der Prozess bis zur siebenten Stunde, blieb danach 21 Stunden ziemlich konstant, um dann zu sinken und in der 50sten Stunde gleich 0 zu werden. Bei 50° C. war der Verlauf noch kürzer. Nach der Steigung trat nur einige Stunden ein Konstantbleiben auf, und der Prozess erreichte nach 13 Stunden ein Minimum. Fig. 22 ist eine graphische Darstellung der T'abellen LII, LIV und LV. Vergleichen wir nun den Rd auf den Verlauf des anaeroben Prozesses bei Keimlingen verschie- denen ÂAlters, so sehen wir z.B. bei 40° C. einen sehr grossen Unterschied. Hat von der Wasseraufnahme an der Prozess im Wasserstoffstrom statt, so finden wir danach bei dieser 239 Temperatur 46 Stunden lang ein Konstantbleiben, was eigentlich ein Steigen des anaeroben Prozesses bedeutet (Fig. 22). | c.cm.CO; SDS Eu © = © Fig. 22. Bei Pflanzen die zuerst neun Stunden in der Luft keimten ist dieses Steigen auch noch festzustellen. (Fig. 21). Aber bei Pflanzen mit einer Vorperiode von 60 Stunden 240 in Luft ist die Steigung nicht mehr zu beobachten. (Fig. 20). Der Verlauf des anaeroben Prozessesschein also von der Länge der Vorperiode, welche die Pflanzen in Luft verbracht haben, abhängig zu sein. Es wäre müglich anzunehmen, dass je weiter die Keim- linge entwickelt sind, um so mehr Oxydase gebildet worden ist und dass, wie Palladin !) meint, die Oxydasen die Carbonasen angreifen kônnen. Wenn dies wirklich der Fall wäre, so kônnte damit eine Erklärung gefunden werden für den verschiedenen Verlauf der anaeroben CO,-Abgabe der ungleich alten Objekte bei derselben hohen Temperatur. Allgemein ist man der Meinung, dass sowohl bei der normalen als der anaeroben Atmung mehrere Enzyme tätig sind. Um nun zu sehen, ob das anaerobe Enzym schon in den trocknen Samen vorhanden ist und zugleich zu untersuchen, ob dieses Enzym vüllig identisch ist mit der Zymase der Hefegärung, wurde folgender Versuch angesetzt: Eine gewisse Menge trockner Erbsen wurde sehr fein pulverisiert. Hiervon wurde 30 gr. (di. das Gewicht von ca. 75 Samen) auf 45° C vorerwärmt und danach schnell mit Wasser von 45° C vermengt. Diese gut durchknetete Masse wurde nun auf feuchter Watte in den auf 45° C. erwärmten Apparat gebracht. Dann wurde eine Stunde gewartet. Gleichzeitig wurde ein Kontrollversuch angestellt, wobei 30 gr. Erbsenpulver mit vielem Wasser in eine Wasch- flasche (als Atmungsgefäss) gebracht wurde. Es kônnte nämlich môglich sein, dass der Gasaustritt aus dem dicken Brei erschwert würde. In der Waschflasche wurde durch die Wasserstoffblasen 1Palladin, lc. 241 fortwährend alles durcheinander gerührt, sodass hier diese Môglichkeit nicht existierte. Das Resultat dieses Versuchs war gegen alle Erwartungen. LNBRELLE LVL ccm CO2 ausgeschieden. Datum. Zeit. Std.| Temp. 1” 2. Kontrollversuch. Aug. 27. JADWormtmN 4509 Ce — 10—11 le ns 2#3 1.6 \t212 (DR RE NS 0.4 12— 1 Nachm. 1. RS LE ET 0.2 1— 2 fe Fe it O6 02 2— 3 f: 2 02 O1 Nach einigen Stunden war so gut wie keine CO,-Abgabe mehr festzustellen. (Tabelle LVI). Hieraus ersehen wir, dass die anaerobe CO,- Abgabe bei Pisum sativum entweder an der Struktur des Keimlings oder an der des Plas- mas gebunden ist. Schon Palladin!) wies auf die Beziehung zwischen Plasmastruktur und Atmungsprozess hin und gab für das Arbeiten mit abgetôtetem Material eine Gefriermethode an, wodurch die Enzyme nicht getôtet werden, wohl aber das Plasma, jedoch ohne seine Struktur zu verlieren. Für Pisum sativum waren auch Godlewski und Pol- zeniusz”) zum Schluss gekommen, dass bei Zerstôrung der Zellstruktur der anaerobe Prozess schnell aufhôrt. Zu ihren Untersuchungen wurden Erbsen benutzt, die bereits sieben Tage unter Wasser im luftleeren Raum gelegen hatten. Nachdem diese Samen in einer Porzellanreibeschale zerrieben waren und wieder mit Wasser in den Apparat 1) Palladin. W. Zeitschr. f. physiol. Chemie. Bd. 47. 1906. S. 407. ?) Godlewski und Polzeniusz, 1 c. 242 gestellt wurden, trat eine nahezu vollständige Sistierung der CO,-Abgabe auf. Da Godlewski und Polzeniusz den anaeroben Prozess bei Pisum sativum vollkommen der alkoholischen Hefegärung gleichstellen und auch bei Pisu m ein gleiches Enzym, nämlich die Zymase annehmen, mussten sie, da sie diese nicht anzeigen konnten, nach einer Erklärung ihres negativen Resultats suchen. Sie meinten dann auch, dass ,irgendwelche Hindernisse” hier dem Nachweis der Zymase im Wege stünden und knüpften daran nog einige Vermutungen. M. E. bestehen mehrere Môglichkeiten zur Erklärung der Ergebnisse mit den gemahlenen trocknen Erbsen: 1. Entweder ist das Enzym tatsächlich identisch mit der Zymase der Hefegärung, aber es ist in der trocknen Erbse nur in Spuren vorhanden. Es sollte dann erst bei der Wasseraufnahme durch die Tätigkeit des intakten Plasmas gebildet werden, oder 2. Die Zymase ist vorhanden, aber, wie Godlewski und Polzeniusz auch angaben, würden ,,durch das Zerrei- ben der Pflanzenmassa irgenwelche Substanzen aus gewissen Zellen freigemacht”’, welche wie ein Antienzym wirken, oder 3. Das Enzym, dass bei Pisum sativum die anaerobe CO,-Entwicklung gibt, ist nicht dasselbe als die Zymase der Hefegärung. Vergleichen wir den Temperatureinfluss auf die O,- Aufnahme und CO.-Abgabe bei der normalen Atmung, so sehen wir, dass beide Prozesse im gleichen Sinne beein- flusst werden. Die Voraussetzung in der zweiten Hypothese von Kuyper, nämlich dass durch hôhere Temperaturen der eine Prozess stärker beeinflusst würde als der andere, konnte, wie schon Seite 206 gesagt, nicht bestätigt werden. Eine andere Vermutung in dieser zweiten Hypothese ist, dass vielleicht die Schwankungen dadurch zu erklären 243 sind, dass man mit Palladin annimmt, dass die Oxydasen die Carbonasen angreifen kônnen. Die von uns erhaltenen Ergebnisse weisen darauf hin, dass wahrscheinlich die Vorperiode in Luft auf die anae- robe CO,-Abgabe einen Einfluss ausübt. Aber um etwas Àhnliches auch bei der aeroben Atmung anzunehmen, muss erst bewiesen werden, dass das Enzym der anaeroben CO,- Abgabe ebenfalls bei der normalen Atmung vorhanden ist. Hierauf geben unsere Versuche keine Antwort. Wenn wirklich die im normalen Atmungsverlauf auf- tretenden Schwankungen verursacht werden durch einen Kampf zwischen Oxydasen und Carbonasen, so bleibt noch unerklärlich : 1. dass beim Prozess der O,-Aufnahme dieselben Schwankungen vorkommen und 2. dass auch die anaerobe CO,-Abgabe sie ebenfalls aufweist. ce Der Quotient = Über den Quotienten ue ist zu bemerken, dass in allen Untersuchungen (Tabellen XXXIX bis LI) die CO,-Abgabe in Luft kleiner war als in Wasserstoff. Für dieses Stadium (21 Stunden alt) wäre dieser Quotient grôsserals 1, während, wie schon früher berichtet, dieser Quotient für 4Tage alteKeimlinge kleineralsl1 sein würde. (Tabellen XXXVI, XXXVII und XXXVIII). Schon Pfeffer !) hates als wahrscheinlich hingestellt, dass das Verhältnis _ für verschiedene Entwicklungsstadien derselben Objekte eine Anderung erfahren würde. Stich”) zeigte dies für Helianthus und Triticumkeimlinge. 1) Pfeffer. W. Unters. aus dem bot. Inst. zu Tübingen. Bd. 1, 1885. S. 657. 2) Stich. C. Flora. Jahrgang 74. 1891. 5, 1. 244 Auch Chudiakow!) fand für Pisum verschiedene Werte des Quotienten je nach dem Keimungsstadium. So berichtet er bei einer Temperatur von 20° C. für gequollene Samen, dass _ —0,76%: Für Keimlinge miteiner Wurzellänge von 5-15 mm.—0,864 und y 5 5518 f , 132141em.:=0,986 Man würde hieraus den Eindruck erhalten, als ob dieser Quotient mit dem Âlterwerden der Keimlinge stiege, während aus unseren Versuchen genau das Umgekehrte hervorgeht. Chudiakow arbeitete nach der Methode von Pfeffer (siehe Seite 161). Mit einem ähnlichen Apparat wurden später auch Atmungsversuche von Fräulein N. Junitzky genommen. Ihre Ergebnisse mit Pisumkeimlingen stimmen mit den unsrigen besser überein. Bei einer Temperatur von 17°—18° C. fand sie für Keimlinge die 24 Stunden alt waren: = — 1:28 die zwei Tage alt waren: - — 1,00 CUUer Ve à - —" 092 ; Ta VIET . "0.97 1e also ein deutliches Kleinerwerden mit steigen- dem Alter. z I Versuche über die Anderungen des Quotienten & bei N verschiedenen Temperaturen sind viel schwieriger zu nehmen. Man muss hierzu eigentlich dieselben Objekte gebrauchen, was bei hôheren Temperaturen gar nicht môüglich ist. Bei den niederen Temperaturen sollte man damit Rechnung 1) Chudiakow, L c. 2?) Junitzky. W. Revue gén. de botan. Bd. 19, 1907. S. 208. 245 halten, dass der Verlauf der CO,-Abgabe bei normaler und anaerober Atmung sich während der Versuche unab- hängig von der Temperatur ändern kann. So haben wir bei der aeroben Atmung eine grosse Periode der Atmung und normale Weiterentwicklung, während beim anaeroben Prozess das Wachstum bald eingestellt wird, und der Verlauf der CO,-Abgabe wahrscheinlich von der Vorperiode in Luft abhängig ist. Man darf also die ausgeschiedenen CO,- Mengen der normalen Atmung nicht ohne weiteres mit denen der anaeroben Atmung vergleichen. Nimmt man für die Untersuchungen jedesmal neue Objekte, so gibt eine gleiche Vorbehandlung und eine augenschein- liche Entwicklungsübereinstimmung keine Sicherheit, dass man es mit gleichartigem Material zu tun hat. Auch eine gleichgrosse Anfangsgeschwin- digkeit des Atmungsprozesses gibt keine Ga- rantie für die Gleichwertigkeit des Materials. Das sieht man z. B. deutlich in Tabellen XLVI und XLVII. In À. (Tabelle XLVI) ist die Anfangsintensität 10.8 ccm. Nach einer Stunde bei 40° C. beträgt die CO,-Abgabe 13.5 ccm. In Tabelle XLVII finden wir in A. dieselbe Anfangsintensität (10,8), nach einer Stunde aber bei 40° C. ist die ausgeschiedene CO,-Menge 16 ccm. Die Schwierigkeiten, um zwei gleichwertige Portionen des Versuchsmaterials zu wählen, macht es beinahe unmüg- lich, etwas Genaues über den Temperatureinfluss auf den I Quotienten -— aussagen zu kônnen. Deswegen werden N hierüber keine Betrachtungen angestellt. Zusammenfassung und Schluss. À. Methodisches. 1. Zur gleichzeitigen Bestimmung des aufgenommenen O, und der ausgeschiedenen CO, bei der Atmung wurde ein Apparat konstruiert unter Benutzung eines geschlossenen Systems mit Zirkulation der eingesperrten Luft. 2. Für die Messung des aufgenommenen O, wurde eine neue Methode ausgearbeitet, welche die folgenden Vorteile und Vereinfachung darbietet : a. das Auftreten von Druck- und Sauerstoffgehaltsver- minderung im ÂApparat wird auf ein Minimum reduziert, b. an Stelle des verbrauchten O, tritt sofort, ohne erst ein Sperrventil zu passieren, reiner O,, was zu kontrol- lieren ist, c. eine Sauerstoftbombe oder ein anderes Reservoir braucht man nicht mehr. 3. Es stellte sich heraus, dass im Atmungsgefäss für eine ausreichende Ventilation gesorgt werden muss. 4. Die volumetrische Bestimmung des ausgeschiedenen CO, ergab sich als weniger geeignet für das Studium der anaeroben Atmung, weil mit dieser Methode unkontrollier- bare Fehler gemacht werden künnen. 5. Bei den anaeroben Versuchen wurde deswegen mit einem Apparat nach dem Pfefferschen System gearbeitet. In mancher Hinsicht musste aber von der Pfefferschen Methode abgewichen werden. Ein konstanter Gasstrom durch den Apparat war leicht zu erreichen mittels einer einfachen Vorrichtung, die an den Hahn der Wasserleitung angebracht wurde. 247 Im Atmungsgefäss war durch Ventilation jede CO,.- Anhäufung ausgeschlossen. Unten am Kippschen Apparat wurde ein Glashahn angebracht, wodurch die Salzsäure zu erneuern war, ohne dass Luft zutrat. 6. Bei den anaeroben Versuchen im Wasserstoffstrom konnte genau gezeigt werden, dass dieses Gas physio- logisch O;-frei war. 7. Der durch Elektrolyse einer NaOH-Lôsung erhaltene Wasserstoff war nicht O,-frei. 8. Auch musste vom Benutzen einer Stickstoffbombe abgesehen werden, da dieses Gas aus den käuflichen Bomben nicht schnell genug O,-frei gemacht werden konnte. 9, Ein schädlicher Einfluss des Wasserstoffes konnte nicht nachgewiesen werden. 10. Es zeigte sich, dass ein Quellen der Samen in Wasser während vierundzwanzig Stunden, für Pisum sativum nicht zu empfehlen ist. Die Quellungsperiode wurde daher auf hôchstens 12 Stunden festgesetzt. 11. Die Keimlinge kamen abends in den Apparat. Dieser wirkte dann bei einer nicht schädlichen Temperatur ven- tilierend bis zum folgenden Morgen. Die Objekte unter- lagen also längere Zeit dem Einfluss der ganz neuen Um- stände. Diese Methode gibt obendrein ein grosses Zeiter- sparnis. 12. Statt Wasserbehälter ins Atmungsgefäss zu stellen, wurden die Samen oder Keimlinge auf feuchte Watte ge- legt. Hierdurch waren für die Wasserversorgung der Objekte bessere Bedingungen gegeben. 13. Das Sterilisieren der Samen mit einer 1°/,, Sublimat- lôsung wirkte längere Zeit schädlich auf die Atmung. 14. Der Fehler, den man macht, wenn das Material nicht frei von Bakterien ist, konnte, was die CO,-Abgabe anbetrifft, einigermassen geschätzt werden. 