2 u m we na Po ne et Pin tinker Te ee to Baw gi re A naan Pa Pia Pa Ran ae” on Sr OO TT a a Oe ETN re Bar EHRT ERDE dota nero art ne lit dre tai ire te Bie Ke Be An tin Ar tetes Rte Kt Ent Ven Ben! a E Rae tae Nan i lo VD hn OS td et di Fi AVES Bole AAAS, LT Op - 3 EEE D eo PA GE D NT la were AA tT PA iB APs VA SN ah Th Teens Ae = A ESS CS ET a Dome heiten RC oi tata Sa este SOP a eS ON Joes AN a a etal Sn fee ato : LT Le diet Re en ee enor rae en De re) LR EE ren Rina Le et Ann fod ehe tata oe > or we ” ems PE ta Pete dt LD SPE AL PALOMA ALAMO DN LOIN E ne La Er en DE Sehr EEE ee RS LE eee Ne AN ALS A te DLE A A NE PN RR - en RASA A TE RA See Gen EI IE NME EE ee ae hatin te Reger SACS Drame on on En ere de Te Eat lM eS ete Ha oe D en ame ton nets Nag otal Pa nn et Eee or me wade" ees ee aad et onan tee ieee ink LIne lA ia TR 2 he in Be de wma Ba TE At Ee A anton Nand ah N Ber SOIT ad tte eg tad he ote Dora Pete renee Mago Raa nn Pme au item oF met Be FH te et - rs on nn andre D Na Seta a EUER EEE Pe RIT ae aot ios Set mt D de dre a tan FT BPA Re PRIE w es & ce RO Lee A an oh TS ET 7 * eee phat duo ne Aaa sett cg AAR BASINS Re Or 4 mien a Poe ne TS ME a Pot Hae mast un = AE IM RE RE EEE ifr RER ESS NEE PR LÉ SOLON = = Sr un ke lt Ale Race Sn Hs Qu WE zl \ As où VER HIDE. TT Ay Khe a x SEO SS an. ER SE \ Hd CES j % N ES UE AU & a 54 N x \ Cr 5 otis ON Bots HT A, I A = Se EAE y Ey Or eS sé the era eset art (J (17 o* ES a a Ar, APT # FRANS A LALATE SEL à Aes a El ine Za BET Dr N =e î IE ur ei SAL ea ‘ BETT ee ee Ps Kr Ai ro “Bae a Ke Ppa aN se EMA ANS Seaton i RAT ASS / ZOOLOGISCHE JAHRBÜCHER ABTEILUNG FUR ALLGEMEINE ZOOLOGIE UND PHYSIOLOGIE | DER TIERE HERAUSGEGEBEN VON PROF. DR. J. W. SPENGEL IN GIESSEN VIERUNDDREISSIGSTER BAND MIT 11 TAFELN UND 64 ABBILDUNGEN IM TEXT JENA 7 VERLAG VON GUSTAV FISCHER 1914 460032 Alle Rechte, namentlich das der Übersetzung, vorbehalten. Inhalt. Erstes Heft. (Ausgegeben am 30. Dezember 1913.) BRUNELLI, Gustavo, Ricerche us Con Tavola 1 e 3 Figure nel testo ARNDT, WALTHER, Über age ne von Fett bi Actinien. Mit Tafel 2 v. FRISCH, KARL, Taine Untersuchungen bo de Pa Dean der Fische. Mit 5 Abbildungen im Text Ranp, H. W. and E. A. BoypEn, Inequality of the two ne in regenerating Planarians. With 10 Figures in the text . Hess, C., Experimentelle Untersuchungen über den angeblichen Rarbensinn der Bienen. Mit 5 Abbildungen im Text Zweites Heft. (Ausgegeben am 12. Januar 1914.) SAINT-HILAIRE, C., Uber die Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien bei der intracellulären Verdauung. Mit Tafel 3—9 Drittes Heft. (Ausgegeben am 15. April 1914.) v. GORKA, ALEXANDER, Experimentelle und morphologische Beiträge zur Physiologie der MaupiGHr’schen Gefäße ‘der Käfer. Mit Tafel 10—11. RAUTHER, M., Über die respiratorische Sh bles von Tan. Mit 10 Abbildungen im Text : JORDAN, HERMANN, Über „reflexarme“ Micros IV. Mit 9 Ate bildungen im Text Seite 69 81 107 233 339 365 IV Inhalt. STEMPELL, WALTER, Über die Funktion der pulsierenden Vacuole und einen Apparat zur Demonstration derselben. Mit 5 Ab- bildungen im Text . : v. BUDDENBROCK, W., Uber die Ce der Kebab 4 im Rue Mit 5 een im Text. REN EEE Ua Viertes Heft. (Ausgegeben am 20. Juni 1914.) Puscunic, R., Bemerkungen zur Arbeit H. Karny’s: Uber die Reduktion der Flugorgane bei den Orthopteren DEMOLL, REINHARD, Protoplasmatransformationen in äifferenstorien = Gewebszellen als Ausdruck ihres re Mit 12 Abbildungen im Text . 5 HırscH, Erwin, Untersuchungen über de. biolostiche Wituee einiger Salze . OT Seite 437 479 515 543 559 ri Pe PE NONE ete eed ve Su À ee . Soar FR | 1 : | = ae Vorkommen von Fett Gr Astinien, SEE 5 . . . ” j 37° ; de Unterndangen ther Gar Farbensinn RL. bbildungen im Text EG "43.3 . BOYDEN, Inequality of hs two Eyes = M ith 10 Figures in the text. . . 69 Untersuchung en über den angeblichen pee de Bienen | a 5 Alhildungen à im ee ologi : für, Studierende. Yen, Yon Dr. == > Tandwickschattliehen Socke 0 openhagen. Be Aus Mit 648 Abbildungen : 14 Mark, geb. 16 Mark. en unterworfen worden; eine ommen und a nn ernenert 3 ossilen pre von ti die “a cle à eee und manches andere. Wie bisher Studierenden, in de : nae a en en t = ( ‚oft bei ee aa Nachdruck verboten. Ubersetzungsrecht vorbehalten. Ricerche etologiche, Osservazioni ed esperienze sulla simbiosi dei Paguridi e delle Attinie. Per il Dre Gustavo Brunelli, Docente di Anatomia e Fisiologia Comparata nella Re Universita di Roma. Con Tavola 1 e 3 Figure nel testo. La simbiosi come ebbe occasione di scrivere Oscar HERTWIG (1883) & uno di quegli argomenti che richiedono il sussidio di diverse scienze, e si potrebbe aggiungere che la difficolta del- Yargomento é compensata dalla soddisfazione che il naturalista prova quando vedendo sorgere dei problemi trova la soluzione dei medesimi in particolari discipline. La simbiosi dei Paguridi e delle Attinie, della quale ci occupiamo in questo lavoro, & oggetto di osservazione da antichissimo tempo, come ricorda Bony, i Paguridi in tutti gli acquari costituiscono una delle maggiori attrattive. Nell’ iniziare le mie ricerche ero mosso più che altro dalla curiosita di osservare un fenomeno cosi interessante. I Paguridi mi diedero l’occasione di provare sperimentalmente il metodo etologico al quale da tempo rivolgo l'attenzione. A guardare i rapporti tra i Paguridi e le Attinie mi spingevano anche alcuni studi recenti che da altri punti di vista hanno posto in luce la complessita della fisiologia etologica delle Attinie, ricordo oltre le importanti osservazioni di Lorn e di Jennives, gli interessanti studi sui ritmi Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 1 2 Gustavo BRUNELLI, vitali (Box e PréroN), d’altra parte le esperienze dimostranti nei Paguridi una memoria associativa (SPAULDING, DREZWINA). L’esposizione dei risultati delle mie ricerche originali & accom- pagnata da alcune notizie morfologiche e fisiologiche sui Paguridi, in quanto la loro organizzazione é legata alla loro vita istintiva, e sulle Attinie simbiotiche. Organizzazione ed istinto sono in effetto due cose intimamente collegate, l’esplicazione di un istinto deve inoltre cercarsi tenendo presente il complesso delle attività fisio- logiche di un organismo. Il presente lavoro è un saggio dei miei studi rivolti alla etologia seguendo il più semplice dei metodi, lo studio dell’ organismo vivente, alterando il meno che sia possibile le sue condizioni naturali di esistenza, per osservare il significato della organizzazione, e precisamente i legami della forma con la funzione e di ambedue con ambiente in cui si esplica la vita. Il presente lavoro é stato eseguito nella Stazione Zoologica di Napoli. Sento il dovere di ringraziare il Direttore di quell’ Istituto Prof. RınaLpo DoHrn e tutto il personale della Stazione Zoologica che mi fu largo di cortesia. Uno speciale ringraziamento debbo poi rivolgere al distinto disegnatore V. SERINO, che superd notevoli difficolta nell’ esecuzione degli acquarelli. | Organizzazione ed istinto nei Paguridi. L’asimmetria. Sebbene nei Crostacei Decapodi si presentino notevoli fenomeni di asimmetria indipendenti dalla vita simbiotica, tra i quali notevolissimo quello dell’ eterochelia, pure tutta l’organiz- zazione dei Paguridi per cid che si riferisce alla asimmetria mostra una evidente finalita rispetto alla simbiosi. I fautori della dottrina di Werrtsmanxn saranno portati a con- siderare come antecedenti all’ istinto simbiotico, 0 meglio alla stessa vita conchicola, quei caratteri della organizzazione dei Paguridi che sono in armonia con la medesima, o in altri termini non considere- ranno l’asimmetria come una conseguenza della vita. dei Paguridi, ma 1 costumi di questi come l’effetto di una asimmetria sorta per variazioni del plasma germinale. Comunque è un fatto di grande interesse quello rilevato da Acassız (1875) che 1 giovani Paguridi nascono gia coll’ addome ritorto a destra innanzi di penetrare nella conchiglia. Secondo Minuet THompson (1903), la quistione dell origine dell’ asimmetria dei Paguridi è attualmente insolubile, e questa origine come la loro Ricerche etologiche. 3 filogenia € da ricercarsi pit nell’ organizzazione interna che nelle modificazioni esteriori. Noi perd siamo spinti a ritenere con Bouvier (1895) che i paguri sono diventati destri, perché le conchiglie destre sono più numerose nel mare, e si pud pensare che sarebbero diventati sinistri Se le conchiglie rivolte a sinistra fossero al con- trario pill numerose. Riguardo all’ influenza che la vita entro il guscio pud esercitare, € molto importante rilevare con Bouvier, come i Cancellus, che primitivamente erano dei Paguridi destri, alloggiandosi ora tra i fori delle pietre, siano diventati pressocche simmetrici come i Pylocheles. Di recente Bauss (1912) ci ha fatto conoscere tra le specie raccolte dalla „Valdivia“ alcuni interessanti Paguri che vivendo nei gusci del Dentalium non hanno l’addome ritorto. I Pylocheles come i Mixtopagurus sono come & noto Paguridi simmetrici (nel Mixtopagurus gilli secondo BENEDICT perd si riscontra una asimmetria del telson). Si noti che la simmetria del Pylocheles e del Cancellus avrebbe significato diverso: il Pylocheles ha una simmetria primitiva e conserva questa simmetria alloggiandosi tra le pietre, € un macruro simmetrico che provvisto di tutte le sue appendici addominali si à adattato alla. vita pagurica. Il Cancellus al contrario è una sorta di Clibanarius, vale a dire un Paguro a vita essenzialmente conchicola, che avendo poi adottato lo stesso rifugio del Pylocheles ha riacquistato quasi totalmente la simmetria che aveva perduto. Apparisce evidente che un certo numero di crostacei invece di evolvere verso gli Omaridi si sono adattati a una vita speciale „la vita pagurica“. L'origine di questo adatta- mento è stata messa in luce da Boas (1880) e da Bouvier (1895) secondo i quali i Paguridi devono essere considerati come degli Omaridi (astaci) che in luogo di restare senza ricovero in fondo al mare, si sono alloggiati nelle cavità naturali di certi corpi che essi trascinano ed entro i quali rientrano appena che un pericolo li minacci. La maggior parte dei Paguridi scelgono pit sovente le conchiglie vuote dei Gasteropodi, i Pylocheles si alloggiano nelle spugne silicee o nei frammenti di roccia, i Cancellus in pietre scavate, i Xylopagurus in pezzi di legno fluitati nel mare. I Paguri normali cosi adattati hanno per caratteri salienti: 1. l’addome e la parte posteriore del cefalotorace decalcificati (organi genitali e fegato sono situati nell’ addome), 2. le due ultime paia di arti toracici ridotti e muniti nel penultimo articolo di un’ area „area rugosa“, inoltre le false zampe del penultimo segmento 1* 4 Gustavo BRUNELLI, addominale che in luogo di essere natatrici sono trasformate in uncini fissatori, 3. l’asimmetria del corpo di origine adattativa che non esiste ancora nei Pylocheles, riguardati come le forme pit primitive del gruppo. Vanno considerati ora singolarmente alcuni caratteri dell’ organizzazione. Riduzione delle ultime due paia di arti toracici: Secondo FAuror (1910) la riduzione di tali arti non risulta ne da una causa meccanica ne da una causa chimica, non pud riguardarsi come una degenerazione o come l’effetto di una panmixia eliminatrice. Essi si sono solamente adattati ad una funzione diversa della locomo- zione, in relazione con la vita conchicola, nello istesso modo che l’'addome non serve più alla natazione, essi servono quando il Paguro si appoggia ai bordi della conchiglia, servono altresi come difesa di fronte al tentativo di altri animali di penetrare nella medesima; secondo Box; servono inoltre alla pulizia e a nettare la branchio- stega (FAUROT). Cefalotorace. Se si esaminano le condizioni del cefalotorace in rapporto ai costumi, si osserva come hanno rilevato il MILNE Epwarps e Bouvier (1893) che negli Ostraconotus che ripudiano ogni sorta di nascondiglio il carapace é calcificato in tutta la sua estensione. Una condizione simile si riscontra nel Porcellano- — pagurus che FınHnon ha scoperto nelle coste della Nuova Zelanda. Addome. L’addome dei Paguri è estremamente muscoloso e come ricorda Bonn (1902) effettua dei movimenti svariati (di esten- sione, di lateralita e di torsione) che hanno per iscopo la fissazione dell’ addome in un punto conveniente della cavita. Per Przipram (1907) la deformazione e la depigmentazione dell’ addome dei Paguri & dovuta all azione diretta e immediata della conchiglia, per Fauror (1910) la mollezza dell’ addome dei Paguri € una conseguenza correlativa dell’ adattazione alla prensilita. Riduzione degli arti addominali. Nei Pylocheles e nei Mixtopagurus che sono simmetrici esistono tutte le false zampe addominali, negli altri Paguri come rilevano Minne Kpwarps e Bouvier la simmetria non esiste pil, ma si osservano un certo numero di false zampe nella parte anteriore dell’ addome, possiamo quindi concludere che colla scomparsa della simmetria si ha una riduzione degli arti addominali. L’essere gli arti addominali sviluppati da un lato, il presentarsi dall’ altro in stato rudimentale, é un fatto di grande interesse, poichè pud essere riguardato come un effetto della vita entro il guscio. ~ Ricerche etologiche. 5 La sparizione delle false zampe destre sarebbe dovuta al contatto della parete addominale contro la parete della conchiglia destra, ed € naturale pensare che l'habitat in una conchiglia sinistra fara sparire le false zampe dal lato sinistro e permetterà a quelle del lato destro di svilupparsi normalmente. Noi dobbiamo a PrzIBRAM (1907) alcune interessanti esperienze dalle quali risulta che nei Paguridi i quali siano fatti sviluppare fuori del guscio si ha un maggiore sviluppo degli arti addominali. La riduzione apparisce in rapporto diretto colla vita conchicola e gli arti ridotti hanno ancora la potenza di sviluppare. Alcuni anni addietro il Morcan (1898) fece sulla rigenerazione di tali arti alcune esperienze dalle quali traeva la conclusione che non e giusta l’idea sostenuta da molti di un rapporto tra il potere rigenerativo e la frequenza con la quale un organo é esposto ad essere offeso, ma bisogna considerare d’altra parte che tali arti hanno una capacita latente di sviluppo dovuta al fatto di un adatta- mento secondario, come dimostrano le suddette osservazioni di PRZIBRAM. Sistema muscolare. L’asimmetria esiste anche nell’ interno del corpo e in particolare nel sistema muscolare. I muscoli addo- minali sono ancora disposti a V come nei Talassinidi, ma qui sono riavvicinati e in contatto gli uni cogli altri. Quelli che occupano la meta destra del corpo sono pit sviluppati di quelli che occupano la meta sinistra. Sotto l’insieme della massa formata da questi muscoli passano, come nelle Gebie, dei muscoli longitudinali da una parte e dall’ altra della linea mediana addominale. Questi muscoli longitudinali inviano delle fibre alle branche dei muscoli en chevrons e alle pareti laterali degli anelli addominali, ma qui sono completa- mente nascosti (BORDAGE). Nella parte inferiore e anteriore dell’ addome dei Paguri allog- giati in una conchiglia come il Bernardo l’Eremita (Pagurus bernardus) per esempio, si trova un cercine trasversale che fa una sporgenza esterna molto pronunciata. Esso è formato da una piega del tegu- mento nella quale penetrano e vanno a terminare delle fibre muscolari provenienti dalla massa addominale e costituenti quello che si pud chiamare muscolo columellare (Bouvier) muscolo che spostandosi Jungo la columella della conchiglia dei Gasteropodi, permette al Paguro di spostare il suo addome con movimenti di scivolamento. 6 Gusravo BRUNELLI, Caratteri psichici dei Paguridi. Le osservazioni qui riportate si debbono a diversi autori, ma in particolare & merito specialmente di Bonn (1902) di avere esami- nato i diversi aspetti della vita psichica di Paguridi. Scelta di un ricovero. Bonn ha gia notato che i piccoli Paguri litorali (Clibanarius misanthropus, Paguristes maculatus, giovanı Eupagurus bernhardus) sembrano poco inquietarsi nella scelta di un ricovero, penetrano nelle conchiglie piü diverse e spesso guidati dal caso. Secondo Boun gli occhi non hanno importanza in questa opera- zione. Paguri privati dagli occhi non mettono piü tempo degli altri a penetrare in conchiglie vuote. La scelta di un ricovero dipende innanzi tutto dalle sensazioni tattili provate dagli arti addominali (Bonn). Io ho amputato l’addome all Eupagurus prideauxi, ed ho visto che esso ugualmente si affretta a cercare un ricovero e fa tutti i movimenti per penetrare nel guscio. Penetrazione nella conchiglia. L’addome dei Paguri come si è gia ricordato è estremamente muscoloso, ed effettua dei movimenti svariati che hanno per fine la fissazione dell’ estremita dell’ addome in una parte conveniente della cavita della conchiglia, nello istesso tempo si vedono i rami terminali trasformati in uncini spostarsi a piu riprese fintantoché le aree rugose che li ricoprono si applichino e aderiscano contro la parete della cavita, se cid non riesce in un punto di essa, l’addome in seguito ai movimenti generali del corpo si approfonda in una regione dove il diametro trasversale della conchiglia € minore e dove l’aderenza ha maggiore probabilità di prodursi. Retrazione brusca. Molte volte i Paguri quando si sentono sicuri fanno sporgere notevolmente la parte anteriore del corpo, ma dinanzi a un pericolo rientrano dentro la conchiglia, con una rapidita variabile in grado diverso. Il Clibanarius misanthropus rientra per un nonnulla nel guscio. Il Pagurus striatus e l'Eupagurus bernardus, che raggiungono dimensioni notevoli non rientrano che incompletamente nella con- chiglia, ma in essi la retrazione addominale é molto energica. La grande mobilita dei Paguri si accompagna alla grande facilita, per la costituzione del loro addome, di ritirarsi bruscamente. Cam biamenti dicasa. I Paguricomeé noto cambiano sovente di casa, Sia per procurarsi una dimora pit adatta sia talvolta per una necessita più apparente. Nel compiere questo atto agiscono Ricerche etvlogiche. 