248 B. Experimentelles. a. Normale Atmung. 1. Während der Keimung von Pisum sativum zeigte die Atmung bei 20° und 25° C. ein Steigen bis zu einem Maxi- mum. Danach traten Schwankungen auf, und die Atmungs- intensität verminderte sich allmählich. Die CO.,-Abgabe und O,-Aufnahme zeigen also während des Keimens beide eine Neigung zum Steigen. Diese Tendenz kann man in Ar- schluss an À. Mayer, ,grosse Periode der Atmung' nennen. 2. Der Rückgang des Atmungsprozesses nach dem Er- reichen eines Maximums rührt vielleicht vom längeren Verbleiben im Atmungsgefäss her. Es wäre zu untersuchen, ob nicht Mangel an Mineralnährsalzen hierbei eine Rolle spielt. Wenn man also bei der Keimung voneiner ,grossen Periode der Atmung' reden will, so ist es vorläufig besser darunter nur das Steigen bis zu einem Maximum zu verstehen. 3. Bei 25° C. war das Maximum der grossen Periode schon am dritten Tage erreicht, während bei 20° C. dies erst am vierten Tage der Fall war. Die Atmungsintensität bei 25° C. war in den ersten fünf Tagen eine grôssere als bei 20° C. Je hôher also die Temperatur, umso grôsser ist die Atmungsintensität und desto früher ist das Maximum der grossen Periode erreicht. 4. Während der Wasseraufnahme war die CO,-Abgabe grôsser als die O,-Aufnahme. Der Quotient ace ist daher 2 beim Anfang der Keimung grôsser als 1. Bei der weiteren * allmäh- Entwicklung sank der Wert des Quotienten = lich, blieb aber fortwährend etwas grôüsser als 1. 249 Entweder müssen die zu veratmenden Stoffe erst gespalten werden ehe der oxydierende Prozess eintreten kann, oder die Fähigkeit zur O,-Aufnahme bildet sich erst mit der Wasseraufnahme. 5. Nach vollendeter Wasseraufnahme zeigten die Prozesse der O.,-Aufnahme und CO;-Produktion bei 20° und 25° C. einen fast parailelen Verlauf. Nach dem Erreichen des Maximums traten in beiden Prozessen Schwankungen auf. 6. Bei den hôüheren Temperaturen konnte festgestellt werden, dass bis 45° C. die Prozesse der O,-Aufnahme und CO,-Abgabe im gleichen Sinne von der Temperatur beeinflusst wurden. Erst bei 50° und 55° C. waren Abwei- chungen zu bemerken. 7. Die Schwankungen in der CO,-Abgabe kôünnen also nicht erklärt werden mit der zweiten Hypothese Kuypers, wobei vermutet wird, dass die Prozesse der O,-Aufnahme . und CO,-Ausscheidung ungleich von der Temperatur beeinflusst werden. 8. Die Ergebnisse Kuypers über den Temperatur- einfluss auf die CO,-Ausscheidung bei vier Tage alten Keimlingen von Pisum sativum konnten in unseren Versuchen bestätigt werden. 9. Kuyper meint, dass bei Pisum sativum schon bei 25° C. ein schädlicher Einfluss der Temperatur auftritt. Dieser konnte in unsern Versuchen nicht festgestellt werden. Sowohl bei 20° als bei 25° C. entwickelten die Samen sich ganz normal und bei beiden Temperaturen ergaben sich nach dem Maximum der grossen Periode Schwankungen im Atmungsverlauf. 10. Es ist sehr schwierig diese Schwankungen zu erklären mit der ersten Hypothese Kuypers, wobei vorausgesetzt wurde, dass dieselben bei 25° C. durch verstärktes Wachstum einerseits und Schädigung durch die hohe Temperatur 250 andererseits, verursacht wurden. Denn in unsern Versuchen traten diese Schwankungen schon bei 20° C. auf, einer Temperatur, welche man für Pisum sativum keine schädliche nennen kann. 11. Noch mehr sprechen die Ergebnisse bei hôheren Temperaturen gegen diese Hypothese. So ergaben bei 30° C. 21 Stunden alte Keimlinge einen steigenden Atmungs- verlauf. Bei vier Tage alten Objekten dagegen zeigte bei derselben Temperatur die Atmung ein Fallen mit Schwan- kungen. In beiden Fällen war das Wachstum ein starkes. Man musste also annehmen, dass im ersten Falle die Temperatur günstig wirkte, im zweiten aber schädlich. Diese Annahme ist selbstverständlich ganz willkürlich. Vielmehr liegt es auf der Hand diesen Unterschied im Atmungsverlauf bei einer gleichhohen Temperatur in Beziehung mit dem Faktor “grosse Periode'” zu bringen. Je jünger die Objekte, desto stärker tritt der Einfluss dieser steigenden Tendenz hervor.Sie kann einer schädlichen Wirkung die Wage halten, oder diese sogar während längerer Zeit überwinden. Die folgende Übersicht gibt einen Vergleich des Atmungs- verlaufs bei Temperaturen von 0°—55° C. für Keimlinge in verschiedenen Stadien der ,,grossen Periode der Atmung”': Temp. | Keïmlinge 4 Tage alt. Keimlinge 21 St. alt. | Keimlinge 4—5 St. alt. QSrC. konstant | konstant — TOI konstant | konstant — DOM, schwankend steigend = Done) schwankend steigend — 30"; schwankend steigend — 35.° , | Schwankend u. Sinkend| steigend danach sinkend _ LE langsam sinkend erst konstant, dann sinkend langsam sinkend He | schnell sinkend schnell sinkend CT A SU, schnell sinkend | schnell sinkend langsam sinkend 550 schnell sinkend | schnell sinkend — 251 12. Man muss also bei allen Atmungsversuchen mit keimenden Samen erst feststellen, in welcher Phase der ,grossen Periode” die Keimlinge sich befinden, 13. Das Vernachlässigen des Faktors ,,grosse Periode”’ kann beim Studium der Keimungsatmung zu falschen Folgerungen führen. So kôünnen die Versuche Kuypers mit Arachis- keimpflanzen nicht ohne weiteres gebraucht werden, um zu beweisen, dass diese Pflanze infolge ihrer tropischen Natur einer hôheren Temperatur angepasst ist wie das nicht tropische Pisum sativum. 14. Auch die Versuche von Fräulein van Amstel mit Triticumkeimlingen haben einen beschränkten Wert, weil vom gebrauchten Material nicht festgestellt wurde, wie hier die grosse Periode der Atmung verläuft. 15. Erst bei hohen Temperaturen zeigte sich eine unge- stôrte Entwicklung der sich auf den Objekten befindenden Bakterien. Der Eintritt der Bakterienvorherrschaft bedeutet ein zu Grunde gehen der Keimlinge. 16. Von den in unseren Versuchen auftretenden Bakterien konnte nachgewiesen werden, dass sie streng aerob waren. Die Atmung dieser Bakterien war bei 50° C. noch in optimalen Bedingungen, während eine Temperatur von 55° C. schädlich wirkte. 17, Ohne eine strenge Analyse des Atmungsprozesses ist die Blackmansche Theorie experimentell nicht zu beweisen. Für die Erklärung der Enzymtätigkeit im Organismus ist die Hypothese Blackmans zu einfach aufgestellt. 18. In der Phase der grossen Periode der Atmung darf man auch bei nicht schädlichen Temperaturen den Zeitfaktor nicht vernachlässigen. Q,, ist für dieses Keimungsstadium nicht ohne weiteres aus den gefundenen Werten der Atmungsintensität zu berechnen. 252 B. Anaerobe Atmung. 1. Nacheinem viertägigen Verweilen im Wasserstoffstrom bei einer Temperatur van 25° C. besassen die gequollenen Samen von Pisum sativum noch die Fähigkeit, sich später in Luft normal weiter zu entwickeln. 2. Im Wasserstoffstrom trat keine vollständige Keimung auf. Zwar brachen die Würzelchen nach der Wasserauf- nahme durch die Samenhaut, aber von einem bestimmten Punkte an wurde das Wachstum vüllig eingestellt. 3. Dass bei O,-Abwesenheit das Wachstum nicht lange mehr fortdauert liegt wohl hauptsächlich im Mangel an der dazu erforderlichen Energie. Der anaerobeAtmungsprozess entwickelt bei Pisum sativum ea der Energie, welche bei der normalen Atmung frei- kommt. 4. Die Länge der Vorperiode, welche die Keimlinge in Luft verbracht haben, beeinflusst den Verlauf des anaeroben Prozesses. 1 Die folgende Ubersicht zeigt dies deutlich: Temp. Keimlinge, die 60 Stunden Kent die 9 St, in Wasser Keimlinge, die von der Wasseraufnahme in Luft keimten. zur Quellung gelegen hatten. | an im Wasserstoffstrom waren. CLOS GA — konstant — IDE — konstant | — 20°. — konstant — TERRES — . konstant | on 30.° , || schwankend u. sinkend steigend —— 35.° , || schwankend u. sinkend | steigend u. dann sinkend | — AUS sinkend konstant u. dann sinkend| konstant während mehr als46 St. RAS — schnell sinkend | konstant während 21 St. 0°. — schnell sinkend | konstant während 3 St. 552 — schnell sinkend — 293 5. Das Konstantbleiben des anaeroben Prozesses bei Temperaturen von 40°, 45°, und 50° C., während längerer oder kürzerer Zeiten weist darauf hin, dass der Prozess hier eigentlich ein steigender ist. Infolge der schädlichen hohen Temperatur und der O,-Abwesenheit musste die CO,-Abgabe vom Anfang an sinken. Das Konstantbleiben wird also durch einen dritten Faktor hervorgerufen, welcher die anaerobe CO,-Produktion steigert. Und dieser Faktor ist wahrscheinlich gebunden an der Länge der Vorperiode, welche die Keimlinge in Luft verbrachten. Bei allen anaeroben Versuchen mit Pisum sativum muss hierauf Rücksicht genommen werden. 6. Wenn die Samen keine Vorperiode in Luft haben (wenn man also von trocknen Samen ausgeht), so ist selbst- verständlich die Steigung in den ersten Stunden auch eine Folge der Wasseraufnahme. Bei 40° C. konnte fest- gestellt werden, dass die Wasseraufnahme nach 10 Stunden beendet ist. In den Atmungsversuchen zeigte sich aber, dass der anaerobe Prozess bei 40°, 45° und 50° C. schon nach der vierten oder fünften Stunde einen maximalen Wert erreicht hatte. Die Wasseraufnahme hatte also nach der fünften Stunde auf den Verlauf der CO,-Abgabe keinen weiteren Einfluss gehabt. Hieraus konnte berechnet werden, dass es für ein vollständiges Auftreten des anae- roben Prozesses schon genügt, wenn die Samen 70°/, der maximalen Wassermenge aufgenommen haben. 7. In seiner zweiten Hypothese weist Kuyper darauf hin, dass vielleicht die Schwankungen im Verlauf der nor- malen Atmung erklärt werden künnen, durch die Annahme Palladins, dass die Oxydasen die Carbonasen angreifen kônnen, In unseren Versuchen zeigte sich, dass bei der anae- roben CO,-Abgabe eine derartige Relation môgjlich ist. Dass etwas Ahnliches auch bei der aeroben Atmung der 254 Fall sein muss, geht hieraus nicht hervor, es sei denn, dass man zeigen kônnte, dass derselbe Prozess der anae- roben CO, -Abgabe auch bei der aeroben Atmung vorhanden ist. Und wenn dies der Fall wäre, und die Schwankungen der aeroben CO.-Ausscheidung wirklich dadurch verursacht wiürden, so bliebe noch unerklärt, dass 1. die O,-Aufnahme dieselben Schwankungen zeigt und 2. die anaerobe Atmung sie ebenfalls aufweist. | 8. Die anaerobe CO,-Abgabe ist entweder an der Struktur des Keimlings oder an der des Plasmas gebunden. Sobald man diese Struktur Zzerstôrt, hôrt die anaerobe CO,-Bildung auf. 9. Während bei der aeroben Atmung eine grosse Periode der Atmung und normale Weiterentwicklung auftreten, wird beim anaeroben Prozess das Wachstum bald eingestellt, und ist der Verlauf der CO,-Abgabe von der Vorperiode in Luft abhängig, Bei der Bestimmung des Quotienten L darf man also die ausgeschiedenen CO,-Mengen der N anaeroben ÂAtmung nicht ohne weiteres durch die der normalen Atmung dividieren. Diese Arbeit wurde angefertigt im botanischen Labora- torium der Reichsuniversität Utrecht. Es ist mir eine angenehme Pflicht, meinem hochver- ehrten Lehrer, Herrn Professor Dr. F. À. F. C. Went, auch an dieser Stelle den geziemenden Dank aus zu sprechen, nicht nur für die Anregung zu dieser Arbeit, sondern auch für seine dauernde und wohlwollende Kritik. Bei dieser Gelegenheit môchte ich auch Herrn Dr. V. J. Koningsberger, Assistenten am hiesigen Institut, für seine Unterstützung aufrichtig danken. INHALTSVERZEICHNIS. Seite. P'Finleitang und Fragestellung: … : . : - . . … . 107 II. Apparate. . . . ERP E TR RS Res A. Normale ae RE 2 1. Allgemeines . . . De RE ES res à 2. Beschreibung der RE RL EN FH --Anaerobe Aftmung. : -". .. . …. 0, 131 HE Material und. Vorbehandlung . -_. . .. . . . 139 IV: Übersicht der Literatur. +: . . . . . . . . . . 150 An nNorarale AT eSe ee à re eve + LOU F7 Anaerobe AGDE +. Le 7 0 à mauuiT ces ee OT NéAEapenmentelerr ei. à 20 lit ce etc tl0 A Normale AN :. à n ses ee ee eo D) a. Der Atmungsverlauf während des Keimens 165 1. Die CO,-Abgabe und O,-Aufnahme . 165 2. Die Relation De PRE ne Eh72 b. Der Einfluss der Temperatur auf die FA 175 1. Die CO,-Abgabe und O,-Aufnahme . 175 2.0Die Theorie von Blackman. . . - 206 # one D ee EEE 4, Der D une Q. AE AE 256 Seite. B:: Anaerobe:-Atmung…. 2: in On CT a. Der Verlauf der anaeroben Atmung bei einer nicht schädlichen Temperatur . . . 211 b. Der Einfluss der Temperatur auf die anae- robe -Atmung. sus 2 0 CAC CO c. Der Quotient RE VI. Zusammenfassung und Schluss."… . .... 2%6 LÉCAMRINT ENSI TATIEND LPOSEMPENPETNDETERRERr von V. J}y KONINGSBERGER. 1. Einleitung. In meiner früheren Abhandlung (8, S. 28) !), wurde die Theorie aufgestellt, dass die Lichtwachstumsreaktion in ihrer vollkommenen Gestalt nur von einer sehr grossen Lichtmenge verursacht werde. Im Experiment sollte sogar bei Dauerbelichtungen, die Lichtintensität immer als ,,be- grenzender Faktor’”’ im Sinne Blackmans (6) auftreten; d.h. die Grôsse der von einer Dauerbelichtung bestimmter Intensität hervorgerufenen Wachstumsreaktion sollte von dieser Intensität bestimmt werden, sodass die Pflanze bei einer Intensitätserhôhung der Belichtung eine neue Reaktion erfahren sollte. Die in der Praxis angewandten Lichtintensitäten reichten also nicht aus, um eine maximale Wachstumsreaktion aus- zulôsen, oder, anders gesagt, um die ,,Lichtempfindlichkeit” ganz zu zerstôren. Je geringer die bestrahlende Intensität wäre, um so mehr bliebe »Empfindlichkeit” erhalten. Eine Erhôhung der Lichtintensität würde demnach eine neue Lichtwachstumsreaktion auslôsen, auch wenn die Pflanze sich schon an eine bestimmte Intensität angepasst hätte. Was die experimentellen Wachstumsmessungen anbetrifit, 1) Die zwischen Klammern stehenden Zahlen beziehen sich auf das Literaturverzeichnis. (S. 312). iW! 258 stützte diese Theorie sich nur auf die Angaben Voagts (12) und Sierps (9, 10). In seinen Betrachtungen über das Wesen der à zeit hat schon Arisz (1) sich für Krümmungserscheinungen in demselben Sinn ausgesprochen, was diejenigen Reizungen anbetrifft (l. c. S. 197), wobei ,die zugeführte Energie ,konstant, aber ihre Zusammensetzung wechselnd (die ,Reizdauer also nicht konstant) ist. Hierüber bestehen bei dem Phototropismus keine Data. Für Zentrifugalkraft haben Bach und Frau Rutten-Pekelharing ge- .funden, dass je nachdem die Intensität schwächer ist und die Reizdauer zunimmt, die Reaktionszeit verlängert wird. Die Intensität ist in diesem Falle wie ein “limiting factor” für das Zustandekommen der Krümmung'. Die von mir gegebene V'orstellung ist nur eine Ausbrei- tung der obigen; die begrenzende Wirkung sollte sich für jede Intensität geltend machen und sich in erster Linie in der Wachstumsreaktion äussern. : Auch Bremekamp (7) und van de Sande Bak- huyzen (2) haben in ihren Theorien eine begrenzende Wirkung der Lichtintensität angenommen, ohne das Wort selbst zu nennen. Bremekamp (I. c. S. 150 u. 151, 155) sagt: , Bei einer langwährenden Beleuchtung erreicht die ,Empfindlichkeit einen konstanten Wert, welcher um so hôher liegt, je schwächer die [ntensität der Beleuchtung'. In van de Sande Bakhuyzens Figur 6 (S. 76) ,steigen die Kurven (der Wachstumsverzügerung) um so steiler, je hôher die Lichtintensität””. Der Gedanke an eine ,begrenzende” Wirkung der Lichtintensität war also nicht neu, aber bisjetzt noch nicht durch Versuche begründet worden. Die Prüfung der Theorie durch das Experiment war demnach das erste Ziel der vorliegenden Arbeit; ihre Begründung aber führte noch einen Schritt weiter ins Unbekannte. Denn es erhob sich alsbald die Frage, wann die begren- ° 259 zende Wirkung auftritt. Die Tatsache, dass die Begrenzung nicht erst nach einiger Zeit auftritt, sondern von vorn- herein existiert, erôffnet vielleicht eine Môglichkeit etwas weiter in das Stimmungsproblem einzudringen. 2: Methode und Material. Für die Methodik weise ich auf meine frühere Arbeit (8); es wurde an der Versuchsanordnung nichts Wesentliches geändert. Das Material stammte aus einer reinen Linie des. Svalôver ,Sieges’”’ Hafers (Ernte 1921). Die Beleuchtungen fanden statt mit einer — neuerdings von ,, Philips” À. G. in den Handel gebrachten — 100 HK. ,Argenta’'Lampe (75 W. 220 Volts). Die Glasbirne dieser Lampe wird aus reinweissem Milchglas hergestellt und ist rund (ohne Spitze). Sie strahlt ein hellweisses diffuses Licht aus und erwies sich, ihres homogenen Lichtes wegen, sehr geeignet für diese Zwecke. Die Reaktionen waren im allgemeinen regelmässiger als diejenigen, welche ich früher mit einer 50 HK. ,, Arga'Lampe erhielt. Auch die Reaktionsart ist nicht die gleiche ; die Argenta- lampe verursacht zwar dieselbe erste Wachstumsverzügerung als die Argalampe; der darauffolgende Reaktionsverlauf ist aber bei der ersteren stärker ausgeprägt. Die Lampe war in einem Blechrohre (mit Oeffnung an der Vorderseite) eingeschlossen und an einer optischen Bank entlang verschiebbar, sodass man die Lichtintensität von 25 MK. (2 m) bis 400 MK. (0,50 m) regulieren konnte. Ursprünglich hatte ich die Absicht monochromatisches Licht anzuwenden um unter môgjlichtst konstanten und elementaren Bedingungen zu arbeiten, musste aber leider darauf verzichten, weil mir keine Akkumulatoren aus- reichender Kapazität für so lange anhaltende Belichtungen zur Verfügung standen. 260 Die Temperatur im Versuchszimmer war für sämmtliche Versuche 20° C. 3. Die Wachstumsreaktionen auf verschiedene Lichtintensitäten. Um später die Wachstumsreaktionen bei verschiedenen aufeinanderfolgenden Lichtintensitäten beurteilen zu kônnen, müssen wir zuerst die Reaktionen auf die einzelnen Inten- sitäten kennen lernen. Es ist hauptsächlich gearbeitet worden mit drei verschiedenen Intensitäten, d. s. 25,100 und 400 MK. Die Temperatur im Strahlenbündel, in der unmittelbaren Näbhe der Pflanze gemessen, wird bei 25 MK. nicht merklich, +2 +2 Wachsturn in A pro Minute Stunden [e) le 1 14 2 Fig. 1. Dauerbelichtung mit verschiedenen Intensitäten. À. 25 MK, B. 100 MK., C. 400 MK. Die gestrichelten, leise ansteigenden Linien geben die Korrektur des Dunkelwachstums auf die grosse Periode an. Für die Zeichen rechts sehe S. 262. 261 bei 100 MK. um 0,1° und bei 400 MK. um ungefähr 0,3° gesteigert. Die Reaktionen auf Dauerbelichtung mit diesen Inten- sitäten sind in Tabellen I, [I und III !) aufgezeichnet worden. Die graphische Darstellung (Fig. 1) ist dem Mittelwert pro Minute entnommen worden. Der Mittelwert gibt nämlich m.E. besseres Vergleichungsmaterial als eine individuelle Reaktion, sogar wenn die Kurve nicht ganz denselben Verlauf hat. Denn die scharfen Umknickungen in der Wachstums- kurve des Individuums, die sogenannten Blaauwschen (3-5) Kardinalpunkte, werden bei den Durchschnittswerten mehr oder weniger abgerundet. Es bleibt aber immer den individuellen Versuchen eine grosse Zufälligkeit anhaften, sodass man sie nicht für Standartwerte verwenden darf. Die Sache liegt anders in denjenigen Fällen, wo die Kardi- nalpunkte in den Kurven so dicht neben einander liegen, dass sie von geringen zeitlichen Unterschieden in den Versuchen bei der Aufzählung und Dividierung ganz ver- wischt würden. In solchen speziellen Fällen muss man wohl mit Einzelbeobachtungen arbeiten. Uebrigens sind diese zeitlichen Unterschiede in der Lage der Kardinalpunkte nicht erheblich, wie Tabelle IV zeigt. MABELEE, IV: Die durchschnittliche Lage der Kardinalpunkte für ver- schiedene Lichtintensitäten. | Erstes Darauffolgende Lichtintensität. || Reaktionszeit. Wachstumsmini- | Beschleunigung (fl | mum nach: | nach: 25 MK. 2 —— — - | 18 Minuten. | 36 Minuten. |72 Minuten. MUR" D SG DD al LOG VU DNS. LE 4 à ET ONE MENT 1) Die Tabellen findet man am Schluss der Arbeit auf S. 284—311. . 262 Man sieht, dass die Reaktionszeit die Tendenz hat, sich bei den hôüheren Intensitäten zu verkürzen; das erste Minimum liegt ziemlich fest, während das erste Maximum früher oder später auftritt, je nachdem die Intensität stärker oder schwächer ist. Weniger leicht ist es, sich ein Ufrteil zu bilden über die Grôsse der Reaktionen. Im Anfang habe ich alle Wachstumswerte in Prozente des Dunkelwachstums umge- rechnet. Man erhält dann aber sehr unregelmässige Werte (vergi. Blaauw, 5, S. 107). So gibt diese Berechnung z. B. in Tabelle I bei Vers. No. 232 ein Minimum von 45,45 0/,, bei Vers. No. 233 dagegen von 60 0/,, während das Wachstum bei No. 232 von 110 auf 50 und bei Nr. 233 von 150 auf 90 z pro 6 Minuten (also in beiden Fällen 60 z pro 6 Minuten) herabgesetzt wird. Obwohl auch die in z ausgedrückten Wachstumsunter- schiede nicht immer vüllig mit einander übereinstimmen, ergeben sich doch viel einheitlichere Werte als bei der Umrechnung in Prozente. Dieser Befund stimmt mit der früher mitgeteilten Tatsache überein, dass die Wachstums- geschwindigkeit und die Lichtempfindlichkeit von einander unabhängig sind (8, S. 68 u.f.). Schon aus den hier gegebenen Kurven (Fig. 1) lässt sich folgern, dass die pro Zeiteinheit zugeführte Lichtmenge, d.i. die Lichtintensität, nicht ohne Bedeutung ist. Je hôher die Intensität, um so tiefer liegt das erste Minimum. Um den Effekt einer Belichtung mit diesen Intensitäten später leichter beurteilen zu kônnen, werden diese Kurven mit den in Figur 1 rechts angegebenen (punktierten, u.s.w.) Linien, welche Nichts mit der eigentlichen Figur zu tun haben, in alle spätere Figuren über die gefundenen, ge- zogenen Linien eingezeichnet. Sie sollen uns dann zeigen, wie die Reaktion bei einer etiolierten Pflanze ungefähr gewesen wäre. Ich werde sie im Folgenden ,Idealkurven” nennen. 263 4, Vorbelichtungen während mehrerer Stunden. Zuerst wurde eine Versuchsreihe gemacht, wobei nach Vorbelichtungen während 4 und mehr Stunden mit 25 MK. die Intensität auf 100 MK. erhôht wurde. Zwei Beispiele dieser Versuche sind in Tabelle V aufgezeichnet und graphisch in Figur 2 À dargestellt worden. Es ist klar, dass die Reaktion auf 100 MK., nach einer so vollkommenen Anpassung an 25 MK, sich in keiner Hinsicht von derjenigen unterscheidet, welche die etiolierte Pflanze ausgeführt hätte. Nunmehr wurde die Anpassungszeit an 25 MK. auf 3 Stunden zurückgebracht. Wie die Tabelle VI und Figur 2 B angeben, stimmt auch jetzt die Reaktion auf die Intensitätserhôhung schôn mit der ,idealen überein. Wesentlich dasselbe gilt für eine Vorbelichtungszeit von nur 2 Stunden (Tabelle VII, Figur 2 ©). Dass auch andere Lichtintensitäten sich ähnlich verhalten, hat sich bei einigen Stichproben herausgestellt. Nach einer Vorbelichtung mit 100 MK. fand die Nachbelichtung jetzt mit 400 MK. statt und eine deutliche neue Reaktion spricht aus den Tabellen VIII und IX. Wir haben früher (8, S. 68) gesehen, dass die Lichtemp- findlichkeit, welche infolge einer Dauerbelichtung verloren gegangen war, sich nachher in der Finsternis wiederher- stellt Wenn die Theorie des ,,begrenzenden Faktors” zutrifft, muss sich demnach auch während einer Intensitäts- verringerung die Empfindlichkeit für eine hôhere Intensität wiederherstellen. Dass dieses tatsächlich der Fall ist, zeigt der Versuch, welcher in der Tabelle X wiedergegeben ist. Aus den hier mitgeteilten Daten darf man ohne Weiteres den Schluss ziehen, dass nach Dauerbelichtungen mit schwächeren Intensitäten die ,,Empfindlichkeit” für ‘uapunJS 7 D ‘€ 4 ‘Q-+ W 12q ezsBunjuIaqioA HN GT JU Bunjyo1eqio À Jour y2eu ‘MIN OO ‘z anbry & ———_————— — jne uauor]4e21StUNSUPEMIUIIT IC uapunis 0G 214 01 y Li WNISUPDAN 265 hôhere Intensitäten quantitativ erhalten bleibt. Die auf eine Intensitätssteigerung zu Tage tretenden Reak- tionen sind ebenso stark ausgeprägt als diejenigen der etiolierten Pflanzen, welche sofort mit derselben hohen Intensität belichtet werden. Dasselbe geht hervor aus der Tatsache, dass während einer Intensitätsverrin- gerung die Empfndlichkeit für hôhere Intensitäten sich wiedereinstellt. !) 5. Vorbelichtungen: !/, bis 1 Stunde. Nach dem Vorhergehenden erhob sich die Frage, wie die Wirkung einer Intensitätssteigerung nach kürzeren Vorbelichtungen sich äussern würde. Wir haben in der Vergleichung der nach einer Intensi- tätserhôhung gefundenen Daten mit den Idealreaktionen eine einfache Methode kennen gelernt, um die ,,Empfind- lichkeit”” in den verschiedenen Fällen beurteilen zu kônnen. Da das Wachstum während der Vorbelichtung schon ziemlich konstant geworden war, bot das Eintragen der Idealkurven keine Schwierigkeiten. Bei kürzeren Vorbe- lichtungen liegt die Sache aber anders; denn das Wachstum zeigt noch lebhafte Reaktionswellen im Augenblick, dass die Idealkurven eingetragen werden müssen. Jeder wird zustimmen, dass die erste Wachstumshemmung der Licht- wachstumsreaktion angehôhrt, sodass man für sehr kurze Vorbelichtungen (von 0 bis ungefähr 36 Minuten) ruhig 1) Das hier mitgeteilte Ergebnis hat noch eine für die Praxis wichtige Bedeutung. Denn während Dauerbelichtungen ist die Lichtintensität durchaus nicht konstant. Die — Gfters erheblichen — Schwankungen in der Netzspannung äussern sich in Aenderungen der Intensität und Zusam- mensetzung des Lichtes. Es kommt mir vor, dass die, bei langen Dauer- belichtungen nach vielen Stunden noch auftretenden, geringen Wachstums- schwankungen (vergl. 8 S. 56 u.ff.) auf diese Umstände zurückzuführen sind. Dieser Fehler ist nur mittels konstanter Akkumulatorenstrôme zu umgehen. 