7 con grande circospezione, specialmente nel momento che abbandonano il guscio vecchio per ritirarsi nel guscio nuovo, quasi consci della loro vulnerabilità in tale momento. Sociabilita. IPaguri sono molto sociabili, si ritrovano sovente riuniti in numero considerevole e si dedicano spesso a dei combatti- menti ma questi sono raramente mortali. Bonn ha persino visto due Paguridi di specie differente (Clibunarius misanthropus e Pagu- ristes maculatus) occupare la stessa conchiglia, l’uno al fondo e l’altro all entrata. Le lotte ei giuochi dei Paguridi. Piü che di una lotta vera si tratta nei Paguridi di giuochi, i quali nella loro vita hanno una finalita, secondo la interpretazione di Groos sui giuochi degli animal. Sovente ho visto dei Paguri derubarsi delle loro conchiglie. Si vede talvolta un Paguro tenere indietro l’altro, al quale ha portato via con un rapido colpo la sua conchiglia. Memoria. Un perfezionamento graduale & stato segnalato da SPAULDING (1904) nel Bernardo l’Eremita con questa esperienza. Un acquario & diviso da un sepimento in una meta, che & rischiarata, da un’ altra meta più oscura. Vi è nel sepimento un orificio stretto. I Paguridi che cercano la luce sono posti nella meta rischiarata e vi dimorano. Ma se si pone del nutrimento dal lato oscuro il primo giorno un decimo degli individui solamente penetrano da questo lato per cercare degli alimenti, ma l’ottavo giorno quasi tutti vi arrivano in poco tempo (5 minuti). Dopo un lavaggio dell’ acquario non si rimette piu del nutrimento e si constata che per un semplice fenomeno di memoria, 24 paguridi su 28, per esempio, nel tempo di 5 minuti sono penetrati nella zona dove trovano abitualmente da mangiare. Associazioni per somiglianza. Le associazioni per somi- glianza (Bown) si riscontrano sovente nei Paguridi, quando per esempio il Bernardo l’Eremita si comporta di fronte a una sfera di legno come di fronte a una conchiglia. In questo caso le associazioni per somiglianza portano uno svantaggio (BON) perchè i Paguridi cercano invano un orificio che non esiste. Tali associazioni avrebbero il carattere di una associazione insufficiente. HACHET SOUPLET si è opposto a questa interpretazione di Bonn. Secondo HAcHET SouPzer il Paguro non ha percepito questa qualita della curvatura indipendentemente dalle altre qualita della conchiglia, come crede Bonn. E al contrario manifesto che tutte le altre im- pressioni date dalla conchiglia sono in lui fortemente associate. Una volta posto sopra una superficie curva non perforata, esso 8 Gustavo BRUNELLT, non agisce secondo le circostanze contingenti create dall’ oggetto, che è frattanto percepito visualmente e tattilmente, ma secondo le im- pressioni lungamente acquisite dalla specie esplorando le conchiglie, impressioni strettamente associate dalle quali esso non sa astrarre e che qui sono risvegliate dalla sola sensazione di curvatura. L’as- sociazione non solo non & insufficiente, essa & fortissima. Tutte le impressioni tattili visuali e muscolari ecc. del Paguro sono stretta- mente associate, e le associazioni si sono fatte per ricorrenza partendo dalle sensazioni affettive, il bisogno di ricovero e della penetrazione, sino alle sensazioni visuali che permettono frattanto al Paguro di dirigersi verso una conchiglia. Visione a distanza. Questa facolta della visione a distanza é stata negata da Bony. Hacuer Sovrner (1912) crede di dimo- strarla con la seguente esperienza. Se si traccia sul fondo del- l’acquario un triangolo isoscele e si pone all’ angolo A della base un sasso, all angolo B una conchiglia di buccino e all’ apice un Paguro sortito dalla sua conchiglia si pud constatare che 99 volte su 100 il crostaceo si dirigera verso la conchiglia e trascurera la pietra. Entrato poi in contatto con la conchiglia esso comincerà a esplorarla tattilmente. Vi è dunque una stretta associazione tra le impressioni visuali e tattili, esse sono rievocate nell’ ordine della eccitazione primitiva, ‘ordine opposto a quello dell’ acquisizione delle associazioni. E cosi che disponendo un Paguro sopra una superficie curva, la vista non interviene pitt nella sua esplorazione, il senso che & gia stato eser- citato a questo scopo agisce ormai solo. Ne risulta che, anche se la superficie curva non sia perforata, il Paguro fa degli sforzi per introdurre il suo addome, in un orificio che non esiste. In generale lattivita psichica dei Paguridi si mostra molto complessa per quanto la interpretazione dei singoli fatti possa essere diversa secondo i diversi autori. Del resto, come ha dimostrato Dorrzın (1910) le reazione nervose dei decapodi presentano una notevole complessita e l’evoluzione della vita istintiva dei Paguridi ha avuto certo per fondamento la loro complessa organizzazione. Organizzazione, istinto ed altre reazioni nervose nella partecipazione delle Attinie alla vita simbiotica. Come abbiamo visto lo studio dell’ organizzazione e delle attivita nervose dei Paguridi fa scorgere Ja base su cui riposa l’istinto sim- Ricerche etologiche. 9 biotico, la quale consiste da una parte in una complessità del- Vorganizzazione adattata alla vita conchicola, dall’ altra in una com- plessa attivita psichica. Ma non bisogna credere che le Attinie sim- biotiche siano totalmente passive e che la loro organizzazione non risponda pure alla finalita della vita simbiotica. Dal punto di vista dell organizzazione, anzi cid & manifesto nell’ Adamsia palliata (Fig. A) ed è da lungo tempo conosciuto. La conoscenza dell’ Adamsia palliata cosi pud servire come un’ introduzione a comprendere la parteci- pazione delle altre Attinie alla vita simbiotica. Nelle altre Attiniela conoscenza delle reazioni nervose mediante le quali la vita simbiotica & possibile non & perfettamente nota, mentre dal punto di vista fisiologico I’ adattamento, Fig. A. come io ho posto in videnza, supera quello dell’ Adamsia palliata. Sebbene qnesta per la forma del corpo apparisca un’ Attinia simbiotica per eccellenza, dal punto di vista fisiologico invece non mostra una cosi manifesta partecipazione psichica in armonia cogli istinti dei Paguridi. Sui caratteri simbiotiei dell’ Adamsia palliata. L’ Adamsia palliata per i suoi caratteri simbiotici ha gia colpito diversi osservatori, non soltanto gia il Gosse (1858—1860) come ricorda lo ScHAFFER, ma gia Vitaliano ConTarısı (1844) ne ha des- critto il singolare comportamento. Dopo Gosse si hanno le interessanti osservazioni di Eısıc (1882), e se si eccettua poi quel pochissimo che si riscontra nei trattati, si giunge ai moderni autori. Ma neppure & esatto cid che scrive lo SCHÄFFER „Die Einzigen, welche wieder auf die Vergrößerung der Krebswohnung durch Adamsia hinweisen, sind AurıviLLıus 1891 und ORTMANN (in: Bronx, p. 1255) letzterer indem er AURIVILLIUS als Autorität anführt, auch ist seine Darstellung, wie aus den Schriften von WEISMAnN (1902) und SCHWARZE (1902) hervorgeht, nicht sehr bekannt geworden.“ FAuror (1885) infatti ha pubblicato una speciale 10 Gustavo BRUNELLI, memoria sull’ Adamsia in cui descrive tale fenomeno. In un suo più recente studio lo stesso autore cosi si esprime: La coquille ou souvent le débris de coquille, est généralement trop petit pour abriter à elle seule le corps du Pagure et pour servir de point de fixation a la surface tout entiere du large disque pédieux de VY Adamsia. Il en résulte que c’est ce disque pédieux qui devient le véritable gîte du Crustacé. Cette partie du corps est revétue sur la face en rapport avec le Pagure d’une cuticule membraneuse con- stituée par du mucus solidifié.“ Normalmente una sola Adamsia palliata aderisce al zuscio del mollusco, ma qualche volta se ne trovano due o anche tre (ANDRES). E notevole che quando ve ne & pit di una l’Adamsza che non si trova fissata ventralmente, é di solito molto giovane. Come poi tali piccole Adamsie non crescano in posizione diversa dalla normale, si deve mettere in relazione col fatto che esse peri- scano 0 migrino in altri luoghi, questo sarebbe in accordo con una osservazione di FORBES secondo il quale l Adamsia avrebbe la capa- cita di spostarsi in relazione alla sua grandezza „seems to change its habitation according to its size“. La trasformazione subita dal disco pedale e dalla colonna del- Y Adamsia rendono la sua associazione coll’ Hupagurus prideauxi molto più stretta di quella che riunisce l’Adamsia rondeletii cogli altri Paguridi. Fauror ha gia rilevato che il mantello formato dal- V Adamsia, sembra rimpiazzare il carapace addominale molto meglio di una conchiglia di gasteropode pesante e imbarazzante. Infatti il Eupagurus prideauxi & quello di cui i movimenti sono i piu agili e gli andamenti pit svariati. Gli adattamenti del corpo dell’ Adamsia, secondo SCHÄFFER (1906) sono i seguenti: Notevole formazione della acontie, appiattimento del corpo, secrezione di una membrana cornea. La forma anulare del corpo che si origina mediante i lobi pedali € riguardata da Oscak SCHMIDT, come un mezzo per rendere possibile e facilitare un sicuro modo di adesione, SCHAFFER rileva come anche i Jobi pedali avendo la capacita di emettere acontie, debbano far riguardare la forma anulare del corpo come un adattamento simbiotico. FAUROT considera come un carattere simbiotico dell’ Adamsia palliata anche la sua colorazione rispetto all’ orientazione del Paguro (tinte scure dal Jato dorsale, più chiare ai lati e ancor più chiare sotto il cefalotorace del Paguro) che realizzerebbe una certa omocromia mimetica. Ricerche etologiche. te Riguardo alla sua posizione si pud supporre che 1’ Adamsia abbia l’istinto di fissarsi in un luogo determinato del guscio (An- siedelungsinstinkt). Pero si trovano alcune Adamsie fissate in diversi punti del guscio, ed io ritengo piu probabile che la fissazione ventrale sia determinata da parte del Paguro. La Adamsia ha inoltre l’istinto di crescere all’ innanzi (Ver- schiebungsinstinkt) in modo tale da sporgere all’ infuori del margine del guscio. Con questa facolta di crescere all’ innanzi rilevata dal SCHAFFER, si accorda l’adattamento dell Adamsia, che FauroT attribuisce alla facolta di tale Attinia di mantenere una parte della sua superficie pedale estesa al di là di un sostegno solido. : Pare secondo lo SCHÄFFER che lo stimolo ad estendersi e a secernere la membrana cornea, venga determinato dallo stesso Paguro. SCHÄFFER riporta una osservazione di T'Hompson, il quale nel 1840 avrebbe trovato delle Adamsie che non convivevano con I’ Eupagurus, che perd non avevano neppure segregato una membrana. Di solito si puö dire che la membrana é tanto pit sviluppata quanto pit l’Attinia sporge libera dalla conchiglia. Secondo ANDRES le Attinie che sono derubate dal Paguro hanno la capacita di abban- donare il guscio sul quale sono fisse. Lo SCHÄFFER trova che esiste probabilmente un istinto migratorio (Wanderungsinstinkt). SCHAFFER rileva inoltre che esistono tre sorta di fenomeni inibitori: L’ Adamsia che al contatto di una pinzetta emette le acontie, non le emette al contatto col Paguro. L’Adamsia suole anche ritirare la corona dei tentacoli, ma rispetto al Paguro non si comporta cosi. Invece la corona di ten- tacoli si ritira del tutto al contatto di un altro animale come hanno rilevato O. e R. HERTwIG (1879) a proposito della Sagartia parasitica (Adamsia rondeletit). E finalmente riesce al Paguro facilmente di distaccare l’Adamsia dal guscio, riesce cioè al Paguro di sospendere l’Haftreflex, mentre lo sperimentatore non riesce a cid. Io ho potuto controllare questo fatto con questa esperienza. Derubando le Adamsie ad alcuni Eupagurus e mettendole in un acquario dove vi siano dei gusci con Adamsie normalmente attaccate ed otturando con della cera questi susci, si esserva che alcuni Paguri hanno portato via le Adamsie e le hanno fissate al loro guscio. Per mostrare fino a qual punto l’Eupagurus sia attaccato a convivere coll’ Adamsia, dopo aver tolto 12 Gustavo BRUNELLI, le Adamsie ad alcuni Paguri ho posto nell acquario delle Adamsie ridotte in frammenti, e i Paguri si sono attaccati questi frammenti. Stimolazione delle Attinie da parte dei Paguri. Sintesi dei simbionti. (Ricerche con Adamsia rondeletii |D. Ch.] ANDRES e Pagurus arrosor HERBST.) Uno dei fatti che più desideravo di accertare, il modo come le Attinie vengono attaccate alla conchiglia abitata dal Paguro, € stato oggetto da parte mia di alcune ricerche che mi sono sembrate neces- sarie, perchè, mentre per l’Adamsia si hanno le belle ricerche di Eisie, altrettanto contraddittorie e non esaurienti mi sono sembrate e notizie relative alla Adamsia rondeleti. Qui il legame simbiotico € meno apparente, l’adattamento dell’ Attinia non manifesto, dal punto di vista morfologico, rende interessante la ricerca dei feno- meni nervosi, delle reazioni mercè le quali la simbiosi si effettua. Col botanico Bonnier io parlo di analisi e sintesi di un complesso simbiotico e per brevità di linguaggio, di analisi e sintesi dei sim- bionti. Il metodo che si deve applicare allo studio di qualsiasi complesso simbiotico tende a determinare il reciproco adattamento degli esseri simbiotici, esso € stato in parte usato da diversi autori anche a pro- posito dei Paguri. Nelle nostre esperienze, Paguri privati di Attinie sono posti in acquari in cui si trovano Attinie fisse e libere in diversi stati fisiologici. Per il nostro fine ho trovato che & meglio esperimentare con Paguri i quali abbiano una minore emotivita (la emotivita, come Bonn ha rilevato, varia per il suo grado nelle diverse specie di Paguridi). In tali condizioni si trova il Pagurus arrosor il quale presenta anche il vantaggio delle sue notevoli dimensioni e simil- mente ad altre specie di Paguri vive di solito in simbiosi coll’ Adam- sia rondeletü. ¥ sperimentando appunto sul Pagurus arrosor che ho potuto stabilire i fatti che ora esporrd. L’autore che più recente- mente dal nostro punto di vista si è occupato dei rapporti fra i Paguri e 1” Adamsia rondeletii innanzi alla mia nota del 1910, per quanto io sappia & Faurotr (1895) debbo perd rilevare che le sue conclusioni sono in parte erronee. In una Memoria posteriore di qualche mese alla mia nota del 1910, Fauror é giunto a con- clusioni in gran parte simili alle mie. Ripetute esperienze mi hanno convinto che il Paguro per staccare e attaccare le Attinie compie Ricerche etologiche. 13 una serie di atti che puö anche variare secondo lo stato fisiologico dell’ Attinia. _Distinguo come stimolazione per il distacco la serie di stimolazioni compiute dal Paguro per distaccare le Attinie. E erroneo poi, come dice FAUROT, che quando il Paguro distacca lAttinia questa ritiri i tentacoli, e si trovi nello stato di onco (Gosse). Cid avviene solo nell’ inizio o quando il Paguro tocca troppo fortemente l’Attinia, tra le reazioni più caratteristiche dei Celenterati infatti vi è quella di contrarre tutto il corpo in seguito agli stimoli energici di qualsiasi sorta. Se cid dunque avviene specialmente nell’ inizio, cid non si verifica più tardi, questo sarebbe anche d’accordo con alcune esperienze fisiologiche le quali dimostrano che nelle Attinie alla ripetuta stimola- zione non subentra una reazione di difesa (JENNINGS nell’ Aiptasıa). Debbo poi notare che normalmente il distacco non è mai brusco, ma si compie sempre mediante la lunga stimolazione di cui si é fatto cenno. Questa stimolazione si effettua dal Paguro con una notevole delicatezza mediante i suoi arti con ripetuti colpi e strisciamenti (in senso longitudi- nale) sul corpo delle Attinie. E anche notevole che questa stimo- lazione non si compie diretta- mente nella regione pedale, ma nella parte Superiore e mediadel corpo Fig. B. (vedi Tav. I Fig. 1). Quando poi il Paguro si imbatte in una Attinia distaccata, e notevole che non tenta sempre si attaccarsela al guscio, ma special- mente se l’Attinia si trovi nelle condizioni di onco, il Paguro compie un’altra serie di stimolazione (vedi Tav. I Fig. 2), che indico com- plessivamente come stimolazione per l’attacco, e la cui durata pud essere molto lunga. Questa stimolazione che non ha percid la finalitä del distacco e che si effettua prima che il Paguro tenti di attaccare l'Attinia tenen- dola aderente al guscio é di una notevole importanza, 14 Gustavo BRUNELLI, anche perchè si effettua a preferenza nella regione pedale. L’effetto di questa stimolazione é in un incurvamento dell’ Attinia e in un espansione del suo disco pedale (Fig. B). La necessita di questa stimolazione è tanto pit evidente in quanto se essa non si effettua bene, le Attinie cadono dal guscio nella manovra per l’attacco, non essendo ancora disposte a aderire. Desta la pit grande curiosita vedere come il Paguro si affanni alla stimolazione finché il piede non ha risposto agli stimoli. La stimo- lazione per l’attacco (come la precedente per il distacco) si compie colle tre paia anteriori di pereiopodi. L’esistenza e l’importanza di questo periodo della stimolazione e il suo significato biologico sembrano essere del tutto sfuggiti agli autori. Qui sorge la questione se l’Adamsia rondeletii possa direttamente attaccarsi, cid che in particolare à stato sostenuto da PERCIVAL Wricur. Jo ritengo che cid non avvenga normalmente, se in qualche caso pero si verifica é grazie all’ incurvamento del corpo dell’ Attinia che cid & reso possibile, dapprima appoggiandosi con l’estremità anteriore del corpo, finchè non avviene l’adesione del piede. In base ai fatti da me osservati si debbono poi riguardare assolutamente erronee le conclusioni di Faurot che l’Adamsia rondeletii venga attaccata in modo che la sua posizione iniziale sia quella normalmente assunta dall’ Adamsia palliata, cioè ventrale, e che secondariamente l’Adamsia rondeletii per assumere la posizione ordi- naria effettui degli spostamenti successivi la cui durata sarebbe molto lunga. Dalle mie osservazioni emerge sopratutto questa constatazione. Il Paguro stimola per una data finalita l’Attinia, e il suo modo di compiere le stimolazioni varia anche secondo lo stato fisiologico dell’ Attinia. Sembrerebbe anzi che il Paguro capisca anche che stimolare l’Attinia in un dato punto, piuttosto che in un altro sia più o meno opportuno, come se conoscesse le sinergie motrici dell’ Attinia, sembra in altri termini trattarsi da parte del Paguro di una sorta di esperienza fisiologica, come BaGzronr (1911) ha scritto a proposito delle mie osservazioni ,,Wie sie die Actinien zunächst zum loslassen des bis dahin von ihrem Fuss festgehaltenen Ortes und dann zum Anheften auf ihrem Schneckengehäuse durch Anbringung zweck- mässiger wiederholter, mechanischer Reize verlassen (als ob sie einen Ricerche etologiche. 15 physiologischen Versuch ausführten) berichtet Bruxezuı“. In un articolo di volgarizzazione delle sue ultime ricerche, che FAuror ha pubblicato dopo la mia nota preliminare, questo autore giunge a una conclusione simile; il distaccamento delle Attinie avviene: „probablement par suite d'un phénomene physiologique que l’on peut rapporter à une loi de PrLücer. Pour le cas particulier que nous occupe je traduirai cette loi ainsi; en raison de la lenteur de transmission nerveuse chez les Actinies, les excitations produites par les pattes du pagure provoquent des effets graduellement plus fort qui sadditionent, s'accumulent. Il en resulte des mouvements coordonnés de rétraction dans la sole pédieuse du coelentéré alors que chacune des excitations isolées aurait été inefficace“ (1910). Fig. ©. Ogni descrizione della serie di atti compiuti dal Paguro è in- feriore alla realtà, e si pud riguardare questo modo di effettuare la stimolazione come una delle più meravigliose scene della vita istintiva. Del pari & importante rilevare tutta la serie di manovre com- piute dal Paguro, quando tenta successivamente di attaccarsi l’Attinia. Spesso si verifica che a questo fine il Paguro dopo aver portato 16 USTAVO BRUNELLI, VAttinia tra il guscio e gli arti di un lato (vedi Tav. I Fig. 3) facendo leva col terzo arto dell’ altro lato porta la bocca della conchiglia in alto compiendo una rotazione col corpo (vedi Tav. I Fig. 4), in modo di usufruire di cinque arti liberi per lavorare all’ attacco, cosi prosegue la stimolazione con alcuni arti mentre con gli altri tiene ferma l’Attinia (Fig. C). Molte volte il Paguro abbandona l’Attinia prima che si sia completamente fissata, l’Attinia pero trova allora due punti di appoggio, mediante il piede e i tentacoli, grazie all’ incurvamento del suo corpo determinato dalla stimolazione del Paguro, il raddrizzamento della colonna si effettua allora gradata- mente, mentre si ha l’adesione del disco pedale. Nello istesso tempo perd deve rilevarsi la grande importanza che la memoria associativa ha nella esplicazione delle pitt complesse attivita istintive. Da questo punto di vista ci sembra inutile ricorrere all’ idea dell’ origine improvvisa dell’ istinto, idea manifestata appunto da Emery (1893) anche a proposito dei Paguri distaccanti le Attinie. La nostra analisi ci permette infatti di guardare un poco piu addentro in questi rapporti, senza ricorrere a una tale teoria, che poteva solo legittimare la nostra imperfetta conoscenza. (Questa mirabile facolta del Paguro di stimolare le Attinie per un dato fine, trova solo riscontro secondo le mie conoscenze, nel- Yistinto paralizzatore di taluni Imenotteri, operazione che & stata paragonata a una sapiente operazione chirurgica. E noto infatti che secondo le descrizioni di FaBre diversi Imenotteri pungono le loro vittime in determinati punti, secondo la confermazione del loro. sistema nervoso, al fine di immobilizzarle senza ucciderle. Associazione delle sensazioni tattili e muscolari. (Ricerche con Hunagurus prideauxi LEacH e Pagurus arrosor HERBST con Adamsia rondeletii |D. CHrare] ANDR.) La grande sensibilità tattile dei Paguri & stata già rilevata da Bonn. Nelle esperienze di Bonn Paguri accecati sono capaci di ritrovare il guscio, e di penetrarvi, ciö che io pure ho potuto. osservare. Boun ha anche dimostrato nei Paguri l’associazioni delle sensazioni tattili e muscolari, quando il Paguro, come abbiamo innanzi esposto, viene anche casualmente a contatto con una conchi- glia 0 con un corpo estraneo effettua una serie di movimenti per. penetrarvi. Posso aggiungere queste altre osservazioni: se al-- Ricerche etologiche. eg l'Eupagurus si esporta l’addome, esso si preoccupa per prima cosa di cercarsi una nuova dimora, e venuto a contatto con una conchiglia, 0 con un corpo simile, compie una serie di movimenti rivolti a ricoverarsi nascondendo in essa, la parte posteriore nel cefalotorace. E uno spettacolo molto curioso quello offerte da un Eupagurus a cui é stato amputato l’addome, quando dopo aver cercato un guscio ed esservi penetrato, torna di nuovo a procurarsi un’ abitazione ogni volta che si derubi della sua conchiglia. Un’altra esperienza si riferisce alla serie di movimenti relativi all’ attacco dell Attinia. Se con una certa destrezza si porta a con- tatto un’ Attinia (Adamsia rondeletiz) fra il guscio e gli arti del Paguro (Pagurus arrosor) e si esercita una certa pressione, il Paguro comincia talvolta a lavorare per attaccarsi l’Attinia come se riprendesse una serie di movimenti interrotti. Queste esperienze nel loro complesso mostrano la importanza dell’ associazione delle sensazioni tattili e muscolari nella vita psichica dei Paguridi. Societa accidentali (ALCOCK) o indifferenti (WEISMAN). (Ricerche con Actinia equina L. e Paguristes oculatus FABR.). Lors (1910) ha dimostrato che se l’Attinia equina non trova un altro corpo cui attaccarsi, essa si attacca al vetro dell’ acquario e scivola lungo di esso, ma se nell’ acquario si mette, ad esempio, una conchiglia di Mitilo e l’animale viene a contatto di essa, mentre si sposta, esso vi aderisce e vi rimane sia la conchiglia vuota o abitata dal proprietario. Nelle mie esperienze alcune Attinie equine poste nell’ acquario con Paguri-deadamsiati finiscono coll’ attaccarsi ai gusci abitati dai Paguri, né questi tentano di liberarsi dagli insoliti ospiti. Queste esperienze ci porterebbero a guardare l’origine del com- plesso simbiotico come del tutto accidentale. Fauror (1910) ha osservato che qualche volta si riscontra un’ altra Attinia Chitonactis coronata intercalata all’ Adamsia rondeletü. Egli lo spiega come un fatto accidentale, risultante da cid che la Chitonactis coronata si € fissata direttamente sulla conchiglia. Le mie esperienze sull’ Attinia equina confermano la verita di questa supposizione, e rendono meno probabile, l’altra opinione di Favror che il Pagurus arrosor non distingua tanto bene l’Adamsia rondeletü come l’Eupagurus prideauxi PAdamsia palliata. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 2 18 Gustavo BRUNELLI, Considerazioni finali sull’ origine della simbiosi e suo significato nell’ evoluzione della specie. Il modo come si effettua la simbiosi implica un complesso di attivita psichiche; istinto, memoria associativa etc. ma altro & il problema della origine della simbiosi, in quanto riguarda lo stabilirsi di un rapporto tra due esseri viventi per una data finalita. Qui sono aperte due vie, o questa finalita apparente é il risul- tato del cieco caso, oppure essa viene conseguita coscientemente dagli esseri che entrano in rapporto tra di loro. La simbiosi dei Paguri e delle Attinie potrebbe essere nella sua origine del tutto accidentale. Come nel caso dell’ Aftinia equina si pud supporre che nell’ inizio l’Attinia si fissasse sopra il guscio indipendentemente da ogni rapporto col Paguro. Se un’ attivita nervosa entrava in giuoco, questa era la irritabilita del disco pedale, che mancava di ogni fina- lita rispetto alla produzione di una simbiosi. Il Paguro dal suo canto si era gia abituato a ricoverarsi entro un guscio di mollusco e il fissarsi di un’ Attinia su di esso, stabili percid un legame secondario tra Paguro ed Attinia. Da una parte dunque la irritabilita per contatto da parte dell’ Attinia, dall’altra il vivere del Paguro entro un guscio in un ambiente limitato, si possono supporre come condizioni gia sufficienti per il costituirsi di un complesso simbiotico. Le Attinie si sarebbero da principio com- portate come semplici parassiti dello spazio (KLEBS) per usare una denominazione caratteristica, e non é che per un processo di selezione che si sarebbero costituite le simbiosi dalle società accidentali (ALCOCK) o indifferenti (WEISMANN). Una delle cause per le quali si trovano tra i polipi numerosi esempi di simbiosi, è la capacita che essi hanno di aderire ad oggetti estranei, ne risulta quella categoria di associazioni che con ALcocK (1892) si possono chiamare appunto accidentali. ALEMAN nella sua monografia degli Idroidi gimnoblasti riporta diversi casi in cui si é osservata l’adesione dei polipi a organismi i piu diversi: non solo sui gusci dei molluschi, sulle Ascidie, perfino sui Cefalopodi, sulle Flustre, sui tubi della Sabella ed & assai notevole il caso dello Stylactis vermicola associato ad un anellide batibiale. Del pari interessante & il caso riportato da Aucock (1892) di Ricerche etologiche. 19 un Idroide che si associa ad un pesce Scorpenoide, ossia lo Stylactis mano riscontratosi sul Minous inermis. Il grado intermedio tra le societa accidentali e le simbiosi vere è rappresentato cosi dalle simbiosi che presentano una certa varia- bilita ed incostanza, cosi per esempio l'Eupagurus pud vivere tanto con |’ Adamsia rondeleti che colla palliata, parimenti secondo DUERDEN un altro crostaceo la Melia tessellata pud portare tanto un Bunode- opsis quanto una Sagartia. Notevole infine è il caso del Paguristes che spesso invece di con- vivere con le Attinie, abita nei gusci ricoperti dalla Suberites domun- cola, cid che secondo le notizie di Lo Branco sembra in rapporto coll’ habitat. Secondo il nostro modo di vedere l’origine della simbiosi potrebbe essere senza iniziativa da parte del Paguro. Anche attualmente BürGER (1903) ha visto che nella simbiosi tra l’Antholoba reticulata e l’Hepatus chilensis, Viniziativa è pure dell’ Attinia ma in altri casi sembra del crostaceo, come nel fatto per la prima volta menzionato da Môgius di crostacei portanti Attinie colle proprie chele. E in verità nel 1880 Môgius nelle sue „Beiträge zur Meeresfauna der Insel Mauritius und der Seychelles“ ha rilevato il particolare istinto della Melia tessellata di Mauritius di portare Attinie in corrispondenza alle chele (Vedi anche DuERDEN 1905). Da questo e da altri fatti cosi é aperto anche l’adito alla supposizione espressa da Eısıc (1882), che vede un possibile punto di partenza della simbiosi nell’ istinto di molti crostacei di coprirsi con oggetti estranei. Tale certamente € l’origine della simbiosi tra la Dromia e la Suberites domuncula secondo le ricerche di Crnesıa (1893) di Ponrmanti (1911) e di altri autori. Cosi per esempio Pornrmanti rileva la diversita tra detta simbiosi e quella dei Paguri e delle Attinie, secondo le mie ricerche cosi esprimendosi: Come si vede è una simbiosi di ordine tutto a fatto differente da quella che si ha fra i Paguri e le Attinie dove, come bene ha dimostrato BRUNELLI, ambedue prendono parte atti- vissima al processo simbiotico.“ Secondo la supposizione innanzi accennata l’origine della sim- biosi si troverebbe nell’ istinto di mascherarsi che hanno certi cro- stacei. Questo istinto di mascherarsi, che & stato illustrato da AURIVILLIUS (1889), da Fou e in tempo pit recente da Minkrewrez (1907), sotto altri punti di vista, avrebbe ad ogni modo un’ impor- tanza anche nella ipotesi che il rapporto delle Attinie avvenisse - senza la prima partecipazione del crostaceo, in quanto questi doveva Ir 90 Gustavo BRUNELLI, gia essere abituato a nascondersi entro i gusci di molluschi. Dal punto di vista della evoluzione c’interessa in ogni modo rilevare che vi fu una occupazione degli spazi vuoti e in relazione ad essa una evoluzione della specie. Dappoiché un Paguro si abitud a vivere entro un guscio, si moströ favorevole a un’ Attinia fissarsi sopra quel guscio. Nello istesso modo la cavita entro il guscio abitato da un Eupagurus diventava uno spazio adatto alla vita di un anellide: VEunice fucata. Nello stabilirsi dei rapporti tra certe specie di crostacei e certe specie di Attinie influi certamente anche l'habitat. Cosi a proposito del Polydectes cupulifera si trova che l’Attinia sim- biotica, la Phellia, pud vivere sulle roccie coralline dell habitat attuale del crostaceo. Ma sia che i Paguri abbiano preso Tiniziativa di caricarsi di Attinie, sia che le Attinie siansi all’ inizio spontaneamente fissate sui gusci abitati dai Paguri, si puö supporre che i Paguri nell’ entrare in relazione colle Attinie fornite di acontie, abbiano operato una vera selezione amicale.) Anche guardando l’istinto come è oggi noi vediamo che i Paguri nel disporsi le Attinie sul guscio fanno sempre dei tentativi, e natural- mente sono sempre le Attinie che rispondono ai descritti processi della stimolazione quelle che vengono ad attaccarsi. S’intende che partendo da uno stato primitivo questa risposta delle Attinie deve sempre essersi meglio accordata col fine del paguro. Da questo punto di vista noi crediamo che nei Paguridi esista una sorta di selezione amicale come WasmAnn Jha illustrata negli insetti, simile cioè a quella di diverse specie di Formiche, rispetto ai loro ospiti. Questa selezione amicale deve aver avuto naturalmente un’ impor- tanza nella evoluzione dell’ istinto simbiotico, ma qualunque sia la interpretazione della selezione amicale, € chiaro che qui appare sulla base dei fenomeni psichici il primo accenno della cooperazione. Le considerazioni esposte sull’ origine della simbiosi come feno- meno biologico, ci porterebbero naturalmente a considerare il pro- blema della genesi dell’istinto. Quando si tratta di istinti molto: semplici di fronte alla variazione degli stimoli fisici, allora é facile parlare di tropismi, secondo la teoria di Lore. Ma in un insieme di reazioni cosi complicate come quelle che esistono fra i Paguri e 1) Le mie esperienze di controllo, hanno completamente confermato le splendide osservazioni di EIsıG sulla difesa che le Attinie costituiscono- per il Paguro di fronte ai Cefalopodi. Ricerche etologiche. | 21 le Attinie Vistinto ci apparisce nella sua grande complessita, la spiegazione fisiologica deve essere illuminata da quella biologica e il problema diventa oltremodo difficile. Quando poi scendiamo ad analizzare la vita psichica dei Paguridi, dobbiamo rilevare che all’ istinto sono collegati dei fenomeni di memoria associativa. Questo deve verificarsi del resto in molte manifestazioni della vita istintiva di altri crostacei, per esempio IsseL cosi si esprime nelle sue ricerche sull’ isopodo tubicolo Zenobiana: „sebbene non disponga ancora di verifiche sperimentali suppongo che i fenomeni di memoria associativa che alcuni autori come il Brunet (1910) giudicano tanto importanti nella vita dei Paguridi concorrano a perfezionare l’istinto delle Zenobiane“. Se per Lors coi fenomeni della memoria associativa si entra nel regno dello psichico, tra gli stessi seguaci di LoEB troviamo menzionati i Paguridi come veri autonomi, poiché per Born i Pagu- ridi non hanno quella mobilita di associazioni in cui figurano gli elementi visuali, vale a dire’ ove intervengono le imagini degli oggetti. Lo psichismo secondo Boun risiede nella complessita delle asso- ciazioni (con cid ci sembra spostato il criterio di LOEB) poichè per Bonn tra gli elementi delle associazioni sensoriali ve ne sono di quelli che hanno valore psichico piü grande degli altri, le sensazioni visuali. Frattanto abbiamo visto che secondo HACHET-SOUPLET nei Paguri vi @ complessità di associazione e le sensazioni visuali non dovrebbero escludersi. I Paguri sono dei veri automi? La quistione pud essere di- scussa da diversi punti di vista ed é noto che per spiegarsi gli istinti attuali dei Paguridi qualche autore non si é mostrato alieno da ritenerli in origine dotati persino di intelligenza.!) Questa quistione che nel campo psicologico ci porterebbe lontano dal nostro oggetto, si riduce per noi dal punto di vista biologico a 1) Potremmo tra Paguri ed Attinie parlare di simpatia secondo il termine di BERGSON, ma secondo lo stesso BERGSON una teoria scientifica non puö fare appello a considerazioni di questo genere, essa non pud mettere l’azione avanti alla organizzazione, la simpatia innanzi alla per- cezione e alla conoscenza, ancora -una volta o la filosofia non ha niente a vedere qui o il suo ufficio comincia, là dove finisce quello della scienza (H. BERGSON, L’évolution créatrice, Paris 1912). 