266 die Idealkurven auf das Wachstum im Dunkeln extrapolieren darf. Was aber ist zu tun, wenn die erste Wachstums- hemmung vorüber gegangen ist? Dies ist nämlich der Fall für alle Vorbelichtungen, die länger als 36 Minuten dauern. Es wird sich im Folgenden zeigen, dass man berechtigt ist, die erste Beschleunigungswelle als Ausgangspunkt zu wählen. | Was nun die Versuche anbetrifft, so wurde die Zeit der Vorbelichtung von 2 Stunden ab Abschnittsweise ver- kürzt. Es stellte sich dabei nichts Neues heraus. Ich begnüge mich mit der Wiedergabe eines Versuches mit 1-stündiger Vorbelichtung (Tabelle XI, Figur 3 A). Dasselbe gilt von einigen Versuchen, deren Vorbelich- tungen kürzer als eine Stunde waren. Ein Beispiel liefert Tabelle XII, Figur 3 B. Ein neues Ergebnis geben die Versuche mit halbstündiger Vorbelichtung. Es wird klar sein, dass wir jetzt in das Gebiet geraten, wo die Kardinalpunkte eng auf einander rücken. Hier kann es deshalb bisweilen geboten sein Ein- zelversuche anzuwenden (siehe S. 261). Wenn man aber mit môüglichst konstanten Aussenbedingungen arbeitet, und einheitlich reagierendes Material zur Verfügung hat, so besteht. die Môglichkeit, dass sogar dann die Reaktionen gut übereinstimmen kôünnen, wie Tabelle XIII zeigt. Betrachten wir in der Kurve (Figur 3 C) zuerst die gefundene Reaktion, dan sehen wir, dass das Minimum infolge der Vorbelichtung normal erreicht wird und dass das Wachstum dan wieder etwas ansteigt, um nach 18 Minuten rasch auf das Minimum der Nachbelichtung zu sinken. Sieht man die Idealkurven an, so fällt es auf, dass das Ansteigen nach der Belichtung mit 25 MK. sofort aufgegeben wird, wenn die Senkung auf die Belichtung mit 100 MK. einsetzt. Hieraus lässt sich folgern, dass die Wachstumsbeschleunigung nicht zu der Lichtwachstums- reaktion selbst gehôrt; denn in diesem Falle würde man 267 experimentell die resultierende Kurve zwischen beiden Idealen finden müssen. Noch schärfer geht dasselbe hervor aus Tabelle XIV, Figur 3 D, wo 36 Minuten mit 25 MK. vorbelichtet 400 M.K un à Wachsturt in À pro Minute 2 £tunden [o) a 1 1% Figur 3. À Vorbelichtung: 1 Std. mit 25 MK. Nachbelichtung mit 100 MK. B . 42 Min 4 25e, : SC LU0 C " SÙ A Ne ds : 47100 D EM dr RS Ut » 400 , E 36 Min. mit 25 MK. dann 42 Min. mit 100 MK, schliesslich mit 400 MK. belichtet. 268 wurde und die Nachbelichtung mit 400 MK. stattfand. Wo die gefundene Kurve ihr Minimum nach der Vor- belichtung erreicht hat und deutlich steigt, sieht man einen scharfen Knick, und zwar gerade in dem Augenblicke, wo die 400 MK. Idealkurve sich senkt und also die Reaktions- zeit der Nachbelichtung verstrichen ist. Von einer, aus den beiden Idealkurven resultierenden, Kurve findet sich auch hier keine Spur. Die auf der ersten Wachstumshemmung folgende Beschleunigung wird also nicht direkt von der Belich- tung, sondern von der Lichtwachstumsverzügerung selber hervorgerufen und gehôrt deshalb nicht zu der eigentlichen Lichtreaktion. Blaauw (3) hat 1914 den wellenartigen Verlauf der Lichtwachstumsreaktion entdekt und damals schon den verschiedenen Wellen einen besonderen Wert beigelegt. Seine Aufmerksamkeit wurde bei weiteren Versuchen an verschiedenen Objekten immer mehr auf die charakteris- tischen Wellen gelenkt. Er hat in der ersten Verringerung des Wachstums (Beschleunigung bei Phycomyces) die eigent- liche ,,primäre Lichtwachstumsreaktion" und in der folgenden zeitlichen Beschleunigung (Verringerung bei Phycomgces} eine ,.Antireaktion” erkannt. Ich meine in dieser ,, Antireaktion”’, welche also nicht von der Belichtung an sich hervorgerufen wird, eine Aeusserung des Autotropismus sehen zu müssen. Diese Beschleunigung tritt auch während der Beleuchtung auf und hat also nichts mit einer , Dunkelwachstums- reaktion’”’ zu tun. Um die Richtigkeit dieser Meinung zu prüfen, muss gezeigt werden, dass man nach Belieben durch Intensitätser- hôhung im Gebiete der Beschleunigungswellen neue Reak- tionen hervorrufen kann. Dazu diente der Versuch von Tabelle XV, dargestellt in Figur 3 E. Wir sind also berechtigt zu schliessen, dass auch bei 269 Vorbelichtungen, kürzer als 1 Stunde, eine Intensitätser- hôhung des Lichtes neue Lichtwachstumsreaktionen her- vorruft. Die Lichtintensität tritt also schon als begrenzender Faktor auf, lange bevor das Wachstum sich an die be- strahlende Lichtintensität angepasst hat. Die Beschleunigung oder Antireaktion der Vorbelichtung hat für die Verzô- gerungen der Nachbelichtungen keine Bedeutung. 6 Vorbelichtungen kürzer als !/ Stunde. Wir gelangen jetzt zur: Frage, ob die begrenzende Wirkung während der Belichtung auftritt, oder ob sie von vornherein existiert. Diese Frage hat eine interessante Bedeutung. Denn, wenn die begrenzende Wirkung erst allmählich während der Beleuchtung auftritt, so ist man zu der Annahme gezwungen : die Empfindlichkeit wird zunächst von jeder Lichtintensität vernichtet. Weil aber auf hôhere Intensitäten dieselben Reaktionen folgen, wie bei der etiolierten Pflanze, muss die Empfindlichkeit sich während der Belichtung wieder ganz zurückbilden. Die Tatsache aber, dass auf die Intensität der Vorbelichtung nicht weiter reagiert wird, ist nur erklärlich mittels der Annahme einer , Umstimmung der Sensibilität”. Ist aber für jede Lichtintensität von vornherein eine bestimmte, von dieser Intensität begrenzte, Lichtwachstums- reaktion gegeben, dann besteht die Môgjlichkeit die Stim- mungserscheinungen auf Reaktionsvorgänge zurückzuführen. Ist dieses richtig, dann kann man voraussagen, wie die Versuche mit Vorbelichtungen, kürzer als !/, Stunde ausfallen werden. Fassen wir noch einmal die Tabelle IV ins Auge, dann wissen wir, dass nach 12 bis 18 Minuten die Wachs- tumsreaktion mit einer Verzôgerung einsetzt, welche 18 bis 24 Minuten anhält. Alle Aenderungen der Lichtinten- sität, welche also während ungefähr der ersten 18 Minuten der Vorbelichting stattfinden, verbringen ihre Reaktionszeit 270 während der von der Vorbelichtung hervorgerufenen Wachstumsverzôgerung und kônnen nur in eine'weitere Senkung des Verzügerungsmaximums zum Ausdruck kommen. Ueberschreitet die Dauer der Vorbelichtung diese Zeit, dann muss man die Wachstumsreaktionen von Figur 3 erhalten. Mein Apparat in seiner hiesigen Aufstellung gestattet Zeitdifferenzen von 6 Minuten in den Wachstumsreak- tionen sicher zu erkennen. Kürzere Intervalle fliessen in den Wachstumswerten pro 6 Minuten selbstverständlich zusammen. Deshalb sind Vorbelichtungen, kürzer als 6 Minuten nicht vorgenommen worden. Von den vielen Versuchen, welche gemacht worden sind, werde ich nur einige verôffentlichen. Die meisten sind nämlich hergestellt worden während des abnormal heissen Monates Juli. Die Temperatur im Versuchszimmer musste deswegen von 20° auf 25° gebracht werden. Die Resultate sind also nicht mit den anderen vergleichbar, weil die zeitliche Lage der Kardinalpunkte ungefähr 6 Minuten nach links verschoben wurde. Uebrigens stimmt diese Versuchsreihe, was die Grüsse der Reaktionen anbe- trifft sehr gut mit den anderen Reihen überein. Es sollen zuerst die Versuche besprochen werden, wobei die Intensität nach einer Vorbelichtung von 6 Minuten erhôht wurde (Tabellen XVI, XVII und XVIII, Figur 4 À, B und C). Das Resultat ist sehr eindeutig: auch nach Vorbelich- tungen von wenigen Minuten hat sich die Empfindlichkeit für hôhere Intensitäten erhalten, oder besser gesagt: die Tiefe der Wachstumsreaktion auf eine bestimmte Lichtintensität kann nicht von einer Vorbelichtung mit einer niedrigeren Intensität beeinflusst werden. Es gehôrt demnach zu jeder Intensität eine bestimmte Reaktionsgrôsse. Dasselbe geht hervor aus den Vorbelichtungen während 271 12 Minuten, welche von einer Intensitätssteigerung gefolgt werden (Tabellen XIX und XX, Figur 4, D und E). Es fällt hierbei auf, dass die Wachstumsfôrderung oder Wachsturm in A4 pro Minute Stunden: Q) Figur 4 À Vorbelichtung: 6 Minuten mit 25 MK., dann 100 MK. B Fe 6 F QUE 25 QT CAO C » 6 E ai 0O MS: 5 IN ASE D 12 à. + Me = hé 0 (PIOURRE E : 12 4 123905: 2% 11 400 212 die Antireaktion von der Verzôügerung verspätet wird. Es erhebt sich die interessante Frage, ob die Beschleunigung willkürlich lang , verschoben und auf diese Weise die Antireaktion auch während längerer Zeiten unterdrückt werden kann. , Die Antwort wird schon in der nächsten Versuchsreihe gegeben. Es stellt sich ja bei Vorbelichtungen von 18 Minuten heraus, dass das Maximum der Verzôügerung nicht nach 36 + 18, sondern nach 36 + 12 Minuten, also 6 Minuten zu früh erreicht wird und dementsprechend die Antireaktion zu früh einsetzt (Tabelien XXI, XXII, XXIII, Figur 5). | Die hier mitgeteilten Reaktionen treten auch auf, wenn eine längere Vorbelichtung dem eigentlichen Versuch vorab- gegangen ist, wie es Tabelle XXIV zeigt. Um die genannten Ergebnisse : 1. Die Tiefe der Reaktion auf eine Intensitätser- hôhung wird nicht von Vorbelichtungen beeinflusst, 2. Die Antireaktion kann nicht wilikürlich, sondern nur ungefähr 12 Minuten verspätet werden, näher zu prüfen, dienten die nächsten Versuchsreihen: die Pflanzen wurden zuerst während 6 Minuten mit 25 MK, dann während 6 Minuten mit 100 MK. und schliesslich mit 400 MK. belichtet (Tabelle XXV, Figur 6 A). Das Resultat ist ohne Weiteres klar. Wenn man während 12 Minuten mit 25 MK. dann 12 Minuten mit 100 MK. und schliesslich mit 400 MK. belichtet (Tabelle XXVI, Figur-6 B), sieht man, der Erwartung entsprechend, dass das Minimum 12 Minuten zu früh erreicht wird. Wird die Wachstumskurve noch mehr ausgezogen, dann bekommt man etwas kompliziertere Fälle, wie Tabelle XXVII, Figur 6 C zeigt. Es wurde hier zuerst während 18 Minuten mit 25 MK. 273 dann während 18 Minuten mit 100 MK. und schliesslich mit 400 MK. belichtet. Offenbar kann die Antireaktion, welche nicht mehr als ungefähr 12 Minuten verspätet werden kann, auch selbst während Intensitätserhôhung zur Geltung kommen, in den- Del Wachsturn in AA pro Minute ot-——— Stunden 2 1 1% 2 Figur 5. À Vorbelichtung: 18 Minuten mit 25 MK. dann 100 MK. |; ti : 18 - tes 5 te 14 400 C < 18 F RQ | 1 1 HAE Pr! À jenigen Fällen, wo die Wachstumshemmung stark abge- flacht ist und also nicht steil verläuft. Bald aber wird die Antireaktion wieder von der Verzôügerung überwunden, eine Verzôgerung, welche wieder zum erwarteten Minimum herabsinkt. 274 Um nachzuweisen, dass tatsächlich die Länge der Ver- zôgerung die Schuld dieser komplizierten Erscheinung trägt, wurde folgender ,,Kaskaden” Versuch gemacht: es wurde jedesmal nach 6 Minuten die Intensität erhôht, sodass die Pflanze hintereinander mit 25, 50, 100, 150, 200, 300, 400 MK. bestrahlt wurde (Tabelle XXVIII, Figur 6 D). 20 | ; AOOMK | Il L [ [ [ E © S r : Stunden 0 Lo 1 1% $ 2 4 Figur 6 A: 6 Minuten 25 MK. 6 Minuten 100 MK., dann 400 MK. B:7"12 7 25 een ÿ 100 1; 1 AOÛ ES Gris > 25e, MS : 10070, n 1WO0e D: Jedesmal 6 Minuten mit 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300 und schliesslich mit 400 MK. belichtet. Ohne weiter auf Einzelheiten einzugehen, kônnen wir sagen, dass auch hier nach 36 + 12 Minuten sozusagen ein Kampf zwischen Verzôgerung und Beschleunigung 27 auftritt. Die Verzôgerung scheint aber der Beschleunigung superponiert zu sein, sie kann aber nicht direkt zum vollen Ausdruck kommen und macht zu früh einer zeitlichen Beschleunigung Platz. Zweifellos treten hier komplizierende Faktoren auf, auf welche wir noch nicht weiter eingehen kônnen. Es genügt aber vorläufig festzustellen : 1. dass die Antireaktion, das ist der Adtotsopiainus, nicht willkürlich lange unterdrückt werden kann; denn sucht man die Verzôgerung um mehr als 12 Minuten zu verlängeren, so tritt ihr Maximum zu früh auf oder wird sogar von einer vorübergehenden Beschleunigung unterbrochen, 2. dass diese Antireaktion unter Umstände sich so- gar während Intensitätserhôhung geltend macht und also nichts mit einer Dunkelwachstumsreaktion gemein hat. Ohne mich zu weit auf hypothetischem Gebiete zu wagen, spreche ich die Vermutung aus, dass wir vielleicht hier die Erklärung vor uns haben der noch durchaus unklaren Erscheinung, weiche man ein infolge Vorbelichtung Emp- findlicherwerden für die negative Reaktion” nennt. 7. Zusammenfassung der Ergebnisse. 1. Die Lichtwachstumsreaktionen auf hôhere Lichtinten- sitäten werden nicht von Vorbelichtungen mit niedrigeren Intensitäten beeinflusst, oder anders gesagt: Die Empfindlichkeit für eine hôhere Lichtintensität wird nicht durch Vorbelichtungen mit niedrigeren Intensitäten abgeändert. 2. Es ist dabei gleichgültig, ob die Vorbelichtung nur wenige Minuten oder viele Stunden dauerte. 3. Die Lichtintensität ist also begrenzender Faktor für die Lichtwachstumsreaktion, in dem Sinne, dass von jeder Intensitätserhôhung eine neue Reaktion hervorgerufen wird. 276 4. Die auf der Wachstumsverzôgerung folgende Beschleu- nigung gehôürt nicht zu der eigentlichen Reaktion auf die Belichtung, sondern scheint ein Erfolg der Ver- zôgerung zu sein. Diese Antireaktion ist offenbar eine Âusserung des Autotropismus. 5. Dieser Autotropismus kann nicht willkürlich lange (nur ungefähr während 12 Minuten) unterdrückt werden, ihm ist aber die Verzôgerung superponiert. 8 Theoretische Folgerungen. Als Hauptresultat aus dem Vorhergehenden hat sich ergeben, dass während einer Beleuchtung die ,,Empfind- lichkeit” für eine hôhere Lichtintensität vom Anfang ab quantitativ erhalten bleibt. Jetzt werden wir versuchen diesen Befund den von Arisz (1) gefundenen Daten über das Stimmungsproblem anzuknüpfen und mit den theore- tischen Darlegungen Bremekamps (7) und Van de Sande Bakhuyzen {2) zu vergleichen. Noch eine Bemerkung muss aber vorangehen. Arisz hat nämlich nach seinen allseitigen Vorbelichtungen immer mit einer bestimmten Lichtmenge einseitig nachbelichtet, wobei er auch dieselbe, oder sogar niedrigere Intensitäten benutzte als bei der Vorbelichtung. Ich habe nur mit einer Dauerbelichtung bestimmter Intensität nachbelichtet. Es wird deutlich sein, dass nur auf diese Weise die Wachstumskurven quantitativ mit einander vergleichbar sind, denn es hat sich ja erwiesen, dass die T'iefe der Wachstumshemmung von der Lichtintensität bestimmt wird. Die Wachstumsreaktion auf eine 1-stündige Belichtung mit 25 MK. weist somit keine andere Kardinalpunkte auf als eine Reaktion, welche von einer 2-stündigen mit derselben Intensität hervorgerufen wird. Doch wird aus der einseitigen Belichtung während der letzten Stunde eine deutliche Krümmung hervorgehen. In der Wachstumskurve LR kann aber der allseitige Effekt nur bei einer hôheren Intensität als deutliche neue Reaktion in die Erscheinung treten (z. B. während 15 Minuten mit 100 MK, d.i. die- selbe Lichtmenge, aber anders zusammengesetzt). Figur 7 soll das Gesagte schematisch erklären. Diese Erwägung gibt eine enge Begrenzung des Gebietes, in welchem die Wachstumsreaktion in ihrer Beziehung zum Stimmungsproblem studiert werden kann. Van de Sande Bakhuyzen (2) hat versucht mit Hilfe der Blaauwschen Lichtwachstumstheorie die Stim- mungserscheinungen zur Analyse zu bringen. Er hat dazu die zahlreichen Daten Arisz' in (theoretische) Wachstums- verzôgerungskurven der Vorder- und der Hinterseite umge- 1 L Siunden 0 va 1 1% 9 Figur 7. Nach einer 1-stündigen Belichtung mit 25 MK. bei À: ins Dunkel zurückgebracht, B: mit 25 MK. durchbelichtet, C: während 15 Minuten mit 100 MK. belichtet. rechnet, aus welchen er die Kurven der ,,Empfindlichkeit” erhielt, dargestellt durch den ersten Differentialquotienten. Da sich seine Berechnungen hauptsächlich nur auf Krüm- mungsdaten stützten, liegt in seiner Wachstumsverzôgerung viel Hypothetisches. So hat er z. B. eine ziemlich will- kürliche Proportionalität zwischen der Verzügerung der Vorder- und der Hinterseite angenommen. Uns interessiert aber nur die Frage, ob die Môglichkeit besteht das Stimmungsproblem empirisch in dieser Richtung zu analysieren. Es muss bei der Pflanze das Vermügen sich nach Vorbelichtung phototropisch zu krümmen mit der | = 278 Fähigkeit eine neue Wachstumsreaktion ausführen zu kônnen zusammenfallen. Wenn wir nur die Reaktionsfähigkeit und nicht das + oder — Zeichen der Reaktion beachten, ist es vorläuñg gleichgültig, ob die Vorderseite oder die Hinterseite allein, oder beide Seiten eine Wachstumsreaktion aufweisen kônnen, Die Wachstumsverzôgerungen sind dem Inhalt der Kurven proportional. Wenn wir den Effekt der Nachbe- lichtung als ,,Extraverzôgerung' demjenigen der Vorbe- lichtung gegenüberstellen, wird es klar sein, dass die Grôsse dieser Extrawachstumsverzôgerung bestimmt wird von dem in Figur 8 schaffierten Flächeninhalt. 25 MX 100 MK. \ A _ — 1 Stunden 0 Va 1 1% Figur 8 Schematische Darstellung der Extraverzôgerung, von einer Intensitätserhôhung hervorgerufen. Dieser lässt sich für jede Vorbelichtung sowohl aus einer geeigneten Uebereinanderlagerung der Idealkurven, wie aus den empirisch gefundenen Reaktionen konstruieren und mittels Wägungen bestimmen. In Figur 9 sind die aus diesen Wägungen hervorgegangenen Zahlen als Ordinate eingetragen worden. Auf der Abszisse sind die Vorbelich- tungszeiten mit 25 MK, eingetragen worden. Die Abszissen- achse ist also die Energiemenge der Vorbelichtung, für die Intensität von 25 MK. Die Kurven geben also die Grôsse der Extraverzügerung an, welche auftritt infolge Nachbelichtungen mit hôheren Intensitäten. Wenn man diese Kurven mit den Bremekampschen 279 (7) theoretischen Empfindlichkeits- (d. h. Teilchenzahl-) Kurven vergleicht, findet man eine grosse Uebereinstimmung. Dass das Endniveau bei Bremekamp tiefer liegt, ist selbstverständlich. Denn, wo die Wachstumsgeschwindig- keit von der Belichtung herabgesetzt wird, wird auch die Krümmungsgrôsse (nach welcher die Bremekampschen Kurven konstruiert worden sind) der Koleoptile herabge- setzt. Aus der Tatsache, dass in Bremekamps Theorie die Lichtempfindlichkeit eine Funktion der Wachstums- geschwindigkeit darstellt, gehen andere kleine Unterschiede hervor. Auch mit den Darlegungen von Van de Sande Bakhuyzen (2) steht die Figur in Einklang !) Man muss aber bei der Vergleichung beachten: 1. dass die Vorgänge der ersten — wichtigsten! — 6 Minuten der Wachstumsmessüng entgehen und nur aus den Idealkurven berechnet werden kônnen. 2. dass die Kurven auf Reaktionen Beziehung, haben, welche von Intensitätserhôhung hervorgerufen werden. Die von mir beschriebene begrenzende Wirkung der Lichtinten- sität war aber den genannten Autoren unbekannt. So muss man überhaupt ihre Arbeiten in einer Zeit entstanden denken, ais die Kenntnis der Wachstumsreaktionen von Avena noch mangelhaft war. Wir kônnen aus dem Obigen schliessen, dass die Extra- wachstumsverzôgerung auf Intensitätserhôhung nach sehr kurzer Vorbelichtung rasch bis auf ein Minimum herabsinkt. 1) Ich will an dieser Stelle eine falsche Wiedergabe in ,, Tropismus und Wachstum” S. 58 u. 59 berichtigen. Herr van de Sande Bakhuyzen unterscheidet zwischen der Anpassung der ,,Empfind- lichkeit” und der Anpassung des Wachstums, was mich irre geführt hat. Tatsächlich ist nach 20 Minuten die phototropische ,,Empfndlichkeit” angepasst, das Wachstum aber nicht. Es scheint mir jedoch besser nicht von einer Anpassung der Empfindlichkeit zu reden, weil ich der Meinung bin, dass alle phototropische ,, Anpassungserscheinungen"” auf die Licht- wachstumsreaktionen zurückgeführt werden kôünnen. 280 Dann steigt sie allmählich an, um nach ungefähr !/, Stunde ihre ursprüngliche Grôüsse wieder zu erreichen. Dieses Verhalten ist der (an Krümmungen gemessenen) ,,Empfnd- lichkeitsänderung”’ oder ,, Abstumpfung der Lichtstimmung"” nach Vorbelichtung durchaus ähnlich. Wir kônnen deshalb einem Teil des Stimmungsproblems sein Geheimnisvolles entnehmen und e AN SIA 0 TM MESA" - SL OI ju Bumyoraqrenec 286 : 8'ST [OT [T'ST POST SI [CHI (SET 8er |S'2I |’ | — ‘UN o1d j F6 196 | 16) 6 | 18 | 98 | 68 | S6 | SOI SI — ‘tt: puysyinq OTT|OTT | 001! 001! 06 | 06 | 001! OTT| 001! 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Vogt, E., Ueber den Einfluss des Lichtes auf das Wachstum von Avena sativa, Zeitschr. f. Bot. 7, 1915. À CONTRIBUTION TO THE KNOWLEDGE OF THE RELATION BETWEEN PSILOPHYTON AND RHYNIA. (From the Botanical Laboratory of the Groningen University) by O. POSTHUMUS. With one plate. In 1871 the Canadian palaeontologist Dawson (1871, 1888), found in rocks of Devonian age of his native country some plant-remains, which by their habit showed a close resemblance to some marine Algae. These plants were named Psilophyton, Psilophyton princeps being the best known species. This plant possessed slender erect stems, springing from a creeping rhizome, and covered with numerous projecting, often recurved spines, which are often wanting on the thinner branchlets. They were dichotomously forked. The occurrence of sporangia at the top of the ultimate branchlets could be established. Besides this Dawson succeeded in demonstrating the presence of a central bundle, composed of scalariform tracheides. He considered Psilo- phyton to be a Pteridophyt, chiefly from this characteristic, though in its habit and in the situation of the sporangia it showed a departure from this group. Afterwards this and allied forms were found in several places, in France, Germany, Bohemia, Norway, etc., in Devonian strata. At that period they seem to havehada widespread distribution. In many cases the deposits in which they occurred showed marine facies. This fact and 314 their habit being so different from that of the Pteridophyta and more resembling some of the Phaeophyceae, lead to the supposition that the views held by Dawson were erroneous and that Psilophyton belonged to the Sea-weeds. This view has lately been supported by Pohlig (1916, p:°229). Some years ago, in the middle Devonian of Rhynie, Aberdeenshire, in Scotland, plant-remains were found, petrified by impetration with silicous matter, which showed many structural details. These petrefacts have been studied by Kidston and Lang, (1917—1921) whose investigations threw light on many interesting points. The chief result of their researches was the establishment of the fact, that these are the oldest land-plants known, and in many respects of a very simple structure. The most typical form of this flora is the genus Rhynia, of which 2 species have been distinguished; their stems are rounded, slender, provided with protuberances and dichotomously forked; the sporangia are placed at the top of the branches. The stems possessed a central vascular bundle consisting of annular tracheides, surrounded by thinwalled tissue and a clearly defined cortex. The epi- dermis is provided with stomata. These features demonstrate the great resemblance between Rhynia and Psilophyton, on which the authors (1917, p. 776) and E. À. N. Arber (1921) has laid much stress. The study of this resemblance is of a great importance; if they are identical, it will be possible to clear up some details, not only as regards their morphological features, but also as to their condition of life. This is important for judging whether a number of characteristics, which might be considered as primitive, are really so, or may be con- sidered as adaptations to their mode of growth. For this reason ÏÎ have investigated some Psilophyton material; J had also at my disposal some thin sections of Rhynia. 414 The former material is a piece of carbonate of lime, in which besides the Psilophyton-stems there were some shells of Primita spec. and also a scale of a Placoderm, Psilo- phyton thus being associated with marine fossils. It was from the Devonian strata of Canada, I do not know exactly where). The Psilophyton-stems were of two kinds; some of them were slender, about 2!/, mM. broad, devoid of spines; others were broader, — 4 mM., with conspicuous spreading sometimes recürved spines. On the top of one the stems the spines were closely arranged. They were treated with Eau de Javelle, which gave a better result than Schultze's maceration liquid; with the latter liquid the pieces of charbonised matter retained their dark colour, became brittle and crumbled to pieces. I found the collo- dium method a great advantage; the well cleaned fossil was treated with a little of the collodium solution; after a short time the thin membrane could be removed and with it the often very small pieces of charbonised substance adhering to it. This membrane was then placed in the bleaching solu- tion, and as the collodium holds the particles together they are more easily handled and are less exposed to damage. After 5 days in the liquid they were sufficiently cleared up for microscopical investigation. In some of them it was not possible to find any structure, in others many details were visible. These are well shown in a fragment about 2 mM. broad, of one of the smaller branchlets, which was removed as a whole from the substrate. It was possible with a needle to remove the cuticle from one side of the mineral substance, which occupied the space between the 1) On the label was written: Devonian, Crustacean, Scumenac, Canada. Ï am much indebted to Prof. Dr. J. H. Bonnema, who kindly placed the material at my disposal. 