29 Gustavo BRUNELLI, discutere, sin dove sembri pitt possibile, l’idea dell’ istinto nato per variazione germinale o come effetto della abitudine. La organizzazione dei Paguridi accordata alla loro vita simbiotica ci fa respingere l’idea di una variazione improvvisa e anche la sup- posizione di Emery che Jistinto dei Paguridi di distaccare le Attinie sia sorto bruscamente non si accorda con quel complesso meraviglioso di reazioni da parte del Paguro e dell’ Attinia, che noi abbiamo posto in luce. L’importanza che ha la memoria associativa nella vita psichica dei Paguridi ci fa respingere l’idea che la complessita delle loro manifestazioni, sia solo spiegabile mediante l’origine im- provvisa dell’ istinto. La teoria di Baupwin della selezione organica o della selezione coincidente (PLATE), secondo la quale le abitudini si proseguono nelle generazioni dando tempo all apparire di una coincidente variazione del plasma germinale (variazione coincidente di MorGan), rimane come una via intermedia tra quelli che negano la ereditarieta delle abitudini e quelli che solo in essa scorgono l'origine di ogni attivita istintiva. Il problema della origine del- l’istinto coincide con quello più grande di tutta la evoluzione organica. Ricerche etologiche. 23 Bibliografia. (Non sono citate le opere generali sull’evoluzione.) ALCOCK, M. B., 1892, A case of commensalism between a Gymnoblastic Anthomedusoid (Stylactis minoi) and a Scorpaenoid Fish (Minous inermis), in: Ann. Mag. nat. Hist. (6), Vol. 10. ANDRES, A., 1884, Die Actinien, in: Fauna Flora Neapel, Monogr. 9. AURIVILLIUS, Cari W. S., 1891, Uber Symbiose als Grund accessorischer Bildungen bei marinen Gastropodengehäusen, in: Svensk. Vet.-Akad. Handl., Vol. 24, No. 9. —, 1889, Die Maskirung der oxyrhynchen Dekapoden, ibid., Vol.23. BAGLIONT, S., 1911, Physiologie des Nervensystems, in: Handb. vergleich. Physiol., Jena. Bass, H., 1912, Paguriden, in: Wissenschaftl. Ergebnisse Tiefseexpedition „Valdivia“, Vol. 20, Lief. 24. DE Bary, E., 1879, La Symbiose, in: Rev. internat. Sc., Vol. 3. VAN BENEDEN, P. J., 1878, Les commensaux et les parasites dans le regne animal. BENEDICT, J. E., 1901, Four new symmetrical hermit crabs (Pagurids) from the West India Region, in: Proc. U. S. nation. Mus., Vol. 23. Boas, J. E. V., 1880, Studier over Decapoderres Slægtskabsforhold, in: Vidensk. Selsk. Skrift. (6), Vol. 1, No. 2. Bon, G., 1902, Des mécanismes respiratoires chez les Crustacés Décapodes. Essai de physiologie évolutive, éthologique et phylogénique, in: Bull. scientif. France Vol. 36. —, 1909, La naissance de l’intelligence, Paris. BORDAGE, Note sur l’étude comparée du systeme musculaire des Thalassinides et de Paguriens, in: CR. Soc. philom. Paris. 24 Gustavo BRUNELLI, Bouvier, E. L., 1895, Recherches sur les affinités des Lithodes et de Lomis avec les Paguridés, in: Ann. Sc. nat. (7), Zool., Vol. 18. BRUNELLI, G., 1910 (17 Luglio), Osservazioni ed esperienze sulla simbiosi dei Paguridi e delle Attinie, in: Accad. Lincei, Cl. Sc. fisiche. mat. e naturali, Vol. 19. BÜRGER, O., 1903, Uber das Zusammenleben von Antholoba reticulata CouTH. und Hepatus chilensis M. E., in: Biol. Ctrbl., Vol. 23. CELESTA, P., 1893, Della Suberites domuncola e della sua simbiosi coi Paguri, in: Atti Soc. Ligustica Sc. nat. geogr., Vol. 4. CHEVREUX, Ep., 1884, Les Pagurus Prideauxii et ses commensaux, in: Assoc. franc. Avance. Sc. (Congrès de Blois). —, 1908, Sur les commensaux du Bernard l’hermite, in: Bull. Mus. Hist. nat. Paris, No. 1. ConTARINI, N., 1844, Trattato delle Attinie, ed osservazioni sopra alcune di esse viventi nei contorni di Venezia, Venezia. DoFtEIn, F., 1910, Lebensgewohnheiten und Anpassungen bei dekapoden Krebsen, in: Festschr. R. HERTWIG, Vol. 3, Jena, DUERDEN, J. E., 1905, On the habits and reactions of Crabs bearing Actinias in their claws, in: Proc. zool. Soc. London. Eisic, 1882, Zum Verständnis des Kommensalismus der Einsiedlerkrebse und Seeanemonen, in: Ausland. Emery, 1893, Gedanken zur Descendenz- und Vererbungstheorie, in: Biol. Ctrbl Vol Az FAUROT, L., 1885, Sur l’Adamsia palliata, in: CR. Acad. Sc. Paris. —, 1895, Études sur l'anatomie, Vhistologie et le développement des Actinies, in: Arch. Zool. expér. (3), Vol. 3. —, 1910, Étude sur les associations entre les Pagurus et les actinies. Eupagurus Prideauxi HELLER et Adamsia palliata FORBES, Pagurus striatus LATREILLE et Sagartia parasitica GOSSE, ibid. (9), Vol. 14. —, 1912, Entente cordiale d'un Pagure et d’une Actinie, in: Biologica (Paris), No. 20. _ Gosse, PH. H, 1858, On tae nature of the sub-basal membrane of Adamsia palliata, in: Ann. Mag. nat. Hist. —, 1860, Actinologia Britannica. HACHET-SOUPLET, P., 1912, La genèse des Instincts. Paris. HARRINGTON, N. R., 1898, On Nereids commensal with Hermit Crabs, in: Trans. New York Acad. Sc., Vol. 16. HERTWwIG, O., 1883, Die Symbiose oder das Genossenschaftsleben im Thierreich, Vortrag. HERTWIG, O. und R., 1879, Studien zur Blättertheorie, Heft 1, Die Actinien. ISSEL, R., 1910, Ricerche intorno alla Biologia ed alla morfologia dei Crostacei decapodi. P. 1. Studi sui Paguridi, in: Arch. Zool., Vol. 4, Fasc, 3. Ricerche etologiche. 25 IsseL, R., 1912, Biologia neritica mediterranea. Ricerche di etologia sul- Visopodo tubicolo Zenobiana prismatica (Risso), in: Arch. Zool. expér., Mol: 51, fasc. 13. JENNINGS, 1906, Behavior of the lower organisms, in: Columbia University, Biol. (10). 3 Kzegs, G., 1882—1883, Uber Symbiose ungleichartiger Organismen, in: Biol. Ctrbl., Vol. 2. Loxg, 1910, Fisiologia del cervello e fisiologia comparata. Trad. it. di F. RAFFAELE. MALAQUIN, 1890, Quelques commensaux du Bernard-l’Hermite, in: Rev. biol. Nord France, No. 6. MARCHAL, P., 1891, Sur un Pagure habitant un coquille senestre, in: Bull. Soc. zool. France. MILNEEDWARDS et Bouvier, 1891, Sur les modifications que subissent les Pagures suivant l’enroulement de la coquille qu'ils habitent, in: Bull. Soc. philom. Paris (8). MILNE Epwarps, A. et E. L. Bouvier, 1893, Description des Crustacés de la famille des Paguriens recueillis pendant l'expédition du Blake, in: Mem. Mus. comp. Zool., Vol. 14. Minkrewicz, R., 1907, Analyse expérimentale de l'instinct de déguisement chez les Brachyures oxyrhynques, in: Arch. Zool. expér. (4), Vol. 7, Notes et Rev., No. 2. Morean, T. H., 1898, Regeneration and liability to injury, in: Zool. Bulls; Vol. 1: Ortmann, A. E., Decapoden, in: Bronn Klass. Ordn. Thier-Reich. Préron, H., 1910, L’évolution de la mémoire, ed. 4, Paris. -POLIMANTI, O., 1911, Studi di fisiologia etologica: sulla simbiosi della Suberites domuncula (OLIVI) con la Dromia vulgaris (M. Epw.), in: Zool. Jahrb., Vol. 3, Physiol.. PRZIBRAM, H., 1907, Differenzierung des Abdomens enthäuster Einsiedler- krebse (Paguridae), in: Arch. Entw.-Mech. ScHAFFER, C., 1906, Zur Kenntnis der. Symbiose von Eupagurus mit Adamsia palliata, in: Verh. nat. Ver. Hamburg (3), Vol. 14. SCHWARZE, W., 1902, Beiträge zur Kenntnis der Symbiose im Tierreiche. Beilage zum Berichte über das 68. Schuljakı der Realg. d. Joh. zu Hambure. SPAULDING, 1904, An establishement of association in Hermit Crabs; Eupagurus longicarpus, in: Journ. comp. Neurol., Vol. 14. THompson, M. T., 1903, The metamorphoses of the Hermit Crab, in: Proc. Boston Soc. nat. Hist., Vol. 31. THompson, W., 1843, The Crustacea of Ireland. Decapoda anomoura, in: Ann. Mag. nat. Hist., Vol. 2. —, 1843, Note on Pagurus Prideauxi, ibid., Vol. 2. WorTLEY, 1863, On the habits of Pagurus Prideauxii and Adamsia palliata, ibid., Vol. 12. 26 Gustavo BRUNELLI, Ricerche etologiche. Spiegazione delle figure. (Gli acquarelli sono stati presi parte da osservazioni sui Paguri viventi, secondo le mie esperienze, in parte da istantanee come dimostra il raffronto della Fig. 4 Tav. 1 colla Fig. C nel testo.) Tavola 1. Fig. 1. Paguro (Pagurus arrosor) in atto di stimolare un’ Attinia (Adamsia rondeletii) per il distacco del piede. Fig. 2. Paguro che stimola l’Attinia (dopo il distacco) per ottenere l’espansione del disco pedale. Fig. 3. Paguro che si dispone ad attaccare l’Attinia stimolata al guscio. Fig. 4 Manovre del Paguro dopo la sua rotazione, per attaccarsi l’Attinia che poggia incurvata sul guscio. Ubersetzungsrecht vorbehalten. Nachdruck verboten. Uber das Vorkommen von Fett bei Actinien. Von Walther Arndt. (Aus dem Zoologischen Institut der Universitat Breslau.) Mit Tafei 2. Daß das von den Protozoen bis zu den Vertebraten den ver- schiedensten Tiergruppen zukommende Vermögen, Fette zu resor- bieren, auch bei Actinien vorhanden ist, wurde schon vor längerer Zeit durch CHapEaux gelegentlich seiner Untersuchungen über die Verdauung der Cölenteraten nachgewiesen. CHAPEAUx (3) fand nach Injektion von Olivenöl in den Entodermzellen der Septen und Mesen- terialfilamente von Anemonia, Heliactis, Sagartia parasitica und Ilyanthus Fettkügelchen, die nach einem Zeitraume von 4—8 Tagen wieder daraus verschwanden. Zu dem gleichen Ergebnis gelangte Wiırrem (14, 15), der Sagartia und Actinia mit stark fetthaltigen Geweben tiitterte und darauf in allen Entodermzellen — mit Aus- nahme der Nessel- und Drüsenzellen — große Fettrépfchen nach- weisen konnte. Sowohl bei den Experimenten WırtLem’s als bei denen von CHAPEAUx handelt es sich zweifellos um eine ausgesprochene Fett- mästung. Ob aber auch bei einer nicht besonders fettreichen Er- nährung, also unter Verhältnissen, die sich den normalen nähern, bei Actinien Fett nachzuweisen ist, damit beschäftigen sich die beiden Untersucher nicht. Der Gedanke, Actinien histologisch auf 28 WALTHER ARNDT, Fett zu analysieren, ist nicht besonders fernliegend, wenn man be- denkt, daß von chemisch-physiologischer Seite auf das Vorkommen von Lipoiden (im weiteren Sinne) bei diesen Tieren schon hin- gewiesen wurde. Die älteste Beobachtung dieser Art wurde von KeukENBERG (8) gemacht. Allerdings war, wie v. Fürtx (5) mit Recht hervorhebt, die Methode, deren sich KRUKENBERG zum Nach- weise der Fette bediente, eine zwar einfache, aber doch wohl etwas rohe. „Er extrahierte die betreffenden Gewebe mit Alkohol oder Äther und brachte den Extraktionsrückstand auf Papier; entstand ein transparenter Fleck, der beim Erwärmen im Wasserbade nicht verschwand, so wurde ‚Fett‘ als nachgewiesen betrachtet“ (zit. nach v. Fürra). Ja KRUKENBERG ging so weit, in dem positiven Ausfall dieser Probe nicht nur den Beweis für das Vorhaudensein einer Lipoidsubstanz überhaupt, sondern von Fettsäureglyceriden zu sehen. Mit seiner Methode glaubt er den Beweis erbracht zu haben für das Vorhandensein von Fett bei Sagartia troglodytes und S. parasitica, Anthea cereus, Actinia mesembryanthemum und Cerianthus. Genauere chemische Untersuchungen, auch in quantitativer Hinsicht, wurden von PÜTTER (12) an Anemonia sulcata angestellt. Ptrrer fand durch Ätherextraktion des zuvor mit kochendem Wasser ausgezogenen Trockenrückstandes dieser Actinie mit Hilfe des Soxlethapparats, daß 11,4°/, der Trockensubstanz von Anemonia sulcata aus Fetten und Lecithinen besteht. Über die Natur dieser Lipoide äußert er sich nicht. Andrerseits konnte Dorée (4) 1908 aus dem Ather- extrakt von Actinia equina und Tealia crassicornis krystallisiertes Cholestearin herstellen, das seiner Ansicht nach identisch ist mit dem Cholestearin der höheren Tiere. Daß also Lipoide auch unter normalen Umständen in Actinien auftreten, darüber kann ein Zweifel nicht mehr bestehen. In welchen Geweben und in welchen Zellen des Actinienkörpers aber diese regelmäßig vorkommenden Substanzen zu finden sind, wo sie ab- gebaut und verbraucht, wo vielleicht gespeichert und wo möglicher- weise gebildet werden, darüber können rein chemische Methoden natürlich keine Auskunft geben. Histologische, spezifisch auf Fett gerichtete Untersuchungen, die in dieser Hinsicht Aufklärung gewähren mußten, sind bisher nicht gemacht worden oder beschränken sich doch nur auf einige zerstreute Beobachtungen. O. u. R. Hertwie (6) erwähnen das Vorkommen von kleineren und größeren „wohl aus Fett“ bestehenden Körnchen im Protoplasma der Ectodermzellen an Mundscheibe und Tentakeln Das Vorkommen von Fett bei Actinien. 29 Ed bei den von ihnen untersuchten Actinien (Sagartia parasitica, Adamsia diaphana, Anthea cereus und cinerea, Actinoloba dianthus, Tealia crassi- cornis). Auch im Protoplasma der Epithelzellen des Entoderms der Septen sowie der spindelförmigen Mesoglöalzellen von Mundscheibe und Tentakeln beobachteten sie ihrer Ansicht nach Fett. Die chemische Natur erwähnter Körnchen schlossen sie daraus, daß diese sich mit Osmiumsäure schwärzten. Schwärzung eines Stoffes durch Osmium- säure ohne Kontrollfärbung mit einem anderen spezifischen Fett-Farb- stoff (Sudan III, usw.) ist kein absolut bindender Beweis für seine Lipoidnatur, da Osmiumsäure auch andere reduzierende Substanzen schwärzt, d. h. selbst in Form feinster Körnchen ausfällt. Immerhin ist es nicht unwahrscheinlich, daß es sich bei den genannten Körn- chen um Lipoide handelte. Inwieweit METSCHNIKOFF (10) berechtigt war, von fetthaltigen Körnchen zu sprechen, die neben regelmäßigen rundlichen Eiweißkörnchen im Innern der Ectodermzellen der Larve der „lebendig gebärenden, eBbaren Actinie von Pantano“ (wohl Bunodes sabelloides) vorkommen, ist schwer zu entscheiden, da er über die von ihm angewandten Untersuchungen und Färbemethoden keine Auskunft gibt. Selbst wenn man aus dem Umstande, daß sich im Ectoderm der von ihm in fig. 5 und fig. 6 abgebildeten Larven zweierlei verschieden gefärbte Fremdkörper finden, von denen die einen gelbbraun, die anderen schwarz aussehen, den Schluß zieht, daß METSCHNIKOFF osmierte Präparate untersuchte, ist aus den oben angeführten Gründen die Lipoidnatur jener Körner nur wahr- scheinlich gemacht, aber nicht bewiesen. Da aus der übrigen mir zugänglichen Literatur, insbesondere auch aus SCHNEIDER’s „Vergleichender Histologie der Tiere“ über das Vorkommen von Fett im Actinienkörper nichts zu entnehmen ist, scheinen mir die folgenden Beobachtungen erwähnenswert, die ich gelegentlich histologischer Untersuchungen über die Wundheilung bei Helhiactis bellis Kun. machte. Im Entoderm dieser Actinie, in zahlreichen Fällen aber auch im Ectoderm sowie regelmäßigimInnernder Zooxanthellen fanden sich Kügelchen einer Substanz, die ich als Lipoid (im weiteren Sinne) ansehe auf Grund folgender mikrochemischer Reaktionen und physikali- scher Eigenschaften: 1. Sie färbt sich mit Sudan III und Scharlach R rot, mit Indo- phenol blau. 2. Sie wird durch Osmiumsäure geschwärzt. 30 WALTHER ARNDT, 3. Sie löst sich in Äther, Xylol, Alkohol absol. 4. Sie wird von verdünnter Essigsäure und schwachen Alkalien nicht angegriffen. 