316 cuticles, so that it could be studied apart. The cast con- sisted of an uncoloured substance, which partly could be dissolved in hydrochloric acid, producing bubbles of gas. On one side a longitudinal strap of pigment, probably an indication of a former central vascular bundle, which was more resistent than the surrounding tissue, was seen. The cuticularisation had evidently extended to a portion ofthe vertical cell-walls abutting on the outer skin, for the network of cells is marked out ‘with perfect clearness on the inner surface of the cuticle. The cells are arranged in longitudinal rows; their average breadth is about 50y the length varies from 50 to 100 z; the transverse walls are mostly placed at right angles to the longitudinal walls, but sometimes oblique. My attention was drawn to a pair of cells which are reniform in shape, each being half as broad as an ordinary cell. This complex shows a great resemblance to a stoma, but near this group there are two similar but less typical groups of cells: a third groupisto be seen on the right side which forms a transition over to the ordinary type of cell. Perhaps this can be explained as being rudimentary stomata in which the divisions of the epidermal eells have taken place, but where the differen- tiation has been arrested. The dark-coloured lines, which separate the lumens of the cells, when examined with a higher magnifying power, appeared not to be homogenous, but as having a longitudinal groove. This is seen as a bright line, about 1 : broad, running in the dark-coloured band of cuticular substance. In another preparation the arrangment of the cells was less regular; in some of them the cuticle was thickened in its middle part. From this dark spot a longitudinal ridge runs to the adjacent cells. Concerning the chemical composition of the cuticular sub- stance it could be stated, that the pieces of the cuticle deeply stained red with Safranine. With Sudan IIT after heating, it took also a red colour, very evident, but some- 317 what obscured by the yellow brown colour of the cuticular substance. In this respects the cuticles agree with those of existing plants, so that the supposition seems justified that the cuticle of Psilophyton was composed of cuticular substances of the same nature as in existing plants. If it be true, that this fossil belongs to the Devonian, of which [ have no doubt, this is as far as I know the oldest occurence of cuticular substance. (Potonié 1920, p. 185). When the material had been in the bleaching liquid for 24 hours a small piece of it drew my attention by its brighter colour, while the other parts were still darkly coloured. Under the microscope it appeared to consist of an aggregate of spores held together by interwoven mycelium threads. In glycerine by slightly pressing on the cover glass the spores could be separated from each others. Most of them were globular, some of them elongated or elliptical, sometimes adhering to each other, forming a short chain. The diameter of these spores was about 30—40 ;: their wall thin, the content brown, with some long crystals, often aggregated, suggesting a nucleus. Some of the cells were burst so that the dark content had disappeared ; the wall now was seen to be without colour. The mycelium threads were colourless also and very thin-walled; they were repeatedly forked without any transverse walls. If we compare these features with those known in Rhynia, it is evident that similar characteristics are present in the latter also. The occurence of a central vascular strand has already been discussed by previous authors. The dimensions of the cells are nearly of the same order; in Rhynia Gwynne-Vaughani e,g. they are about 50 z broad (Kidston and Lang 1917, fig. 32) as in Psilophyton; the length varies, In fig. 31 the cells have a dark spot in the middle: sometimes there is a longitudnal ridge as is the case in Psilophyton. 318 The fungus which occured on Psilophyton is identical with Palaeomyces agglomerans, described by Kidston and Lang (1921, V, p. 862. fig. 39—41); it occurred not only in the tissues of Rhynia major, but also in the matrix and on the outer surface of the plants. The structure of the outer walls of the epidermis in Fig. 4 Rhynia major Kdst. and L. Transverse section of the outer wall of the epidermal cells. Rhynia was very seldom preserved; in some thin sections |) however I could see some details. On the outer side of the epidermis there is a cuticle of only a few # thick. Its substance is clearly defined from the rest of the prepara- tion by its brighter yellow colour. In many cases only this cuticle is shown; in other places however there is a similar layer, having the same colour and structure on the inner side of the wall, doubtless of the same nature. Between this layer there is some pigment, which is continuous in the radial walls between the epidermal cells. These facts lead to the supposition that in a number of cells cutine layers are disposed on the inner side of the primary cell- wall only to the surface of the leaf; in transverse section 1) E.g. in section B 34 of the Palaeobotanical collection of the Botanical Laboratory, Groningen. 319 they are separated from each other by the radial walls of the epidermal cells and from the outer cuticle by the primary cellwall. The pigment which occurs in the thin sections is a remainder of the latter. When an epidermis is altered during fossilisation, the cuticular substance because of its different chemical com- position was more resistent to decay, and after treatment with Eau de Javelle the radial walls of the epidermal cells wholly disappeared, thus leaving a furrow in the cuticular substance which is seen as a line in the dark-coloured bands, which mark the boundary between the epidermal cells, In this way the somewhat peculiar structure of the cuticle in Psilophyton might be explained in accordance to the structure of the cuticle of Rhynia. Thus the resemblance between Psilophyton and Rhynia is not only in their general habit and in the position of the sporangia, but also the structure of the cuticle shows similar features and on both plants the same fungus lived. The presence of a well developped cuticle and cuticular layers combined with the habit and the presence of rudimen- tary stomata suggest a xerophytic habit. The supposition that these plants were sea-plants seems no longer tenable. Litterature. Arber, E. À. N,. 1921, Devonian Flora's. Cambridge. Dawson, W, 1871. Fossil plants of Devonian and Upper Silurian For- matiors of Canada. Report of the Geological Survey of Canada. Montreal 1871, pl. IX fig. 97—100; pl. X, fig. 112—114, 118—120. —— 1888, Geological History of Plants. New-York 1888, p. 64, fig. 19. Kidston, R. and Lang, W. H. On Old Red Sandstone Plants showing Structure from the Rhynie Chert Bed, Aberdeenshire. Transactions of the Royal Society, Edinburgh. ———— J. 1917. Part. I. vol. 51. 1917, p. 761—784, 10 pl. IL. 1920. Part. Il. vol. 52. 1920, p. 603—628, 10 pl. ——— JJ]. 1920. Part. IL vol. 52. 1920, p. 643—681, 17 pl. IV. 1921. Part, IV. vol. 52. 1921, p. 831—854, 5 pl. =" VA921 Part V. vol 52. 1921; p.855 202 100 Pohlig, H. 1916. Neue Rheinische Haliseritenfunde. Zeitschrift der deut- schen Geologischen Gesellschaft, Bd. 66, 1916, p. 254—255. Potonié, R.1920. Der microchemische Nachweis fossiler kutinisierter und verholzter Zellwände sowie fossiler Zellulose und seine Bedeutung für die Geologie der Kohle. Jahrbuch der Preuszischen Geologischen Landesanstalt, Bd. 41, 1920, p. 133—188. Fig. 1. Psilophyton spec. Surface view of a part of the cuticle. The abortive stomata are shown on the right. Fig. 3. Psilophyton spec. Surface view of another part of the cuticle, showing the darker central spot and the longitudinal ridge. 50 X 50 X Fig. 2. Psilophyton spec. Some cells of the left of the cuticle of fig. 1, showing the groove be- tween the cells. 250 X 4 À CONTRIBUTION TO OUR KNOWLEDGE OF THE ORIGIN OF THE BRITISH FLORA by THEO. J. STOMPS. À lecture delivered lately by Dr. W. G. N. van der Sleen at a meeting of the Royal Dutch Geogra- phical Society on the so-called Cromer Forest Bed has revived in this country the interest in an old theory, advocated by Prestwitch, Harmer and others, ac- cording to which many thousands of years ago, in an age when the North Sea was still land, the Rhine took its course through the east part of England, entering it near Walton on the coast of the county of Essex, to the south of Harwich, and leaving England again after passing in a northerly direction through Essex, Suffolk and Nor- folk at Cromer on the north-coast of the last-named county. With regard to this [| have asked myself, whether it would not be possible to find in the distribution of certain species of plants in England and on the Continent some arguments in favour of the above-mentioned theory, upheld energetically by Van der Sieen. Any Dutch botanist of experience knows, that the valleys of our big rivers Meuse and Rhine are characterized by certain species of plants, which strictiy follow the beds of these rivers, rarely-if ever-occur in other places and the distri- bution of which is obviously dependent on them. If it could be proved, that these species occur all or partially in England too, and this strictly locally in the counties of Essex, 21 322 Sufolk and Norfolk, in the vicinity of the hypothetical former river-bed, then doubtless an important argument, if not definite evidence would be hit upon. The reader may judge for himself the value of what I as a botanist have to say hereunder on the problem, which interests us here, basing myself amongst others specially on the information, which Prof. A. G. Tansley of Cambridge, _Englands wellknown plant-geographer, has been so kind as to furnish me. In order to make the following quite clear, [ intend first of all to say a few words about the geological aspect of the problem. Harmer has found between Walton and Cromer, in a soil which in other respects does not show much variety, a broad and winding strip of river-clay and in its neighbourhood a peculiar kind of small white pebbles, such as are found also in the southern parts of our country. In this way he «became an advocate of the idea, that the Rhine might at one time have flowed through the eastern counties of England. Van der Sleen finds back the river-bed near Walton as well as near Cromer. According to him, its position is fairly high near Walton, which is possible, as the soil may have raised itself in course of time, and it is based on an under- ground, which, as appears from the fossils it contains, is evidently of late tertiarv, late pliocen origin. Near Cromer its position is lower and here especially it is buried under the deposits of the ice-age. Van der Sleen concluded, that doubtless during the transition-period from the tertiary to the ice-age the Rhine took its course through England, being enabled to do so by the circum- stance, that the North Sea, which formerly already ex- tended more to the south, was then dry till far to the north. Let it be borne in mind, that it will be difficult to find botanical arguments in favour of the Rhine having taken its course through England during the period mentioned 323 by Van der Sleen. For afterwards came the ice-age, which of course entirely expelled the original tertiary flora from the south part of England, which was the only part left uncovered by the ice. Many articles have been written already about the flora, which existed south of the ice- border at that time. Much depends here upon the question, whether a sea- or a land-climate prevailed. In the south of England and in our country the climatic snow-line was situated, according to Penck and Brückner, at an altitude of about 800 meters. In the case of a sea-climate having prevailed, it is possible that there still existed a fairly rich flora. With a pronounced sea-climate, the tree- limit may even surpass the snow-line, as I have been able to see myself in the region of Mt. Rainier in the United States, whilst it usually remains more than 800 meters below it. Às a rule, however, the climate is consi- dered to have been rather continental. The big ice-deposits must have caused an area of high pressure and a preva- lence of eastern winds on the southside of the ice-border. But in this case the flora can not possibly have been much more than a tundra-flora, very poor in species. The well-known peat-soil explorer Weber, in absolute con- formity with this, found in peat-soil of the ice-age only remainders of a few species of mosses and Carex. We may conciude, that practicaily the whole actual British flora must have come into England after the ice-age, and this chiefly from the south-east. And in connection here- with we can only ask, whether there is a possibility of the Rhine having flowed through a certain portion of England even after the ice-age, and further, whether there may exist in England species of plants, the presence of which can only be accounted for by this circumstance. The first part of this question may be answered in the affirmative. Ît seems to be considered a fact, that the North Sea during the ice-age was dry up to a point far north. 324 This is proved by the remains of Mammoths found in the peat-soil of Doggersbank. It is true that some believe that sometimes the water temporarily covered these re- gions, e.g. in the first interglacial period, during which the so-called Eem-Sea should have extended at least as far as the present isle of Goeree. But on the other hand the Dutch soil must have been sloping to the south during the ice-age, according to discoveries of northern stones found far to the south, sothat the big rivers will probably have had a more southern course. It is therefore quite possible, that during the ice-age the Rhine took its course through England. In addition to this the following should not be forgotten. If at the beginning of the ice-age the Rhine flowed through England, it may be conceived that, the ice-age having once properly begun, its further course would have been towards the west, under compulsion from the ice. It is therefore quite possible, that soon after the ice-age this was the actual state of affairs. And such plants, as were introduced eventualiy by the Rhine into England, may be expected a priori somewhere to the south-west of Cromer. The question, at what time river-plants had a last chance to penetrate into England, is an important one. This must have been the case in the so-called oak-period, which is a fact of very great importance. With regard to this a word will have to be said about the periods, which may be distinguished after the ice-age. There is in the first place the so-called Dryas-period. The Tundra gave way to a vegetation of arctic-alpine dwarf-shrubs, amongst which the well-known rosaceous species Dryas octopetala L. with its eight white petals, different species of dwarf-willows, etc. This period brought us such plants as the Empetrum nigrum L., the Arnica montana L. etc., which have since continued to grow here. The Dryas-period was followed by a period of birches and Conifers, and 325 together with these came a number of plants, which draw at present specially the attention in our country. I allude to such species as Trientalis europaea, L., Cornus suecica L., Linnaea borealis L., Chimaphila umbellata Nutt. and perhaps other species of Pyrola, Rubus saxatilis L., Goodyera repens R. Br. and Corallorhiza, Monotropa, which are all typical representatives of the undergrowth of coniferous wood, growing in moist and relatively warm regions, and which in our country are mostly found only in very few places. Have we got to do here always with relic-stations ? I should think it very likely in the case of such a place as the well-known Trientalis-station near Denekamp e.g., but in other cases it seems to me at least doubtful. Am I well informed, then young Conifers are often imported straight from the north and with them the seeds might have been introduced. Ï think an enquiry into the character and the history of the stations of our postglacial coniferous wood- plants would be very desirable. In this case the real relic- stations ought to be raised at once to the dignity of national monuments! As a matter of fact, the coniferous wood also had to yield to a new vegetation. Whether this was entirely the case in our country, it is difficult to say. Ît is often supposed to be so, but I ask myself, whether a bad soil could not hinder the development of a vegetation, which owing to a changed climate might have come? On the other hand it is also true, that in course of time a coniferous vegetation improves the soil, sothat with the same climate a more luxuriant vegetation can arise. [| have seen a very remarkable proof of this in the dunes surrounding lake Michigan, where, coming from the lake-side, we find first a zone of recentiy formed dunes, behind them a zone of dunes with coniferous wood, then dunes with a vegetation of oaks and last of all the old inner dunes, covered with the typical beech-wood of the Eastern States, hardly, if at all differing from such a 326 wood growing on à fertile clayey soil. Therefore it is quite possible, that the whole coniferous wood has disap- peared, if only there was time enough available, before in our country mankind began to affect nature. Those readers, who know the Alps and have seen, in descending a mountain, how a coniferous zone preceded a zone of beeches, will now only expect, that the coniferous wood has given way to the actual deciduous forest of Central Europe, with the beech as its principal representative. This, however, did not happen. After the age of Conifers came a period of oaks, as with the dunes of Michigan, and in this period a dry and warm climate prevailed. The general conditions in our regions must have been about the same then as those found actually in Galicia, where there is to this very day a zone of oak-woods between the Central European wood of beeches in the west and the steppes in the east. Somewhere about the middle of this oak-period began the definitive sinking of the soil, which led to the North Sea breaking through the Pas de Calais. The results were in our country, first a climate much like the actual one, then the appearance of the so-called atlantic and mediterranean-atlantic plants, ie. plants from the atlantic and mediterranean regions which, owing to the mild climate on the west-coast of Europe, could by this way reach our country; finally a destruction of the oak-woods by heath and moors, and — although sporadic owing to edaphic factors — the appearance of beeches. In .any case — and this is the principal point of interest to us — during the oak-period there was for the last time the possibility of an introduc- tion of typical river-plants into England. Let us now treat the botanical side of our problem! In order to do so, I have in the first place read the ar- ticles of Van Eeden concerning a supposed former course of the Rhine past Harlem to the north in old volumes of 327 the periodical: ‘Het album der natuur” (The album of nature), which unfortunately has ceased to appear. At present many persons, especially botanists, believe in such a course, but in the times of Van Eeden the idea was new. I have not become any the wiser by it. Van Eeden records as typical Rhine-plants of the environs of Harlem ÆEpilobium hirsutum L., Plantago media L., Euphorbia Cyparissias L. var. B esuloides D, C., Sedum purpurascens Koch, further Adoxa Moschatellina L., Aristolochia Clematitis L., finally two plants of the ruins of Brederode, namely Cheiranthus Cheiri L. and Parietaria erecta M. et K. All these plants are found growing wild in Switzerland, the last three not often. In Belgium the first five are widely spread, though chiefly in the east part; the last three are considered to have been introduced and in our country also have perhaps only escaped from castle- and cloister-gardens; the last two only grow on walls, like in our country. In Germany also the first five of the above-mentioned species are widely spread; the Aristolochia grows wild in a part of it (perhaps in Alsatia and Baden?), but is considered else- where to be naturalized, like the Parietaria and the Cheiranthus; the latter seems to be confined to the west part (the river-basin of the Rhine?). It will not be possible to prove much by means of all these plants. They may have a local importance, but to our problem they are not of any great value. There are, however, a few points, which struck me particularly when reading the works of Van Eeden. This was the case in the first place with the distribution of a very remarkable mushroom, the Geaster coliformis Dicks. It was discovered in England by Sowerby and in this country only occurs in grassland on sandy soil of Norfolk and Suffolk. In 1865 it was found for the first time in our country (by Hugo de Vries, near Katwijk on the Rhine). Lateron some other localities have been discovered: all are situated on the 328 inner side of our dunes, in places where an ancient river-bed of the Rhine may have existed. Further [ only know from a station near Darmstadt (on the Rhine!) and one or two other places. Could this Geaster therefore perhaps be a link of our argumentation in favour of Prestwitch c.s.? Another point, which struck me with Van Eeden, is that speaking about the presence of Rhine-plants near Harlem he also refers to a connection with England, without knowing however anything about the view of Prestwitch, Harmer etc. On the well- known country-seat Duin en Kruidberg to the north of Harlem Viburnum Lantana L. is found growing wild. In our country this plant is further only found in the south of Lim- burg. In Belgium it occurs in the east part only, in Germany not in the northern districts, Saxonia and Silesia, but not even rarely in the centre and the south-west. Reasons enough to suppose, that we have got to do here with a true river-plant, and to consider its presence north of Harlem as an argument in support of the theory, that once the Rhine has passed here. This opinion is shared indeed by Van Eeden, who at the same time men- tions, that this species also occurs on the opposite coast- regions of England, which according to him points to a connection between England and Holland. It is only to be regretted, that our Viburnum may by suspected to have been spread by birds! But perhaps in the times of Van Eeden it was not yet so intensively cultivated, that it was necessary to think of this possibility? Primula acaulis ]cq. also is mentioned by Van Eeden as a plant, which, being common on the inner side of our dunes and on the opposite side of the North Sea, as well as in Germany and Switzerland, whilst in Belgium it only occurs naturalized in a few places, may point to an ancient river-bed of the Rhine; but unfortunately this species also is suspected to be in our country only as the result of former cultures. 329 If we only had at our disposal the data mentioned by Van Eeden, we would not be able to bring the pro- blem, which interests us here, much nearer to its solution. Fortunately, however, there are other plants to be men- tioned, many of which are much more typical as compa- nions of our rivers and give us much more evidence too in favour of an ancient Rhine-bed past Harlem to the north, such as those mentioned by Van Eeden, and which are of greater value to us for the solution of the problem. In connection herewith it must be pointed out, that it is generally accepted, that during the oak-age there has been a period of special dryness and warmth. Big ranges of wood should have perished in those times and a distribution of plants set in from the coast of the Black Sea in the direction from south-east to north-west to our regions, and specially so through the valleys of the Danube, Main and Rhine, as the steep slopes of these river-valleys offered favorable passages, which were free from woods. Actually these plants, representatives of the so-called pontic-pannonic plantcommunities, are only found here in very warm places and as a rule they give unmistakable indications concerning the course of the big rivers. The examples which are best known are the following : Silene Otites Smith; in our country this species only grows on the inner side of the dunes, further near Huizen (mouth of the river Vecht) and finally in one place corres- ponding to the German stations, namely on the isle of Schiermonnikoog; it is not found in Belgium; Artemisia campestris L., growing in our country strictly along the big rivers and in the environs of Harlem near the ancient Rhine-bed of Van Eeden; in Belgium this plant is only found in a few places in the vicinity of the Meuse ; Eryngium campestre L., occurring e. g. on the Kyfhäuser 330 on very hot soil together with the previous species, follows in our country remarkably the big rivers, the river-mouths of the province of Zeeland, the ancient Rhine-bed of Van Eeden and the river Vecht; in Belgium it is rare and nearly confined to the valley of the Meuse; Erucastrum Pollichii Sch. et Sp. is a common species along our big rivers, also along the ancient river-beds of the Rhine, but besides it also has been found on railway- embankments, which may be after all easily understood; in Belgium it is extremely rare and has only been recorded from a few places as an alien; Dianthus deltoides L., specially common along the river- beds of the Ysel and the river Vecht in the province of Overijsel, has however also been recorded from the south of Limburg, the valley of the river Eem and the neigh- bourhood of the ancient Rhine-mouth near Katwijk; further from the east of the province of Groningen (near the Eems!