5. Im Polarisationsmikroskop er went sie sich als einfachbrechend. Die Versuchstiere, die dem Aquarium des Zoologischen Instituts zu Breslau entstammten, wurden sowohl kurz nach der Fütterung — als Futter diente Mytilus edulis — als einige Tage darauf (3—10 Tage), und schließlich auch im Hungerzustande untersucht. Die meist 24stündige Fixierung erfolgte in 4°/, Formol; doch wurde zur Kontrolle auch unfixiertes Material verwendet. Zur Herstellung der Schnitte benutzte ich das Gefriermikrotom. Die in Fig. 1 und 2 abgebildeten Präparate, die auch der folgenden Beschreibung zu- erunde liegen, sind mit Sudan III und Hämatoxylin gefärbt, da diese Methode die besten Resultate ergab. Einige unbedeutende abweichende Befunde bei Kontrollfärbung mit anderen Fettfarbstoften sollen späterhin Berücksichtigung finden. Das Mauerblatt von Heliactis bellis läßt bei Anwendung obiger Methode in seinem Ectoderm eine Einlagerung von leuchtend roten, slänzenden Kügelchen von verschiedener Größe erkennen, die ich aus den erwähnten Gründen als Fettröpfchen ansehe (Fig. 1 u. 2). Die größten haben einen Durchmesser von 9—10 u, die kleinsten von 1 u, die meisten von 4—6 «. Während die größeren einen intensiv roten Farbenton besitzen, sind die kleinsten gelblich-rot gefärbt. Die Form dieser Gebilde ist niemals eckig, sondern stets abgerundet, meist kugelförmig, mitunter auch länglich. Sie erinnern in dieser Beziehung an die Fettröpfchen höherer Tiere. Nicht selten be- obachtet man Körperchen, an deren unregelmäßiger Gestalt noch unschwer zu erkennen ist, daß sie durch Verschmelzen zweier oder mehrerer Kügelchen entstanden sind (Fig. 4) Die Fettröpfchen sind homogen; sieht eines der größeren granuliert aus, so rührt das, wie sich beim Heben und Senken des Tubus sofort zeigt, davon her, daß es von mehreren kleineren überlagert wird. Innerhalb des Entoderms sind die Fettkügelchen nicht gleichmäßig verteilt: sie fehlen in dem der Mesoglöa anliegenden Teil, der im wesentlichen aus Muskelfasern besteht und daher als entodermale Muskelschicht bezeichnet wird. Ganz vereinzelte Fettröpfchen, die sich in wenigen Fällen in der entodermalen Muskelschicht fanden, dürfen wohl als postmortal (beim Schneiden) versprengt angesehen werden. Häufig sind die Kügelchen in Reihen gruppiert; besonders auf- fällig ist diese streifenförmige Verteilung bei schwächerer Ver- Das Vorkommen von Fett bei Actinien. 31 srößerung. Zum Teil erklärt sie sich wohl dadurch, daß das Entoderm nicht wie das Ectoderm eine einheitliche Schicht bildet, sondern sich nach Art des Darmepithels in Zotten auflöst. Andrerseits finden sich in gewissen Abständen zwischen den intensiv blaugefärbten Kernen spindelförmige Vacuolen, und gerade in diesen liegen die erößten, leuchtend rot gefärbten Fettröpfchen. Vom Cölenteron nach der Mesoglöa zu nehmen die Fettkügelchen etwa bis zur Mitte des Entoderms an Größe zu. Von da nach der entodermalen Muskelschicht werden sie wieder kleiner. Doch kommt es gelegentlich auch vor, daß größere Tröpfchen am freien Rande des Entoderms liegen. Diese drängen sich dann oft buckelartig ins Lumen des Cülenterons vor, sind aber stets von einer, wenn auch schmalen Protoplasmazone umsäumt. In den Drüsen- und Nesselzellen des Entoderms konnte ich Fett nicht beobachten, sondern nur in den Nährzellen. In diesen liegen die Tröpfchen entweder im Sarc der Zellen selbst oder in Vacuolen. In Anordnung und Lage haben sie eine gewisse Ähnlichkeit mit den durch SCHNEIDER (13) von Anemonia sulcata beschriebenen und abgebildeten (fig. 515) Körnchen und Ballen von Nahrung, die den Nährzellen besonders in der Gegend der Bildungsstreifen der Septen eingelagert sind. Bei Anemonia sulcata ist „das Sarc der Zellen an den Grenzstreifen ganz erfüllt von kleineren und größeren Nähr- körnern, von Ballen solcher und von noch unverdauten Nahrungs- stoffen; die Färbbarkeit dieser Einlagerungen ist sehr verschieden. Auch Ballen kleiner, glänzender Exkretstoffe, stabförmige Kryställchen, leere Nesselkapseln und andere unverdauliche Dinge finden sich hier.“ „An den Bildungsstreifen . . . sind viele oder die meisten Nährzellen von grossen, mit Säurefuchsin sich rot färbenden, meist in einer Reihe geordneten Ballen mehr oder weniger vollständig erfüllt... . Zooxanthellen sind in den Bildungsstreifen nur in der Nähe des Zooxanthellenstreifens vereinzelt vorhanden und fehlen in den soeben geschilderten Zellen vollständig. Das Gerüst verhält sich in letzteren wie überall, die Bedeutung der eingelagerten Ballen bleibt fraglich; vielleicht sind es Trophochondren“ (SCHNEIDER). Die Ähnlichkeit dieser Ballen mit den von mir beobachteten Fett- kügelchen scheint mir indessen rein äußerlich zu sein. Der Abbildung und Beschreibung, die SCHNEIDER von jenen Gebilden gibt, liegen ohne Zweifel Paraffin- oder Celloidinschnitte zugrunde, da Gefrier- schnitte zur Darstellung histologischer Einzelheiten im allgemeinen wenig geeignet sind. An Paraffin- und Celloidinschnitten, die ich 39 WALTHER ARNDT, von Heliactis bellis anfertigte, war nun, welche Farbstoffe ich auch anwandte, von Fettrépfchen nichts zu sehen, eine Tatsache, die natürlich von vornherein zu erwarten stand, da sich ja das Fett beim Passieren von Alkohol absolutus, Xylol und Äther lösen muß. Häufig aber konnte man bei diesen Präparaten an Stellen, wo sich bei Gefrierschnitten Fettkügelchen nachweisen ließen, Lücken im Gewebe beobachten, von denen ein Teil mit einem feinflockigen Gerinnsel ausgefüllt war. Färbt man andrerseits Gefrierschnitte mit Säure- fuchsin, so erscheint zwar das Protoplasma intensiv rot, die Fett- kügelchen aber bleiben ungefärbt. Da SCHNEIDER nun gerade die Färbbarkeit der Ballen und Körnchen mit Säurefuchsin hervorhebt, kann wohl kein Zweifel darüber bestehen, dab die von ihm be- schriebenen Gebilde und die von mir beobachteten Trépfchen nicht zu identifizieren sind. | Abgesehen vom Mauerblatt finden sich Fettkügelchen auch im Entoderm der Septen sowie der Mesenterialfilamente. An den Septen ist häufig die den Muskelfahnen abgewandte Seite stärker fetthaltig; es hängt dies offenbar damit zusammen, daß die Nährzellenschicht dieser Seite stärker entwickelt und breiter ist als die der gegenüber- liegenden Seite. Mitunter finden sich ganze Reihen von Fettkügel- chen scheinbar mitten in der Muskulatur der Septen (Fig. 3). In Wirklichkeit aber strecken an diesen Stellen stets die Nährzellen Fortsätze zwischen die Muskelfasern. Dabei ergibt sich namentlich bei Sudanpräparaten, bei denen die Gegenfärbung mit Hämatoxylin unterblieb, ein Bild, das an das Eindringen der Bindegewebsbalken ins Parenchym mancher Organe höherer Tiere, z. B. der Milz, erinnert. Die Fettkügelchen der Nährzellen der Septen gleichen in ihrer Anordnung vollkommen denen des Mauerblatts, die Größe ist meist etwas geringer (Durchmesser 3—5 uw). Durch besondere Kleinheit (2—3 u) zeichnen sich die zwischen den Muskelfasern befind- lichen aus. In den Mesenterialfilamenten finden sich den Nährzellen in reicher Menge eingelagert Fettröpfchen, die bei einem Durchmesser von 10—30 u zu den größten bei Heliactis bellis beobachteten zählen. Was die Verteilung des Fettes in den einzelnen Partien der Mesen- terialfilamente (Grenzstreifen, Flimmerstreifen, Zooxanthellenstreifen, Drüsenstreifen usw.) betrifft, so ließen Gefrierschnitte diese Teile nicht mit genügender Sicherheit unterscheiden, die Anwendung von Paraffinschnitten aber verbot sich von selbst. Doch scheint mir, Das Vorkommen von Fett bei Actinien. 33 dab das ganze Entoderm der Mesenterialfilamente annähernd gleich- mäßig von Fettkörnchen infiltriert ist. Waren die Fettkügelchen in den Nährzellen des Entoderms allenthalben verbreitet, so fehlen sie — abgesehen von wenigen beim Schneiden versprengten — der Mesoglöa völlig, eine Tatsache, die um so auffälliger ist, als sie im Ectoderm durchaus nicht selten sind (Fig. 2), und die für die physiologische Beurteilung des Fettes der Actinien von Bedeutung ist. Die Größe der Fettrépfchen des Ectoderms ist durchweg viel geringer als die der entodermalen. Betrug der Durchmesser bei jenen im Durchschnitt 4—6 u, so mißt er bei ihnen 1—15 u. Sie liegen stets in den Geißelzellen des Ectoderms und zwar im Sarc selbst, nicht in Vacuolen; den Eiweiß- und Schleimdrüsen sowie den Nesselzellen fehlen sie. Ihre Farbe ist nach Sudanbehandlung zwar nicht so intensiv rot wie die mancher großen entodermalen Fettkügelchen, aber deutlich erkennbar rötlich. Am dichtesten liegen sie in der mesoglöalen Hälfte des Ectoderms, nach außen werden sie spärlicher. Wie bei den Fettkügelchen des Entoderms, wenn auch nicht so ausgeprägt, findet sich auch hier oft eine streifenförmige Anordnung. Bei allen von mir untersuchten Schnitten konnte ich schließlich mit Sicherheit das Vorhandensein von Fett in jenen Gebilden kon- statieren, die, wenngleich mit außerordentlicher Regelmäßigkeit im Entoderm von Heliactis bellis und anderer Actinien (Anthea cereus, Anthea cinerea, Ceriactis auramtiaca, Adamsia diaphana, Aiptasia tur- gida usw.), aber auch in Protozoen, Schwämmen, Hydrozoen, Echino- dermen, Bryozoen und Würmern vorkommend, nicht Bestandteile der Actinie selbst sind, sondern autonome Lebewesen, mit ihrem Wirts- tier nur symbiontisch vergesellschaftet, den Zooxanthellen. Diese einzelligen Organismen, von dem Botaniker OLtmanns (11) zu den Chrysomonadineae gestellt, haben trotz ihrer geringen Größe (bei Heliactis bellis Durchmesser 7—9 u) einen ziemlich komplizierten Bau. Die Gebrüder Hertwie (6), die als erste die morphologische Bedeutung der Zooxanthellen in Actinien erkannten und sie in Be- ziehung setzten zu den „gelben Zellen“ der Radiolarien, beschrieben bereits das Vorkommen von kleineren und größeren Körnchen in jenen Algen, die bei Karmin- oder Hämatoxylinfärbung ungefärbt blieben und sich daher leicht von dem Kern unterscheiden ließen. Sie vermuteten in jenen Körnchen Stärke, ein sicherer Nachweis derselben mit Iod aber gelang ihnen nicht. Es erhob sich nun sehr bald eine lebhafte Diskussion, ob es sich hier um echte Stärke Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 3 34 WALTHER ARNDT, handelt, eine Frage, die auch heute noch nicht zu vülliger Befriedi- gung gelöst ist. Ein wesentlicher Fortschritt in der Erkenntnis der körnigen Einlagerungen des Zooxanthellprotoplasmas ist den exakten Unter- suchungen Branpr’s (2) zu verdanken, der feststellte, dab diese nicht einheitlicher Natur sind, sondern sich in physikalischer und chemi- scher Hinsicht durchaus verschieden verhalten. Abgesehen von den kleineren oder größeren, stets wohl abgegrenzten Schollen eines gelb- braunen Farbstoffes, die meist der Membran anliegen, finden sich nach Branpt in den Zooxanthellen der Actinien — wie in allen Zooxanthellen — zwei Arten von Körnern (p. 213). „1. Körner, welche eine Vacuole enthalten und deshalb im optischen Querschnitt als Ringe erscheinen. Sie sind niemals doppeltbrechend, stets farblos (bis blass- bläulich) und werden mit reinem Jod braun bis violett, unter Um- ständen auch blauviolett gefärbt. 2. Körnchen, welche compact und zum großen Teil doppeltbrechend sind, eine unregelmäßige Gestalt besitzen, rötlich bis violett erscheinen und durch Jodbehandlung nicht verändert werden.“ „In seltenen Fällen konnten außerdem bei Radiolarien und Anthozoen Fettkugeln beobachtet werden, die zuweilen eine sehr beträchtliche Größe (0,003 mm) besaßen und sich in absolutem Alkohol vollkommen auflösten“ (p. 216). In den mit lod färbbaren Gebilden sieht BRANDT eine Stärkeart, über die chemische Natur der anderen zum Teil doppeltbrechenden Körnchen äußert er sich nicht. Auch spätere Beobachter geben darüber keine Auskunft. OutmANNS (11), der sich von dem Vorhandensein einer sich mit Jod blauviolett färbenden, das Licht einfach brechenden Substanz in den Zooxanthellen überzeugen konnte, die er mit der Florideenstärke in Zusammenhang bringt, erwähnt von doppeltbrechenden Körn- chen nichts. Nach anderen Gesichtspunkten, die freilich über die chemische Zusammensetzung der körnigen Einlagerungen nichts aus- zusagen vermögen, teilt sie SCHNEIDER (13) ein. Er unterscheidet an den Zooxanthellen, abgesehen von „dem dunkelfärbbaren homo- genen Kern im Innern glänzende gelbe Körner in sehr verschiedener Menge, die oft zu größeren Schollen verfließen und der Zelle starken Glanz verleihen. Ferner finden sich Ballen einer homogenen Sub- stanz, gleichfalls in verschiedener Menge, die sich mit Eisenhäma- toxylin schwärzen.“ In Zooxanthellen enthaltenden Gefrierschnitten, mit welchen Fettfarbstoffen ich sie auch behandelte, fand ich nun im Protoplasma der Algen ein oder mehrere kleine kugelförmige Gebilde, die alle Das Vorkommen von Fett bei Actinien. 35 Fettreaktionen ergaben, sich in physikalischer und mikrochemischer Hinsicht durchaus wie die in den Entoderm- und Ectodermzellen der Actinie beobachteten Fettrépfchen verhielten und die ich daher auch für Fettkörnchen halte. Die Fettkügelchen beobachtete ich zunächst an mit Formol fixiertem Material. Um aber einer be- rechtigten Forderung Branpr’s zu genügen und postmortale, durch Konservierungsflüssigkeit usw. bedingte Veränderungen auszuschließen, untersuchte ich auch frisch entnommene Zooxanthellen von Heliactis bellis und Konnte auch hier regelmäßig das Auftreten von Fett- tröpfchen feststellen. Meist findet sich das Fett in Form eines einzelnen Kügelchens, das ungefähr die Größe des Zooxanthellenkernes, also etwa einen Durchmesser von 2—3 4, hat. Seltener sah ich 2 Fettrôpfchen in einer Zooxanthelle, die dann meist etwas kleiner waren. Stets treten neben dem Zellkern und dem Fettkügelchen noch andere Körnchen auf, die zum größten Teil allerdings bedeutend kleiner sind. In einigen Fällen hatten sich mehrere von ihnen mit Sudan rot gefärbt, schienen also ebenfalls Lipoide zu sein. Um zu entscheiden, ob sich das Fettröpfchen in der Zooxanthelle jdentifizieren läßt mit einer der von den früheren Beobachtern be- schriebenen körnigen Einlagerungen, bediente ich mich einiger Färbungskombinationen, deren Ergebnisse in nachstehender Tabelle zusammengestellt sind. | Hatte eine einfache Sudanfärbung (Fig. 5) gezeigt, daß in den Zooxanthellen überhaupt Fett auftritt, so bewies eine Nachfärbung mit einem Kernfärbemittel, z. B. Hämatoxylin, daß der rot gefärbte Körper nicht der möglicherweise fetthaltige Zellkern ist: wohl ab- gegrenzt neben dem intensiv blauen Kern ist das leuchtend rot ge- färbte Fettrôpfchen zu erkennen (Fig. 6). Ebenso wie man Zellkern und Fettröpfchen gleichzeitig färbe- risch darstellen kann, gelingt dies bei Stärkekorn und Fettröpfchen unter Anwendung kombinierter Sudan- und Iodbehandlung. Bringt man schließlich die mit Sudan und lod vorgefärbten Schnitte ganz kurze Zeit in Hämatoxylin, so kann man neben dem roten Fett- kügelchen und dem braunen bis violetten Stärkekorn den blauge- färbten Zellkern erkennen. Übrigens hebt sich mitunter das Stärke- korn in den Zooxanthellen auch auf anderen besonders Sudan-Häma- toxylin-Präparaten als ungefärbtes, das Licht stark brechendes ring- formiges Gebilde ab (Fig. 6). Die Ringform erklärt sich nach den Untersuchungen von BRANDT, die durch OLTMAnns bestätigt wurden, gr WALTHER ARNDT, 36 Mit Eisen- Nicht näher zu Zellkern Cour Fett Farbstoff- hämatoxylin | differenzierende einfach- rönfehen halle sch wärzbare und doppeltbrechende P Ballen Körnchen 11 1 — ———_— —…———,.——————— Hämatoxylin schwarz — — bräunlich schwarz goldgelb HEIDENHAIN fm m ——— Jodtinktur — braun bis violett — — — durch stärkere Brechung zu erkennen Todtinktur blau braun bis violett — — ee durch stärkere Brechung —- Hämatoxylin zu erkennen Sudan III — — rot — — durch stärkere Brechung zu erkennen Sudan III blau meist durch stärkere rot — — durch stärkere Brechung — Hämatoxylin Brechung als ring- zu erkennen förmiges Gebilde zu erkennen Sudan III — braun bis violett, rot — — durch stärkere Brechung + Iodtinktur zu erkennen rs | mm memes | mme. memes | Sudan LIL + Iodtinktur blau braun bis violett rot — — durch stärkere Brechung —- Hämatoxylin zu erkennen Das Vorkommen von Fett bei Actinien. 37 daraus, daß das Stärkekorn hohl ist und im Innern aus einer anderen Substanz besteht als an der Peripherie. Eine Identifizierung der Fettröpfehen mit den von SCHNEIDER beobachteten glänzenden, gelben Körnchen und mit Eisenhämatoxylin schwärzbaren Ballen ist insofern ausgeschlossen, als der Beschreibung derselben ja Paraffin- oder Celloidinschnitte zugrunde lagen, sie also in Alkohol absolutus und Xylol oder Äther unlöslich sind. Aus dem gleichen Grunde haben die Fettkügelchen nichts gemein mit den von BRANDT beschriebenen doppeltbrechenden Körnchen, die in Bal- sampräparaten ebensogut zu erkennen sind wie in lebenden Zoo- xanthellen, ganz abgesehen davon, daß sich im Polarisationsmikroskop das Fett stets einfachbrechend verhält. Wie oben erwähnt, be- obachtete BRANDT, daß in den symbiontischen Algen von Anthozoen in seltenen Fällen Fettkugeln vorkommen. Daß aber in den Zoo- xanthellen von Heliactis bellis, die er ebenfalls untersuchte, genau so regelmäßig Fettrépfchen auftreten wie Stärkekörner, scheint ihm entgangen zu sein. Jedenfalls geht das aus seiner Beschreibung und der Abbildung hervor, die er von einer Zooxanthelle von Heliactis bellis gibt (tab. 19 fig. 27), auf der außer dem hohlen Stärkekorn nur die doppeltbrechenden Körnchen dargestellt sind. Das Vor- kommen von Fett bei Algen ist an sich nicht überraschend. Nach Ourmanns (11) finden sich 6l- oder fettartige Trépfchen nicht nur bei allen Vertretern der ,,Heteroconten“-Gruppe sondern auch bei den Diatomeen sowie bei einigen Florideen. Von ihrem regel- mäßigen Auftreten bei Chrysomonadineen aber ist bisher nichts er- wähnt worden. Während sich die eben erörterten Fettkügelchen bei allen daraufhin von mir untersuchten Exemplaren von Heliactis bellis in fast jeder Zooxanthelle vorfanden, sind die frei im Entoderm und Ectoderm befindlichen Fettrépfchen hinsichtlich ihres Vor- kommens und ihrer Verteilung großen Schwankungen unterworfen. Bald findet sich Fett im Entoderm und Ectoderm, bald ist es nur auf das Entoderm beschränkt. In einigen Fällen konnte ich be- obachten, daß nur das Ectoderm Fett in Form feinster Tröpfchen aufwies. Mitunter waren die Nährzellen der Mesenterialfilamente und Septen mit Fett infiltriert, die des Mauerblattes aber frei davon, bei anderen Exemplaren wiederum war gerade das Umgekehrte zu beobachten. 2 Individuen enthielten freie Fettkügelchen so spär- lich, daß ich erst nach längerem Suchen im Entoderm vereinzelte sehr kleine auffand, wogegen in allen Zooxanthellen unveränderte Fettrépfchen zu erkennen waren. 38 WALTHER ARNDT, Den bisher geschilderten Befunden liegen mit Ausnahme der zur Differentialdiagnose verwendeten mit Iod gefärbten Schnitte Sudanpräparate zugrunde. Genau dieselben Ergebnisse lieferten aber auch andere Fettfärbungen, z. B. Scharlach R (Fettponceau) und Indophenol. Durch 24stündige Behandlung mit Osmiumsäure und folgendem Alkohol wurden die Fettkügelchen geschwärzt; dabei wurden häufig in den Zooxanthellen neben dem Fettröpfchen die kleinen einfach- und doppeltbrechenden Körnchen dunkel gefärbt. Da sich die fraglichen Kügelchen in den Geweben der Actinien, ab- gesehen von ihrem färberischen Verhalten, in Alkohol absolutus, Xylol und Äther lösen, von verdünnter Essigsäure und schwachen Alkalien aber nicht angegriffen werden, kann wohl kein Zweifel darüber bestehen, daß es sich hier um Lipoide handelt. Es erhebt sich die Frage, ob wir es nun mit Fettsäureglyceriden, Lipoiden im engeren Sinne, oder Cholestearinderivaten zu tun haben. Gerade das letztere war nicht unwahrscheinlich, da ja Dorfe (4) das Vorkommen von echtem Cholestearin in Actinien nachgewiesen hatte. Diese Entscheidung auf mikroskopischem Wege zu treffen ist erst möglich geworden durch Untersuchungen der letzten Jahre, die namentlich von pathologisch-histologischer Seite ausgingen und 1911 in übersichtlicher Weise durch Kawamura (7) kritisch zusammen- gestellt und ergänzt wurden. Die Unterscheidung von Cholestearin und seinen Estern einerseits und Fettsäureglyceriden andrerseits ist verhältnismäßig einfach infolge ihres verschiedenes Verhalten im polari- sierten Licht: Cholestearin bricht doppelt, Fettsäureglyceride einfach. Da die Fettkügelchen von Heliactis bellis sowohl in Wasser als in Glycerin, erwärmt oder abgekühlt untersucht das Licht einfach- brechen, kann es sich bei ihnen um Cholestearin nicht handeln. Die Möglichkeit, Fettsäureglyceride von Lipoiden im engeren Sinne (Phosphatiden, Lecithinen usw.) im Gewebe zu scheiden, beruht auf ihrem färberischen Verhalten. Nach Behandlung mit Nilblausulfat erscheinen die Lipoide i. e. S. blau, die Glycerinester färben sich metachromatisch rot. Andrerseits läßt Neutralrot letztere ungefärbt, rötet aber die ersteren. Diese beiden mikrochemischen Reaktionen ermöglichten es mir, das Vorhandensein von Lipoiden i. e. S. aus- zuschließen. Da auch Seifen und freie Fettsäuren, die sich ebenfalls mit Nilblau behandelt blau färben und mit Neutralrot röten, nicht in Betracht kommen, so ist damit der Beweis geliefert, daß es sich bei den von mir beobachteten Kügelchen um Neutralfett handelt, daß wir es hier also mit einer Glycerinestersteatosis im Sinne Das Vorkommen von Fett bei Actinien. 39 Kawamoura’s zu tun haben. Ob diese Steatose eine physiologische ist oder etwa eine fettige Degeneration, war von vornherein nicht zu entscheiden. Ich war sogar ursprünglich der Ansicht, daß es sich hier um pathologische Verfettung unter dem Einflusse der Ge- fangenschaft handelte, mußte diesen Gedanken aber aufgeben, als ich beobachtete, daß frisch gefangene und importierte Exemplare von Heliactis bellis reichlich von Fett infiltriert waren, wogegen viele lange Zeit im Aquarium gehaltene Individuen nur sehr wenig Fett besaßen. Auch von einer Myelinosis, dem postmortalen „Sichtbar- werden von unsichtbar vorhanden gewesenen Fetten“ (KAwAMURA), wie man es bei aseptisch aufbewahrten Organen gelegentlich be- obachtet, kann hier schon deshalb nicht die Rede sein, weil die Fettrépfchen auch bei lebensfrisch untersuchtem Material auftreten und es sich bei ihnen nicht um Myelinsubstanzen handelt. Wir dürfen also mit Recht bei Helactis bellis von einer Steatosis physiologica sprechen. F Da vorliegende Arbeit rein histologische Feststellungen bezweckt, will ich auf die physiologischen Gesichtspunkte, die die Auffindung von Fett bei einer Actinie eröffnet, nicht näher eingehen, zumal dies- bezügliche Versuche noch nicht abgeschlossen sind. Nur auf einen Punkt will ich bereits hier hinweisen: Branpt (2) hat es durch eine Reihe von Experimenten wahrscheinlich gemacht, daß die Zooxan- thellen für die Ernährung ihrer Wirtstiere von einer gewissen Be- deutung sind. Er hielt es für sehr wahrscheinlich, daß die von den Zooxanthellen im Überschuß erzeugten Assimilationsprodukte den Wirtstieren zugute kommen. Es gelang ihm auch, im Körper ver- schiedener Organismen Assimilationsprodukte der mit ihnen symbion- tisch vergesellschafteten Algen aufzufinden, z. B. bei einigen Proto- zoen (Acanthometren, Collozoen) sowie Schwämmen (Suberites massa, Geodia gigas), nicht aber bei Actinien. Die vorliegenden Beobach- tungen, die Auffindung von Stoffen im Actinienkörper, die auch im Innern der Zooxanthellen auftreten, scheinen nun zunächst umso- mehr eine Bestätigung der Branpr’schen Theorie zu sein, als es sich bei ihnen um eine Substanz handelt, die sehr wohl für die Er- nährung der Actinien in Betracht kommen könnte. Durch die Unter- suchungen von CHAPEAUX (3) wissen wir nicht nur, daß die Verdauungs- secrete von Sagartia parasitica, Adamsia, Ilyanthus, Anemonia und Heliactis imstande sind, Fette zu emulsionieren, CHAPrEAUX fand vielmehr sogar in wässerigen Extrakten von Mesenterialfilamenten dieser Actinien ein Enzym, das Fett spaltet. Auch Mesxix (9) lieferte WALTHER ARNDT ? in einer Reihe sehr exakt ausgeführter Experimente den Beweis von dem Vorhandensein einer „Actinolipase“ in den Mesenterialfilamenten von Anemonia sulcata, Actinia equina und Sagartia parasitica, die Monobutyrin spaltete. Es wäre damit eine Einwendung von BIEDER- MANN (1) widerlegt, der, von anderen Bedenken abgesehen, die Be- deutung der Zooxanthellen für die Ernährung der Actinien insofern bezweifelt, als von den Assimilationsprodukten der Algen Stärke allein als Ernährungsmaterial nicht genügen könnte, zumal der sichere Nachweis einer Kohlehydratverdauung bei den Cölenteraten fehlt, wir aber über die chemische Natur der „doppeltbrechenden Körnchen“ gar nichts Bestimmtes wissen. Mit Recht aber betont BIEDERMANN, daß es nicht zu verstehen ist „wie die Körnchen aus der von einer Membran umhüllten Zelle herauskommen sollen, ohne daß die Zelle selbst zerstört werde“. Auch ist meiner Ansicht nach die Wahrscheinlichkeit, daß die freien Fettrüpfchen nicht von den Zooxanthellen gebildet werden, sondern der normalen Nahrung der Actinie entstammen — sei es, dab sie bereits als Fett von den Entodermzellen übernommen werden, sei es, daß sie erst im Actinien- körper aus dem Nahrungseiweiß entstehen —, aus dem Grunde viel größer, als sich die meisten und stattlichsten Fettkugeln haupt- sächlich an solchen Stellen finden, die für die Resorption besonders in Frage kommen, z. B. den Mesenterialfilamenten. Ferner ist es sehr auffällig, daß mitunter freie Fettröpfchen bei Individuen, die durchaus nicht gehungert zu haben brauchen, fast völlig fehlen, ob- wohl die Zooxanthellen-Fettkörnchen bei ihnen sich in nichts unter- scheiden von denen reichlich mit Fett infiltrierter Exemplare. Wenn damit auch nicht der Beweis geliefert ist, daß die Fe i- kügelchen der Zooxanthellen unter keinen Umständen für die Er- nährung der Actinie in Betracht kommen könnten, so fehlt doch sicher die Berechtigung, in den obigen Befunden eine Stütze der Branpt’schen Theorie zu erblicken. Zum Schlusse erfülle ich gern die angenehme Pflicht, Herrn Privatdozenten Dr. Pax für das große Interesse zu danken, das er meiner Arbeit stets entgegengebracht hat. 5 Das Vorkommen von Fett bei Actinien. 41 Literaturverzeichnis. 1. BIEDERMANN, W., Die Aufnahme, Verarbeitung und Assimilation der Nahrung, in: Handb. der vergl. Physiologie. Herausg. v. WINTER- STEIN, Vol. 2, 1. Hälfte, Jena 1911. 2. BRAnDT, K., Über die morphologische und physiologische Be- deutung des Chlorophylls bei Tieren, in: Mitth. zool. Stat. Neapel, Vol. 4, 1883. 3. CHAPEAUX, M., Recherches sur la digestion des Coelentérés, in: Arch. Zool. exper. (3), Vol. 1, 1893. 4. DoREkE, OH., Presence of cholesterole in Coelenterata, in: Journ. Physiol., 1908. 5. v. FÜRTH, O., Vergleichende chemische Physiologie der niederen Tiere, Jena 1903. 6. HERTWIG, O. und R., Die Actinien anatomisch und histologisch mit besonderer Beriicksichtigung des Nervenmuskelsystems untersucht, in: Jena. Ztschr. Naturwiss., Vol. 13, 1879. 7. KAWAMURA, R., Die Cholestearinesterverfettung. Jena 1911. 8. KRUKENBERG, C. FR., Ueber Reservestoffe: I. Die Verbreitung der Glyceride im Thierreich, in: Vergleichend-physiologische Studien, I. Reihe, 2. Abth., 1880. 9. Mesniz, F., Recherches sur la digestion intracellulaire et les diastases des Actinies, in: Ann. Inst. Pasteur, Vol. 15, 1901. 10. METSCHNIKOFF, E., Untersuchungen über die intracellulare Verdauung bei wirbellosen Tieren, in: Arb. zool. Inst. Wien, Vol. 5, 1883. 111. OLTMANNs, F., Morphologie und Biologie der Algen, Vol. 1 u. 2, 1905. 12. PÜTTER, A., Studien zur vergleichenden Physiologie des Stoffwechsels, in: Abh. Ges. Wiss. Göttingen, math.-pbys. Kl, N. F., Vol. 6, 1910. 13. SCHNEIDER, K. C., Vergleichende Histologie der Tiere. Jena 1902. 14. WILLEM, V., La digestion chez les Actiniens, in: Bull. Soc. Med. Gand, 1892. 15. —, L’absorption chez les Actiniens et l’origine des filaments mésen- teriques, in: Zool. Anz., Vol. 16, 1894. 49 WALTHER Arnpt, Das Vorkommen von Fett bei Actinien. Tafelerklärung. Tafel 2. Fig. 1. Querschnitt durch das Mauerblatt von AHeliactis bellis. Sudan III + Hämatoxylin. Mikrolumierephotographie. ZEISS Projektion 2, Kameraauszug 40, Objektiv Apochr. 16 mm. Fig. 2. Querschnitt durch das Mauerblatt von Heliactis bellis. Sudan III-- Hämatoxylin. ZEISS Komp.-Ok. 8, Objektiv Apochr. 4 mm. Fig. 3. Querschnitt durch ein Septum von Heliactis bellis. Sudan III. ZEISS Komp.-Ok. 1, Objektiv Apochr. 16 mm. Fig. 4. Fettröpfehen aus dem Entoderm von Heliactis bellis. Sudan III. ZEISS Komp -Ok. 8, Objekt. Apochr. Olimmersion 2 mm. Fig. 5. Zooxanthelle von Hehactis bellis. Sudan III. Zeıss Komp.- Ok. 8, Objekt. Apochr. Olimmersion 2 mm. Fig. 6. Zooxanthelle von Heliactis bellis. Sudan III + Hämatoxylin. ZEISS Komp.-Ok. 8, Objektiv Apochr. Olimmersion 2 mm. Fig. 7. Zooxanthelle von Heliactis bellis. Sudan IT Iodtinktur. ZEISS Komp.-Ok. 8, Objektiv Apochr. Olimmersion 2 mm. Nachdruck verboten. Ubersetzungsrecht vorbehalten. Weitere Untersuchungen über den Farbensinn | der Fische. Von Karl v. Frisch. (Aus dem Zoologischen Institut der Universität München.) Mit 5 Abbildungen im Text. In früheren Arbeiten habe ich nachgewiesen, daß die Fische Farbensinn besitzen. Verschiedentliche Einwände, die C. v. Hess (8) neuerdings erhoben hat, haben mich veranlaßt, die Versuche nochmals aufzunehmen und weiter auszudehnen; ich kann nunmehr zu der Angabe, daß die Pfrille (Phoximus laevis) Farbensinn besitzt, noch einige weitere Angaben über die Beschaffenheit dieses Farbensinnes hinzufügen; hierüber waren wir ja bisher ganz im Unklaren. Ob die an der Pfrille gefundenen Tatsachen für die Fische im allgemeinen Geltung haben, bleibt einstweilen dahingestellt. Eine der Methoden, deren ich mich zum Nachweis des Farben- sinns der Pfrille bedient hatte, bestand in einer Modifikation einer schon von v. Hess (6) angewandten Methode !): ich fütterte Pfrillen längere Zeit hindurch ausschließlich mit geschabtem Fleisch, das mit Safran gelb gefärbt war. Hält man bei derart „dressierten“ Fischen 1) v. Huss war dabei zu dem entgegengesetzten Resultat gekommen wie ich. Meine Vermutung, daß sich dieser Gegensatz durch die Verschieden- heit der von uns verwendeten Farben erklären könnte (2, p. 220), hat sich nicht bestätigt, da ich bei Rotdressur die gleichen Resultate erhalte wie bei Gelbdressur (vgl. später). 44 Karz v. Frisch, eine graue Fläche, auf welche ein gelbes Papierfleckchen aufgeklebt ist, von außen an die Aquarienwand, so schwimmen die Fische lebhaft auf das gelbe Fleckchen los. Wären sie total farbenblind, erschiene ihnen also das Gelb nur als ein Grau von bestimmter Helligkeit, so müßte sich unter einer Serie von grauen Papieren, welche in genügend vielen Abstufungen von Weiß bis zu Schwarz führt, ein Grau be- finden, welches für die Fische mit dem aufgeklebten Gelb identisch ist; da sie niemals nach einem grauen Fleckchen schnappen, welches auf einer größeren grauen Fläche von gleicher Helligkeit aufgeklebt ist, dürften sie in diesem Falle auch nach dem gelben Fleckchen nicht schnappen; ich fand aber, daß die Fische das gelbe Fleckchen auf allen Abstufungen von Grau erkennen und nach ihm schnappen (2, p. 220 —222).*) Es schien mir nun von Interesse, die Dressurversuche auch mit anderen Farben anzustellen, vor allem mit Rot. Da Bienen, welche auf Rot dressiert sind, diese Farbe mit Schwarz verwechseln (5), und da v. Hess angibt, daß die Fische in ihrem Verhalten gegen- über den Spektralfarben eine weitgehende Übereinstimmung mit dem Verhalten der Wirbellosen (auch der Bienen) zeigen, hätte man erwarten können, dab auf Rot dressierte Fische sich ähnlich benehmen würden wie die Bienen. Dies war aber nicht der Fall. Ich fütterte eine Anzahl Pfrillen längere Zeit hindurch mit ge- schabtem Fleisch, das ich in Lithiumkarmin gelegt und dann mit Wasser ausgewaschen hatte. Das Fleisch hatte so eine leuchtende und sehr gesättigt rote Farbe angenommen. Es wurde von den Fischen gern gefressen und auch genügend lange vertragen. Hielt ich nun, nachdem die Fische mehrere Tage lang derart gefüttert worden waren, an die gut beleuchtete Glaswand des Aquariums ?) eine graue Fläche, auf welcher ein kleines Fleckchen 1) Auf p. 439 seiner oben erwähnten Abhandlung (8) sagt v. HESS in Hinblick auf diese Versuche: „v. FRISCH’s Angaben über das Verhalten der Pfrillen gegenüber farbigen und farblosen Attrappen sind sämtlich unrichtig.“ Es ist mir unverständlich, wie er zu dieser Behauptung kommt, da er meinen positiven Resultaten nur negative Resultate gegenüber- stellt, die er bei einer von der meinigen abweichenden Ver- suchsanordnung erhalten hat (vgl. p. 414—418 seiner Arbeit). Es sei erwähnt, daß ich die im Folgenden besprochenen Dressurversuche viel- fach auch demonstriert habe, so Herrn Prof. HERTWIG, Prof. HOFER, Fräulein Dr. PLEHN, Herrn Dr. KUPELWIESER, Dr. KOEHLER u. A. 2) Die Versuche wurden sämtlich in diffusem Tageslicht in Fenster- nähe angestellt. Weitere Untersuchungen über den Farbensinn der Fische. 