}), the isle of Walcheren and a few other places; in Belgium it is chiefly confined to the regions of the Meuse and there still it is rare; Galium verum L., the least important species to our purpose, may be said to grow chiefly along our big rivers, but is also found in many places far away from them, on railway-embankments e.g. and along the whole coast; it is widely spread in Belgium. Knowing that it was just the oak-age, which offered a last chance to the typical plants of the river-valleys to penetrate into England, we are now of course anxious to know, which is the distribution of the above-named species in England. My communications are based here on the data, which Prof. Tansley has been kind enough to give me. Galium verum is as common in England as it is in our country and Belgium; therefore it is of no further importance to our purpose. Dianthus deltoides too is widely spread in Great Britain, with the exception of 331 Ireland, and can ‘t therefore give us neither any indica- tion with regard to an ancient course of the Rhine. Eru- castrum Pollichü and Eryngium campestre, which are both extremely rare in England, are of more importance already. Prof. Tansley says about the first one, that it is some- times found as an alien in England, as is the case in our country, but that there is one place in Essex, consequently near our Rhine-bed, where it may be regarded as natura- lized; about Eryngium campestre, that it is reported as native in two places on the Kent and Suffolk coasts, consequently at any rate opposite the mouths of our big rivers, which have distributed it in a north-western direc- tion. ÎÏ was however greatly surprised by the information of Prof. Tansley with regard to the two first-named species, Silene Oftites and Artemisia campestris. Those who have been present at the above-mentioned meeting will perhaps remember, that immediately after the lecture of Dr. Van der Sleen the word escaped me, that, if it could be shown that a species as e.g. Artemisia campestris in England only grows in the neighbourhood of the Cromer Forest Bed, direct evidence, that this is an ancient Rhine- bed, would be hit upon. In this paper we concluded, that one has the greatest chance to meet Rhine-plants some- where to the south-west of the Cromer Forest Bed. Now, Prof. Tansley literally informs me as follows concerning Silene Otites and Artemisia campestris : “ Norfolk and Suffolk oniy: in “Breckland”, i.e. a sandy area (probably old post- glacial blown sand, some think loess-like sand) in west Norfolk and Suffolk”. We must represent ourselves this area on the map to the north and to the south of the frontier between Norfolk and Suffolk and situated against the west frontier of Norfolk and Suffolk, consequently indeed to the west of the Cromer Forest Bed! Should this still be a mere chance ? It goes without saying, that trom the very moment I felt greatly interested in the “Breckland-sands”. Let us 552 also pay attention to the opinion, that we should have got to do here with a loess-like material. Has not v. Cappelle in 1900 defended the theory, that loess is a deposit of rivers, and argued, that there is in our country a distinct connection between the distribution of the loess and the course of the IJsel, Rhine and Meuse? Now I know very well, that others consider loess to be a deposit of the wind, but [I should like to ask as non- expert on this subject, whether not here also truth lies midway. Here again the botanist knows, that at present still such things as deposits made by the wind, being washed away by the water, happen in the Alps. The “wellknown ‘“Schneetälchenflora” is e.g. a result of it. Would it not be possible, that what we see take place at present has also happened in the past and that it is of importance to understand the loess-deposits? Still an- other important point mentioned by Prof. Tansley was, that the ‘“Breckland-area” contains a series of further species, which are not found elsewhere in England ‘or which are nearly confined to it. At my request, the names were kindly given to me and in this way Î have had the opportunity to work in inverse direction, which has given me additional evidence. Strictiy confined to the ‘“Breckland-sands” are accor- ding to Prof. Tansley still the following plants: Medi- cago falcata L., Veronica verna L., Veronica spicata L., Carex ericetorum Poll, and Ornithogalum umbellatum L. The Dutch botanist recognizes the first of these species at once as a river-plant. In our country it only occurs along the big rivers Meuse, Waal, Rhine, IJsel and also along the old Rhine-bed of Van Eeden. In Belgium it is very rare in the south-east corner, rare within the range of the Meuse and in the central part, but in the latter, according to Crépin, perhaps only an alien. It certainly is there- fore of importance to our purpose. In Germany it is 383 widely spread, although very rare in the west part of the north German lowlands. Veronica verna has in our country only been found in one single place, sothat it is difficult to say, whether we have got to do here with a river-plant or not. In Belgium it is rare and occurs in the east part only. In Germany it is on the whole not rare, but it is not found in north-west Germany, which is worth noting with regard to the distribution of the former species. At any rate it is a remarkable fact, that the only statement in our country, which is thought reliable, refers to Loos- duinen, consequently to a sandy soil in the neighbourhood of the big rivers and as near:as possible to England. The presence of Veronica spicata, a plant of sunny hills and dry deciduous forests, in our country is doubted in our Prodromus. Nevertheless it is typical, that two of the three localities, which have been mentioned, are situated near the place, where the Rhine enters into our country. In Belgium this species is totally missing, in Germany it is not found in the north-west German lowlands. [I con- sider it to be of positive interest to our problem. This is not so much the case with Carex ericetorum, because of the great rareness of this species. In our country it has been recorded from Asselt on the Veluwe, but concerning this locality too there is some doubt. After Crépin in Belgium also only one station is known, situated in the Ardennes, immediately south of our province of Limburg. As to Germany, Garcke mentions Trier and Bonn in the Rhine-province and further certain places in Alsatia, Baden, Wurtemberg and Bavaria. I have the impression, that we have got to do here with a mountain-species, which in our country is a relic from very old times, probably from the Dryas-period, if not from the ice-age. Às to the Ornithogalum umbellatum at last, we have got to do here again with a widely spread species, which is common in Germany, in Belgium, here, it is true, chiefly 334 in the central part, and also in our country. Let me therefore only say about this species, that 1 myself always had the impression, that we have got to do here with a river-plant. Most of the localities are situated along our big rivers and we must not forget, that a species like this one is likely to obtain an unnatural distribution through human influence. The species, which Prof. Tansley has recorded to me as nearly confined to the ‘“Breckland-area”, that is to say, only growing there and in some places quite near to the south-west and the west of it, consequently in the counties of Essex, Middlesex, Hertfordshire, Bedfordshire, Lincolnshire etc. are: Herniaria glabra L. (var. vera Ba- bingt.), Scleranthus perennis L., Holosteum umbellatum L., Silene conica L., Veronica triphyllos L., Phleum Boehmeri Wib. and Muscari racemosum Mill. We will treat them again the one after the other. Herniaria glabra, common in Germany, rare in Belgium and there confined to the east part, gives us entirely the impression to be a river-plant. Ît comes in along the Meuse and the rivers coming from Germany and it penetrates far to the west, as far as Vianen, Gorkum etc. It is therefore not impossible, that the English stations depend upon this About Scleranthus perennis literally the same may be said as about Hernia- ria glabra. The only difference is, that this species seems to have a somewhat greater spreading-power as the former. Ît has namelv also been found in the neigh- bourhood of Naarden-Bussum (mouth of the river Vecht) and along the old Rhine-bed of Van Eeden (Heems- kerk, Breesaap, Hillegom, etc.) In conformity with this in England also it has advanced somewhat farther from the “Breckland-sands” and has nmamely aiso been recorded from Radnorshire, whilst the Herniaria does not go any farther than Lincolnshire and Middlesex. Holosteum um- bellatum is doubtless a river-plant and this species again 394 shows exactly the same distribution as the Scleranthus. Only in very few places it has been found, which are not situated near the present or former river-beds of the Rhine and Meuse. In Belgium it is less rare than the two former species and particularly in the central part it has been found several times. Yet it seems admissible to bring its presence in the “Breckland-sands”’ (and in Surrey) in connection with a former vicinity of the Rhine. Silene conica is a noteworthy plant. If we only study its distri- bution in Germany and in our country, we get entirely the impression of having before us a river-plant. Garcke records the following stations in Germany: the region of the Rhine, specially the “Mainzerbecken'”’, further the region of the Nahe and the Moselle, and the Palatinate. In Holland this species has been found on the Meuse, Waal, Rhine, [Jsel and the mouth of the Vecht (Naarden) and in the dunes between Beverwijk and Terheiden. So there seems to be no doubt concerning its character as a river-plant! Yet we have to be careful. In Belgium it occurs namely particulariy along the coast, which expiains at the same time a station near Kadzand in our country, and the flora of Schinz and Keller for Switzerland considers it to have been introduced from the mediterra- nean regions. Have we got to do here therefore with a typical atlantic species? It is not impossible, but its distri- bution along the Rhine and our big rivers, as well as the big chasm between the stations Kadzand and Terheiden are at any rate very striking phenomena. Âre the Englisch stations in Sussex and Kent perhaps based on a distribution along the west-coast of Europe, those in Norfolk and Suffolk on a distribution along the Rhine? Veronica tri- phyilos, common in Germany, with the exception of the north-west part and Sleswick, fairly common also in the central part of Belgium, is found in our country chiefly along the rivers Meuse, Rhine, Ysel, Fem, Vecht and 336 the ancient Rhine-bed of Van Eeden. The importance of this species to our problem seems to me to be the same as the one of Holosteum umbellatum. Finally as to the last species, which have to be treated, Phleum Boehmeri and Muscari racemosum, Ï think them very valuable again. Phleum Boehmeri is a species of a barren hilly soil in Central Europe, not found in north-west Germany and Sleswick-Holstein; in Belgium it is rare and occurs in the east part only. In our country it has been found on the Meuse near Rotterdam, near Leiden and Harlem. It seems to me, that the stations in the “Breckland-area” and in the counties of Bedfordshire, Hertfordshire and Essex im- mediately to the south-west of it surely point to the Rhine as their cause. Muscari racemosum does not occur in Holland, neither in Belgium, but in south and central Germany it is a rather common species. Apparently the plants of the “Breckland-area”” — in Great Britain the species has been recorded outside but not far outside Breckland proper on chalky grassland — form a far advanced out- post of the main mass in Central Europe. And as our Muscari is a species of a hot soil, quite as the Artemisia campestris, it might be assumed that it has come to England together with this plant and in the same way. For the moment Î must confine myself to these com- munications. Î think however, that it was worth while to make them and that they may be said at any rate to form a contribution to the problem of the course of the Rhine through England as well as to our knowledge of the origin of the British flora. Perhaps one of the younger ones amongst us cares to work this subject further out! Finally a well-nigh superflous encouragement to all readers, to be as accurate as possible when recording stations in herbaria etc. ! We have seen, which important problems may be brought nearer to their solution by many reliable floristical data! Amsterdam, November 1923. (a CU Full ) VS À RS LU MST : Blâtter. à 4 ol ve ‘ + Es 4 à A he Annie M.Hartsema. À A 5 ti ndex NU 5 00280 2732 eos rss te ia - CPE, PTE ris HUE HUNES ere eme e.+ 0 reg sd art El Liens dr there Pr Mar DS Lee rtenrtris. A Pret hns -rpéa té pres ” La mmrintrrrst ne ape ie + ER PT nn nte