45 von rotem Papier !) aufgeklebt war, so schossen die Tiere lebhaft auf das rote Fleckchen los. (Dieses hatte meist ca. 4 mm Durchmesser; noch kleineren [2 mm Durchm.] gegenüber benahmen sich die Fische genau ebenso.) Klebte ich neben dem roten ein gleich großes, gleich geformtes schwarzes Fleckchen anf die Unterlage auf, so schossen die Pfrillen nur auf das Rot los und ließen das Schwarz unbeachtet. Sie unterscheiden sich hierin also wesentlich von den Bienen. Wenn ich mit dunkeladaptierten Augen bei schwacher Be- lichtung die grauen Papiere mit den aufgeklebten roten Fleckchen betrachtete, erschien mir das Rot als Schwarz und war für mich auf sehr dunkelgrauen und schwarzen Papieren nicht zu erkennen. Das gleiche gilt bekanntlich für den total Farbenblinden bei allen Licht- stärken. Die Fische aber schossen auf das rote Fleckchen in gleicher Weise los, ob es nun auf hellgrauen, dunkelgrauen oder tiefschwarzen - Papieren aufgeklebt war. Fast bei allen Versuchen hatte ich auf jeder grauen Fläche auch ein Fleckchen des gleichen Grau aufgeklebt. Niemals hat ein Fisch diese Fleckchen irgendwie beachtet. Es sei dies erwähnt, um dem Einwand vorzubeugen, die Fische hätten das aufgeklebte Fleckchen als solches er- kannt, unabhängig von Farbe und Helligkeit. Es schien weiter von Interesse, zu untersuchen, ob die auf Rot oder Gelb dressierten Fische diese Farben von anderen Farben scharf unterscheiden ober ob sie sie mit anderen Farben verwechseln und ob etwa bestimmte Verwechslungen regelmäßig vorkommen. Um dies zu prüfen, wurden verschiedenfarbige Fleckchen auf grauem Grunde nebeneinander aufgeklebt. Da zeigte sich nun, daß auf Rot dressierte Pfrillen nicht nur nach roten, sondern sehr häufig auch nach gelben Fleckchen schnappten und auf Gelb dressierte Fische nicht nur nach gelben, sondern ebenso oft nach roten. Für den letzteren Fall stimmen die Zahlen zufällig genau überein: als ich aus dem Protokoll die Resultate jener Versuche zusammenstellte, bei denen Fischen, welche mit gelbem Futter gefüttert worden waren, eine graue Fläche mit nebeneinander aufgeklebten roten und gelben Fleckchen vorgehalten wurde, zeigte sich, daß insgesamt 46 Fische?) auf das gelbe, 46 auf das rote Fleckchen losgeschwommen waren. 1) Ich verwendete die bekannten HERING’schen Papiere, bezogen von RIETZSCHEL, Leipzig, Kreuzstr 12. Die Serie der farbigen Papiere besteht aus 16 Nummern. Das Rot, von dem hier die Rede ist, ist No. 1 der Serie. 2) Wenn ein Fisch von dem roten Fleckchen wieder wegschwamm und dann ein zweites, eventuell ein drittes Mal darauf losschwamm, wurde er zwei- resp. dreifach gezählt. 46 Karu v. Frisch, Auch auf ein Purpurrot, das für unser Auge dem reinen Rot nahesteht, schossen sowohl die auf Rot wie die auf Gelb dressierten Fische außerordentlich häufig los. 14mal wurde den gelbdressierten Fischen eine graue Fläche gezeigt, auf welcher nebeneinander ein gelbes und ein purpurrotes Fleckchen auf- geklebt waren. Es schossen insgesamt 35 Fische auf das Gelb, 15 auf das Purpurrot los. 16mal wurde den rotdressierten Fischen ein Grau mit aufgeklebtem Rot und Purpurrot gezeigt. 33 schossen nach dem reinen Rot, 31 nach dem Purpurrot. Auch nach gelbgrünen Fleckchen schnappten die auf Rot oder Gelb dressierten Fische sehr häufig, fast nie hingegen nach blau- grünen oder blauen Fleckchen, wenn solche neben einem gelben oder roten aufgeklebt waren. Es wurden z. B. in einer Versuchsreihe 18mal Fischen, welche auf Gelb dressiert waren, ein graues Papier vorgehalten, auf welchem neben- einander ein gelbes und ein blaues Fleckchen von gleicher Gestalt und Größe aufgeklebt waren. Es schnappten insgesamt 49 Fische nach dem Gelb, keiner nach dem Blau. 20mal wurde auf Rot dressierten Fischen ein Grau vorgehalten, auf dem neben einem roten ein blaues Fleckchen aufgeklebt war. Es schnappten insgesamt 61 Fische nach dem Rot, 2 nach dem Blau. Bei derartigen Versuchen ist auffolgende Punkte be- sonders zu achten: 1. Müssen die Fische hinreichend lange auf die Farbe dressiert worden sein, bevor man mit den Schablonenversuchen beginnt; ich fand es genügend, wenn sie an 5—6 aufeinanderfolgenden Tagen je einmal mit farbigem Fleisch gefüttert worden waren. 2. Scheue Individuen sind wenig geeignet; doch werden die Fische, wenn sie inGlaswannen ohne Versteckplätze gehalten werden, sehr rasch zahm. 3. Hält man die graue Fläche mit den aufgeklebten farbigen Papieren längere Zeit an die Glaswand des Aquariums, so pflegen die Fische zunächst auf die Farbe loszuschießen, auf welche sie dressiert sind, zappeln sich auch häufig längere Zeit daselbst an der Glaswand ab, schnappen aber dann oft, wenn sie merken, daß das betreffende Fleckchen kein für sie erreichbares Futter ist, auch nach andersfarbigen oder schwarzen oder weißen Fleckchen; dies ist leicht verständlich und stört auch den Versuch nicht, wenn man ihn rechtzeitig unterbricht; ich pflegte stets die graue Fläche mit den farbigen Fleckchen nur wenige Sekunden lang ar die Aquarienwand zu halten und notierte dann, worauf die Fische losgeschossen waren und in welcher Zahl. 4. Werden dieselben Fische mehrmals nacheinander zu einem Schablonenversuch benutzt, so lernen sie den Betrug bald kennen und schwimmen nicht mehr nach den farbigen Papierfleckchen. Man muß dann längere Zeit zuwarten. Ich hatte daher etwa 15 Glaswannen mit Fischen besetzt, welche abwechselnd zu den Versuchen benutzt wurden. 5. Wenn sich einmal mehrere Fische an einer Stelle der Aquariumwand abzappeln, schwimmen häufig die übrigen hinzu, nicht durch die Farbe, Weitere Untersuchungen über den Farbensinn der Fische. 47 sondern durch die zappelnden Genossen angelockt; es empfiehlt sich daher, die Bassins nicht zu stark zu besetzen, wenn man reine Resultate erhalten will; ich hielt meist 3—4 Tiere in jedem Aquarium. Aus den bisher geschilderten Dressurversuchen geht mit Sicher- heit hervor, daß rote Farben von den Pfrillen (im Gegen- satz zu den Bienen) von Dunkelgrau und Schwarz scharf unterschieden werden, und ferner scheint es so, als ob rote und gelbe Farben, die für uns stark verschieden sind, für das Fischauge ähnlich wären; dieser letztere Punkt bedurfte aber noch einer genaueren Prüfung; denn ich hatte zur Dressur der Fische Futter verwendet, das mit Safran gelb oder mit Lithiumkarmin rot gefärbt war, als Schablonen aber nahm ich rote und gelbe Papiere, die auf andere Weise hergestellt und den Dressurfarben ähnlich, aber nicht mit ihnen identisch waren. Es mußten also die farbigen Papiere, mit denen das Verhalten der Fische geprüft wurde, auch zur Dressur verwendet werden. Ich ließ mir eine große Anzahl Glasröhrchen herstellen, von denen eines in Fig. A abge- bildet ist. Ihre Länge betrug 8 cm. Ein Teil derselben war mit farbigen Papieren, der übrige Teil mit den grauen Papieren einer (aus 50 Nummern bestehen- den) Serie,!) welche von Weiß bis zu Schwarz führte, ausgelegt. Wie man aus der Abbildung er- sieht, waren die Papiere (P) im Rohr eingeschmolzen, kamen also mit dem Wasser nicht in Berührung. Die Röhrchen waren mit je 20 g Schrot (5) gefüllt, so daß sie, an dem Glasring (R) im Wasser versenkt, aufrecht schwammen. Bei der Herstellung der Röhrchen ließ ich mir zuerst den Glasbestandteil liefern; die Röhren waren zunächst länger als sie später werden sollten, und bei a offen. Nun wurden durch die untere Offnung die Papiere eingeschoben, dann das Schrot eingefüllt und die Röhren zu- geschmolzen. Es wurde sorgfältig darauf geachtet, daß die Röhrchen in 1) Bezogen von H. MITTER in Leipzig. 48 Karz v. Frisch, allen Punkten — abgesehen von der Farbe der Papiere — untereinander gleich waren.!) Ich dressierte nun in 4 größeren, mit je ca. '/, Dutzend Pfrillen besetzten Aquarien die Fische auf 4 verschiedene Farben (Rot, Gelb, Grün und Blau)”) in folgender Weise: Ein farbiges (die betreffende Dressurfarbe) und etwa 6 beliebig ge- wählte graue Röhrchen wurden vermittels des Glasringes R (Fig. A) in Abständen von etwa 5cm an einem Glasstabe in beliebiger Folge aufgereiht; die Graugläser waren leer, das Farbglas bei 5 mit ge- schabtem Fleisch versehen. Der Glasstab mit den Röhrchen wurde nun an der dem Fenster abgewändten, vom Standpunkt der Fische aus gut beleuchteten Aquarienwand an 2 Drähten ins Wasser ge- lassen und zwar so, daß sich der obere Rand der Gläser nur etwa 11/, cm unter dem Wasserspiegel befand (damit die Fische nicht oben über die Röhrchen wegschwämmen, wobei die Farben derselben für sie wenig oder gar nicht zur Geltung gekommen wären). Mit einiger Nachhilfe lernten die Pfrillen bald, das Futter aufzufinden und aus dem Röhrchen zu fressen.) Um eine Dressur auf einen bestimmten Ort zu vermeiden, wurde der Platz des Farbglases zwischen den grauen Gläsern bei jeder Fütterung gewechselt. Nach einigen Wochen erwiesen sich die Pfrillen als genügend dressiert. Ich prüfte nun zunächst auch mit dieser Methode, ob die Farben von allen Abstufungen des Grau mit Sicherheit unterschieden, mithin als Farben erkannt werden. Es wurde z. B. ein reines Rotglas, das mit Fleisch noch nie in Berührung war, zwischen einer Anzahl Graugläser auf den Glasstab aufgereiht und in jenem Aquarium, in welchem die Pfrillen auf ein rotes Futterglas dressiert waren, ins Wasser gesenkt. Die Fische schwammen nach dem oberen Rande des Rotglases und schnappten. hier lebhaft am Glase, ja häufig steckte ein Fisch seinen Kopf ins Glas hinein und suchte am 1) Die ziemlich kostspielige Anschaffung dieser Röhrchen wurde mir durch eine Unterstützung von seiten der kgl. bayr. Akademie der Wissen- schaften erleichtert. 2) Rot No. 1, Gelb No. 4, Grün No. 10 und Blau No. 13 der RIETZSCHEL’schen Serie. 3) Es ist zweckmäßig, anfangs die Gläser tiefer ins Wasser zu ver- senken, was den Fischen das Herausholen des Futters aus dem Glas er- leichtert. Auch muß man zunächst das Fleisch den Fischen sichtbar machen, etwa indem man es durch einen Glasstab über den Rand des Futterglases emporhebt. Weitere Untersuchungen über den Farbensinn der Fische. 49 Boden des Futternapfes (bei 6 in Fig. A) nach dem gewohnten Fleisch. Die Graugläser hingegen blieben so gut wie völlig unbe- achtet, nur sehr selten schnappte ein Fisch auch nach einem solchen. Indem ich bei jeder der 4 Fischeruppen die ganze Grauserie auf diese Weise durchprüfte, konnte ich zeigen, daß die Pfrillen Rot, Gelb, Grün und Blau von allen Grauabstufungen mit Sicherheit unterscheiden. Für Rot und Gelb war dies nur eine Bestätigung meiner früheren Resultate, für Grün und Blau war es neu. Auch bei den Gläserversuchen muß man, wie bei den Schablonen- versuchen, das erste Verhalten der Fische beriicksichtigen. Hs dauert meist nicht lange, bis sie bemerken, daB das Futterglas leer ist, und dann kommt es nicht selten vor, daB sie auch die an deren Gläser untersuchen. Ferner ist zu beachten, daß man mit den Fischen an einem Tage nur eine _ beschränkte Anzahl von Versuchen mit Erfolg machen kann; denn sind sie mehrmals nach der Dressurfarbe geschwommen, ohne Futter vorzufinden, so gehen sie schließlich an alle möglichen oder aber gar nicht mehr an die Gläser. Man muß daher zwischen die Versuche genügend häufig mehrtägige Dressurperioden einschieben. Diese Methode gestattete nun auch, in exakterer Weise zu unter- . suchen, zwischen welchen Farben die Fische Verwechslungen machen. Ich reihte auf einen Glasstab ein rotes, gelbes, grünes, blaues und purpurrotes Röhrchen auf, die alle mit dem Futter nicht in Be- rührung gewesen waren, und beobachtete, wie oft die auf ein rotes, resp. gelbes oder grünes oder blaues Glas dressierten Fische an jedem Röhrchen schnappten. Indem ich diese Versuche oftmals wiederholte, wobei ich die gegenseitige Lage der Röhrchen stets änderte, fand ich auch hier wieder, daß Rot und Gelb von den Fischen regelmäßig verwechselt wird; dagegen wird Blau und Grün voneinander wie auch von den anderen Farben scharf unterschieden. Die auf Rot oder auf Gelb dressierten Pfrillen schnappten auch häufig und lebhaft nach Purpurrot, wie dies ja auch bei den Schablonenversuchen der Fall war. Die auf Grün oder auf Blau dressierten Fische taten dies nicht. Ziehen wir abermals die Bienen zum Vergleiche heran, so finden wir auch hier wieder einen wesent- lichen Unterschied: die auf Rot dressierten Bienen hatten purpur- rote Farben gemieden, auf Blau dressierte Bienen hingegen hatten blaue und purpurrote Farben, die für unser Auge keine Ähnlichkeit besitzen, miteinander verwechselt. Diese Differenz hängt wohl mit der oben erwähnten — daß die Bienen ein reines Rot mit Schwarz Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 4 50 Karu v. Frisch, verwechseln, die Pfrillen hingegen Rot und Schwarz scharf unter- scheiden — innig zusammen. Da das Bienenauge für Rot unempfind- lich ist, sieht es in dem Purpurrot nur die blaue Komponente. Auf das für Rot empfindliche Fischauge aber wirkt, wie auf unser Auge, das Purpurrot ähnlich wie reines Rot. Ich gebe zum Beleg für meine Angaben die Protokolle jener Ver- suche, bei welchen den auf eine bestimmte Farbe dressierten Fischen 5 verschiedenfarbige Röhrchen vorgesetzt wurden, in Tabellenform wieder. Die Zahlen geben an, wie oft in jedem Falle nach dem betreffenden Röhrchen geschnappt wurde. Man findet die Zahlen je in 2 nebenein- anderstehenden Tabellen eingetragen: Die linken Tabellen sind nach 1. Auf Rot dressierte Fische. =2l:3|.|.|.3|.2]-|: ae == 2 ig Ss ÊE = = Anordnung der Farbröhrchen Fe >=) 7 oo 3 | ; | Purpur | Blau | Rot | Gelb | Grün 2. Juli} 1 | — | 4] 3) 0 | —]|0|— N 0 4 3 0 3 ee BE Dun Hot oe ae i al GG i) oe Site oe Mee Hee Aumpus Gr a een en Bet Be PU oe ale a ae ee eae UE pee 2 op ME fe LS DNS De ge Pau Geh Sn PURE Bet ey jeri alla po PRE Et PRE ae Te rail Oe | Peak PAS NE Nay ae Hot oe Gell Bie N HA oe Gelb FRE FE Gi Bat i oO th LE | a u Hoe in Eur Tay PUL | eee eel A D AC EEE ET Le ear ore ee En Bleu 5 ea Gelb Bian uns oo Be UB aint) | ys an Bee Ge ous Be Gus 3 oe PESO es oo SiG oe vo que ee pee . == 8, 7] — | 0 Jojo Bu | EN | see cu Be *) Ich hatte hier den Fehler gemacht, daß ich den Versuch am gleichen Tage zu oft wiederholte (vgl. S. 49); bei der 5. Wiederholung schnappten sie an allen Röhrchen, bei der 6. Wiederholung schnappten sie, obwohl ich die Röhrchen relativ lange im Wasser ließ, nur 6mal, hielten sich aber hauptsächlich vor dem roten und dem gelben Glas auf. Weitere Untersuchungen über den Farbensinn der Fische. 51 “Farben geordnet, die rechten Tabellen geben die Anordnung der Farbröhrchen bei dem betreffenden Versuche an; diese ist von Bedeutung; denn es werden z. B. auf Griin dressierte Fische leicht gelegentlich einmal auch nach einem andersfarbigen Rôhrchen schnappen, wenn es neben dem griinen hängt, schwerlich aber nach einem weiter entfernten anders- farbigen Röhrchen. Bei einer aufmerksamen Durchsicht der Tabellen findet man dies bestätigt. So erklärt es sich auch, warum die Resultate bei der Rot- und Gelbdressur scheinbar weniger eklatant sind als bei der 2. Auf Gelb dressierte Fische. ss]Es]_|.|-2]-2]-|= S| 5.915|— elle le 2 Anord o der Farbröhrel BeS|ES|e/S|ES|E=ISIS nordnung der Farbröhrchen see [Psst F oP . Rot | Grün | Gelb | Blau |Purpur 4. Juli} 2 | — 111/16 S| 3 of 11 3 16 0 9 e Blau |Purpur| Grün | Gelb Rot | Sh At ae a 2 LE 2 10 4 2 1 à p Rot Griin Gelb Blau | Purpur 5. Juli] — | 10 | O} 7 — | O 12|— 0 0 7 9 10 Gelb |Purpur| Grün Rot Blau el 2 | 2 7 3 7 0 é Blau Rot Griin Gelb | Violett 16. Juli] — | — | 4] 2] — | 2 1010 0 4 9 5) 0 Gelb | Violett| Grün Blau Rot tele fl) | 300 13 0 3 02 = Blau Rot Gelb | Grün } Violett *) Die Fische schwammen zunächst zum roten und gelben Röhrchen und hielten sich vor diesen einige Zeit auf, ohne aber zuzuschnappen. 3. Auf Grün dressierte Fische. )} Es =2|- = ss 22 = EB Anordnung der Farbröhrchen =: "Papa, eo Olt! =. 1 hol Bo ay up ae Pe SOON tA Ole cu GE At ee: Hot LE TA EE ee we nei a Sen Bie 8 TN I Ne X) Aa pe Er u a u |] EAN ae Dos ey ye a na 1010) |) 10 lol Bun un Hee eee ean 4 012 lo) Gi lo ee i om au ue 4 52 Karu v. Frisch, 4. Auf Blau dressierte Fische. cs his. BE aS 28 Ze Be = = Anordnung der Farbröhrchen. Bel x S| 7 so | ofo DA Hoe a SE Er Barum Ù Dee) Geo ROLE un le Em En aa io dh 2 OO =O. SS eee Bee Ho Gel oe à Noo! = ho | el an Bo Ea coe et & oo u QE Boy FOR sol OO il Gee gap ou PA En Be 3 lan | me aan oon FLE By Wee de) = eee NOI = fa a or Gap vine ee on i: 2 eo ae Geb me ou nat ay i NOON | ais oun By cab ee we Griin- und Blaudressur. Den auf Rot und den auf Gelb dressierten Pfrillen waren ja 3 von den 5 verwendeten Rôhrchen (Purpurrot, Rot und Gelb) mit der Dressurfarbe ähnlich oder identisch, so daB hier das griine und das blaue Réhrchen fast stets neben einer Farbe hingen, nach der die Fische eifrig schnappten. Zur Anwendung kamen folgende Nummern der RIETZSCHEL’schen Farbenserie: Purpurrot (bläulich) No. 15, Purpurrot (rötlich) No. 16, Rot No. 1, Gelb No. 4, Grün (gelblich) No. 7, Grün (bläulich) No. 10, Blau No. 13, Violett No. 14. Vom Standpunkte des Biologen aus scheinen mir die mitgeteilten Befunde in zweifacher Hinsicht interessant. Einmal wäre die weite Verbreitung von roten Farben als Schmuckfarben bei den Fischen nicht verständlich, wenn ihnen, wie dies bei den Bienen der Fall ist, Rot ähnlich erschiene wie ein dunkles Grau oder Schwarz. Und zweitens wird nun eine Tatsache begreiflich, ja selbstverständlich, die vorher nicht recht befriedigend zu erklären war: dab nämlich ein roter Untergrund auf den Farbwechsel der Pfrille genau dieselbe Wirkung ausübt wie ein gelber; dab eine Pfrille auf rotem Untergrund nicht nur ihre roten, sondern auch ihre gelben Pigmentzellen, auf gelbem Untergrund nicht nur ihre gelben, sondern auch ihre roten Pigmentzellen zu expandieren pflegt Weitere Untersuchungen über den Farbensinn der Fische. 53 (2, p. 193). Ich hatte dies früher so gedeutet (3, p. 119), daß die roten Pigmentzellen, die fiir das Hochzeitskleid der Pfrille wesent- lich sind, auch außer der Laichzeit wegen ihrer physiologischen Ver- wandtschaft mit den gelben Pigmentzellen die Reaktionen der letzteren mitmachen, woraus der Schutzfärbung kein Schaden er- wächst, da die Rotfärbung hauptsächlich am Bauche der Fische auf- tritt. Durch unsere neue Erfahrung, daß die Pfrillen rote und gelbe Farben sehr schlecht oder gar nicht unterscheiden können, findet die Erscheinung eine wesentlich einfachere Erklärung. Die Resultate haben vielleicht auch eine gewisse praktische Be- deutung. Unter Fischern wird viel gestritten über den Wert farbiger Köder. Hier läßt sich sagen, daß die Voraussetzung für eine erfolgreiche Verwendung farbiger Köder. der Farbensinn der Fische, gegeben ist; ferner, daß eine Unterscheidung zwischen Rot und Gelb — wenn sich die anderen Fische ebenso verhalten wie die Pfrillen — nicht zu erwarten ist, wohl aber eine Unterscheidung roter und gelber Farben von Grün und Blau. Ob diese Dinge in der Praxis von Wichtigkeit sind, darüber kann nur der Praktiker entscheiden. Zwei von den 3 Versuchen, welche ich schon früher (2, p.217—222) als Beweis für einen Farbensinn der Pfrillen angeführt habe, gründen sich auf die Farbenanpassung dieser Fische und zwar auf die Tat- sache, daß — bei Auswahl geeigneter Individuen — auf rotem oder selbem Untergrunde, nicht aber auf grauem Untergrunde die Pfrille ihre roten und gelben Pigmentzellen expandiert. v. Hess (8) erklärte die Voraussetzung, auf der diese Versuche basiert sind, für falsch: seine Untersuchungen ergaben überein- stimmend, „daß gelber Untergrund auf die Färbung der Pfrillen keinerlei nachweislichen Einfluß hat“ (p. 407); ich habe mich hierdurch veranlaßt gesehen, die fraglichen Versuche nochmals anzustellen, und im Folgenden die Protokolle wiederzugeben. Herr Prof. Ricoarp Hrrrwic hatte die große Freundlichkeit, die Versuche und die Protokollführung mit mir gemeinsam vorzunehmen; er bestätigt ihre Richtigkeit. Die 1. Versuchsreihe bestand aus 3 Parallelversuchen, zu welchen insgesamt 14 Pfrillen dienten. Das Protokoll lautet: „Zum Versuche wurden 3 Gruppen von Pfrillen verwendet (I, II, III). I. 23. Mai. 6 Pfrillen. 4 von ihnen haben in der Modden des 54 Karu v. Frisch, Rückens eine schwärzliche, 2 eine gelbliche Linie. Im Übrigen sind die 6 Tiere untereinander von gleicher Färbung.!) Sie werden in 2 Glas- wannen verteilt. Eine Wanne (3 Tiere mit schwärzlicher Riickenlinie) wird auf mattgelbes Papier gestellt, die andere (2 Tiere mit gelblicher, 1 Tier mit schwärzlicher Rückenlinie) auf weißes Papier. 24. Mai. Die Tiere werden auf gleichem Grunde verglichen. Von den 3 auf Gelb gehaltenen Tieren ist eines unverändert (dieses war krank), ?) die 2 anderen haben die schwärzliche Rückenlinie verloren und sind auch am ganzen Körper gelblicher als die 3 auf weißem Grunde gehaltenen Tiere, bei einem ist der Unterschied stärker als beim anderen. In der Färbung der Flossen besteht keine Differenz. Nun wurde der Untergrund ver- tauscht, die gelblichen Fische (ohne den Kranken) werden auf Weiß ver- setzt, die grauen auf Gelb. 26. Mai. Die 3 am 24. Mai auf Gelb versetzten Tiere haben gegen- über den auf Weiß versetzten Tieren einen Stich ins Gelbliche. II. 23. Mai. 6 andere Pfrillen. 5 mit schwärzlicher, 1 mit gelb- licher Rückenlinie, im übrigen untereinander gleich gefärbt. Sie werden, wie die ersten, in 2 Glaswannen zum Teil auf gelben, zum Teil auf weißen Untergrund gesetzt und zwar derart, daß der Fisch mit der gelblichen Rückenlinie mit 2 anderen auf weißen Grund kommt. 24. Mai. Die 3 Weißtiere sind unverändert, nur hat einer eine gelb- liche Rückenlinie an Stelle der grauen bekommen. Die 3 Gelbtiere haben: alle eine gelbliche Rückenlinie bekommen und sind auch am ganzen Körper gelblich im Vergleich mit den auf Weiß gehaltenen Tieren. Untergrund vertauscht, die 3 gelblichen Fische auf Weiß versetzt, die 3 grauen auf Gelb. 26. Mai. Wie I. am 26. Mai, nur daß bei den seit vorgestern auf gelbem Grund gehaltenen Fischen auch die Flossen gelblich sind im Ver- gleich mit den Flossen der 3 Weißtiere. 1) Ich hatte, wie gewöhnlich, zu dem Versuche gleich gefärbte Indi- viduen aus einem größeren Vorrat von Pfrillen ausgewählt. Auf die Rückenlinie pflegte ich nicht zu achten, da sie in ihrer Färbung unbe- ständig ist. Für die Schutzanpassung kommt sie wegen ihrer Schmalheit nicht in Betracht. 2) Das erste, was uns an diesem Tiere auffiel, war das Ausbleiben der Farbanpassung. Ein genaueres Hinsehen ergab, daß es gegenüber den anderen Fischen erhöhte Atemfrequenz hatte; es besaß einen aufgetriebenen Bauch, wie ein laichreifes 9, obwohl es (wie die Sektion zeigte) ein G war. Beim Schwimmen benahm es sich schwerfällig und lag, wenn es keine Schwimmbewegungen machte, auf dem Boden. Fräulein Dr. PLEHN von der hiesigen biologischen Versuchsanstalt war so freundlich, den Fall zu untersuchen, wofür ich ihr auch hier bestens danke. Die Sektion ergab starke Hämorrhagien in der Schwimmblase, den Mesenterien und dem Peritoneum. Bei der weiteren Untersuchung stellte Frl. Dr. PLEHN eine schwere allgemeine Infektion des Fisches fest, und zwar an Furunkulose (Bacterium salmonicida Em. et W.). Weitere Untersuchungen über den Farbensinn der Fische. 55 III. 23. Mai. 2 Pfrillen, die einander in der Färbung genau gleichen, in 2 flachen runden Glasschalen auf gelben und auf weiBen Grund gesetzt. 24. Mai. Das Gelbtier ist ausgesprochen gelblich, besonders gelb auch sämtliche Flossen. Weißtier unverändert. Der Unterschied zwischen beiden Tieren ist noch stärker, als die Färbungsdifferenz die FRISCH auf tab. 7 fig. 1 und 2 in seiner Arbeit „Über farbige Anpassung bei Fischen“ (2) dargestellt hat; besonders gilt dies bezüglich der Flossen. Untergrund vertauscht. Gelbtier auf Weiß, Weibtier auf Gelb. 26. Mai. Das am 24. Mai auf gelben Untergrund versetzte Tier ist gelblicher als das Weißtier. Nur die Flossen des Weißtieres sind noch schwach gelblich, lange nicht mehr so stark wie am 24. Mai. Nochmals Untergrund vertauscht. | 27. Mai. Das gestern auf gelben Grund versetzte Tier ist gelblich im Vergleich zu dem auf Weiß versetzten Tier.“ Es sei noch erwähnt, daß am 26. Mai die Herren Prof. R. GorpscamioTr und Dr. Bucuyer zufällig hinzukamen, als sich die Fische zur Beurteilung ihrer Färbung auf einem gemeinsamen weißen Untergrund befanden und, ohne über die vorherige Verteilung der Tiere orientiert zu sein, sofort an ihrer gelblichen Färbung richtig erkannten, welche auf gelbem Grunde gestanden hatten.') In einer 2. Versuchsreihe dienten als Untergrund mattgelbe und mattgraue Papiere, welche für meine dunkeladaptierten Augen bei schwacher Belichtung den gleichen farblosen Helligkeitswert besaßen. Nach den Anschauungen von v. Hess sollten diese grauen und gelben Papiere den Fischen gleich erscheinen. Das Protokoll lautet: I. 28. Mai. 2 Pfrillen, die untereinander genau gleich gefärbt sind, in 2 flachen Glasschalen auf gelben und grauen Untergrund von gleichem farblosen Helligkeitswert gesetzt. 29. Mai. Es besteht ein auffallender Unterschied zwischen beiden Tieren, das Gelbtier ist deutlich gelblicher als das Grautier. Nun das Gelbtier auf Grau, das Grautier auf Gelb gesetzt. 30. Mai. Das gestern auf gelben Grund versetzte Tier ist eine Spur gelblicher als das Grautier. II. 28. Mai. 6 Pfrillen, die untereinander genau gleich gefärbt sind, zu je dreien in 2 Glaswannen auf gelben und grauen Untergrund von gleichem farblosen Helligkeitswert gesetzt. 29. Mai. Von den Gelbtieren ist eines schwach, eines sehr stark gelb- 1) v. HESS sagt im Gegensatz hierzu: „Niemals war es möglich, auf diesem Wege zu einem sicheren Urteil darüber zu kommen, ob die Tiere auf farblosem oder rotem bzw. gelbem Grunde gestanden hatten“ (8, p- #10). 56 Karu v. Frisch, lich im Vergleich mit den Grautieren. Das 3. Gelbtier läßt keinen Unter- schied gegenüber den Grautieren erkennen. Untergrund vertauscht. 30. Mai. Die 3 gestern auf gelben Grund versetzten Tiere sind sehr auffallend gelblich im Vergleich mit den Grautieren. Als die Grautiere wieder auf gelben Grund versetzt wurden, zeigte sich abermals, daß die Gelbfärbung bei dem einen der 3 Fische ausblieb. Da das Tier gesund aussah, sprach ich auf Grund meiner früheren Erfahrungen Herrn Prof. R. HERTWIG gegenüber die Vermutung aus, daß dieser Fisch abnorm arm an gelbem Pigment sein würde. Die 3 Fische wurden wieder auf grauen Grund versetzt (31. Mai); am 1. Juni waren sie untereinander gleich gefärbt; nun kam das fragliche Tier auf gelben, einer der anderen Fische auf grauen Grund. Am 2. Juni ist kein Unterschied zwischen beiden Fischen zu erkennen. Nun fixiere ich sie und untersuche ihre Haut (nach der 2, p. 188 angegebenen Methode). Es zeigte sich, daß die gelben Pigmentzellen bei dem auf gelbem Grunde gehaltenen Tier expan- diert, beim Grautier kontrahiert sind. Die gelben Pigmentzellen waren aber beim Gelbtier spärlich und äußerst blaß gefärbt, und deshalb war äußerlich kein Farbwechsel zu erkennen gewesen. Die Beobachtungen in diesen beiden Versuchsreihen erstrecken sich auf 22 Pfrillen; bei ihrer Auswahl war nur darauf geachtet worden, daß jede Gruppe aus untereinander gleich gefärbten Tieren bestand; ihre Reaktionsfähigkeit auf gelben Grund war natürlich vorher nicht geprüft worden. Durch mehrmaliges Wechseln des Untergrundes wurden an diesen 22 Pfrillen ca. 50 Einzelreaktionen beobachtet. Bei 2 Tieren blieb die Gelbfärbung auf gelbem Unter- srunde aus, bei allen anderen Tieren trat sie in allen Fällen ein. Von jenen 2 Fischen war der eine nachgewiesenermaßen krank, der andere abnorm arm an gelbem Pigment. Ich halte somit meine Angabe (2, p. 191), daß sich auf gelbem Untergrunde alle normalen Pfrillen gelb farben, in vollem Umfange aufrecht. Bei meinen früheren Untersuchungen über den Farbensinn der Pfrille bediente ich mich nicht dieser Expansion der gelben Pigment- zellen, sondern der Expansion der roten Pigmentzellen beim Ver- setzen der Fische auf gelben Untergrund, weil diese letztere Reak- tion weit deutlicher ist; es treten an sonst weißen Körperstellen blutrote Flecken auf; diese Rotfärbung zeigen aber nicht alle Pfrillen (vgl. 2, p. 191), und sie tritt nicht nur als Reaktion auf gelben und roten Untergrund, sondern auch als Folge psychischer Erregung auf (2, p. 186, 187 und 196, 197). Der ersten Schwierigkeit läßt sich durch geeignete Wahl der Versuchstiere, der zweiten durch Ver- wendung gut eingewöhnter Tiere und durch genügend häufiges Weitere Untersuchungen über den Farbensinn der Fische. 57 Wiederholen der Versuche begegnen. v. Hess meint, es sei „ganz der Willkür des Beobachters überlassen, ob er eine jeweils eintretende Rotfärbung als durch die Augen vermittelte ‚Anpassung‘ oder als ‚psychische Erregung‘ auffassen will“. Dies trifft nicht zu, wie aus dem folgenden Versuchsprotokoll ersichtlich ist: „Zum Versuche dienen 2 untereinander gleich gefärbte Pfrillen, von denen ich mich überzeugt hatte, daß sie beide auf roten und gelben Unter- grund durch deutliche Expansion ihrer roten und gelben Pigmentzellen reagieren; die beiden Tiere seien mit A und B bezeichnet. 11. Mai. 10.15h. Pfrille A wird in einer flachen, runden Glasschale auf ein graues Papier (Grau No. 3 !)) gesetzt, Pfrille B in einer ebensolchen Schale auf rotes Papier. Beide Tiere zeigen blasse Rotfärbung, da sie vorher einige Zeit auf rotem Grunde gehalten worden waren. 11.15h. Bei Pfrille B ist die Rotfärbung deutlich geworden, bei Pfrille A ist sie geschwunden. Nun setze ich A auf den roten Unter- grund, B auf Grau No. 4. 3.30h. Pfrille A zeigt deutliche Rotfärbung am Maul, an den Wurzeln der ventralen Flossen sowie an der Basis der Rückenflossen. Bei Pfrille B ist die Rotfärbung fast vollständig geschwunden. Nun setze ich B auf roten Untergrund, A auf Grau No. 5. 5.10h. Bei Pfrille A ist die Rotfärbung vollständig geschwunden, Pfrille B ist am Maul und an den Wurzeln der ventralen Flossen schön rot. Ich setze A auf roten Untergrund, B auf Grau No. 6 und lasse die Fische über Nacht so stehen. 12. Mai. 8.15h. Bei Pfrille B ist die Rotfärbung vollständig ge- schwunden, A weist deutliche Rotfärbung auf. Nun setze ich B auf roten Grund, A auf Grau No. 7. 10.40h. Bei A ist die Rotfärbung vollständig geschwunden, Pfrille B zeigt deutliche Rotfärbung. Nun setze ich A auf Rot, B auf Grau No. 7. 12.50h. A zeigt deutliche Rotfärbung, bei B ist die Rötung bis auf eine leise Spur geschwunden. Ich setze B auf Rot, A auf Grau No. 8. 3.30h. Pfrille B zeigt deutliche Rotfärbung, bei Pfrille A ist sie vollständig geschwunden. Ich setze A auf Rot, B auf Grau No. 9. Bei A tritt die Rotfärbung wieder auf, bei B schwindet sie. 1) Ich verwendete bei diesem Versuche eine auf photographischem Wege hergestellte Serie grauer Papiere, welche in 10 Abstufungen von Weiß (No. 1) bis Schwarz (No. 10) führte. Es sei erwähnt, daß sich die Pfrillen beim Versetzen von dem roten Papier auf Grau No. 2 sehr deut- lich aufhellten, beim Versetzen von Rot auf Grau No. 10 sehr deutlich verduvkelten. Das Grau No. 2 erschien ihnen demnach beträchtlich heller, das Grau No. 10 beträchtlich dunkler als das Rot. Wären sie total farbenblind, so gäbe es ein Grau, das für sie mit dem Rot identisch wäre, und dieses müßte zwischen No. 2 und No. 10 dieser Grauserie liegen. Aus dem Protokoll geht aber hervor, daß die Fische alle dazwischen- liegenden Grauabstufungen von dem Rot unterscheiden. 58 Karu v. Frisch, Viele derartige Versuchsreihen waren es, welche mich zu meinen Angaben über den Farbensinn der Pfrille veranlaßten. Es kann keine Rede davon sein, daß eine eingetretene Rotfärbung will- kürlich einmal als Anpassung an den Untergrund, einmal als Folge psychischer Erregung gedeutet wurde, da bei korrekter Anstellung der Versuche (Auswahl geeigneter Individuen und Eingewöhnung der Tiere in die neuen Verhältnisse vor Beginn des Versuches) die Rottärbung eben nur auf dem roten resp. gelben Untergrund, hier aber stets auftritt. Bei einem Teil der Versuche ging ich so vor (1, p. 223; 2, p. 217 und 3, p. 109—117), daß ich ein Gelb und ein Grau auswählte, das Fig. B. für die Pfrille gleichen Helligkeitswert besaß. Es ist das da- durch ermöglicht, daß sich die Pfrille sowohl in ihrer Helligkeit wie in ihrer Farbe dem Untergrund anpaßt, in ihrer Helligkeit aber viel rascher als in ihrer Farbe. Ich versetzte 2 Pfrillen, die in ihrer Färbung einander vollkommen glichen, so oft abwechselnd auf gelbes und graues Papier, bis ich ein Grau gefunden hatte, das, wenn es gegen mein Gelb vertauscht wurde, keine Helligkeits- änderung der Fische ausléste. Ließ ich aber nun die Fische ent- Weitere Untersuchungen über den Farbensinn der Fische. 59 sprechend lang auf dem Gelb und dem Grau stehen, so erfolgte auf dem Gelb die Farbenanpassung durch Expansion der gelben und roten Pigmentzellen, auf dem Grau blieb der Fisch unverändet. Man sieht hieraus, daß gelbe und graue Papiere, welche für den Fisch gleichen Helligkeitswert besitzen, dennoch von ihm unter- schieden werden, und diese Unterscheidung ist nur durch das Vor- handensein von Farbensinn zu erklären. Gegen diesen Versuch hat v. Hess bereits früher (7, p. 634) ein- gewendet, die Helligkeitsanpassung der Pfrille sei viel zu ungenau, als dab sie für derartige Experimente in Betracht kommen könnte. Er glaubt dies durch folgenden Versuch begründen zu können (vgl. Fig. B, a): T ist ein mattschwarzer Tunnel; in ihm ist die Nernstlampe ZL ver- schieblich angebracht. Die Fische befinden sich in dem Bassin B und sehen durch den mattschwarzen Schlot S unter sich die von der Nernstlampe beleuchtete, unter einem Winkel von 45° aufgestellte mattweife Fläche #. Wurden 2 derartige Anordnungen neben- einander aufgestellt, so zeigte sich, daß hierbei die Pfrillen „durch- schnittlich selbst dann noch nicht merklich verschieden hell er- schienen, wenn die Lichtstärke der einen Unterlage 5—6mal größer war als die der andern“. Ich habe darauf geantwortet, dab der Einwand, selbst wenn er berechtigt wäre, für meine Versuche keine Bedeutung hätte, und habe die Gründe hierfür angegeben (3, p. 110, 111), habe ferner nachgewiesen, daß die Helligkeitsanpassung der Pfrille mit einer für meinen Versuch hinreichenden Genauigkeit erfolgt (3, p. 113—117), und habe gegen den von v. Hess vorgebrachten Versuch eingewendet, daß der Fisch die Fläche, an die er sich anpassen soll, unter einem zu kleinen Gesichtswinkel sieht, so daß eine genaue Anpassung nicht erwartet werden kann (3, p. 112); den Winkel habe ich in der Hess’schen Fig. Ba mit punktierten Linien eingezeichnet. Auf diesen letzten Punkt kommt nun v. Hess in seiner neuen Publikation (8, p. 413) zurück: „Hier wird also eine neue Angabe eingeführt, die von der bisherigen Auffassung des Autors wesentlich abweicht. Denn während in allen seinen früheren Darstellungen angegeben war, dab der Fisch in seinem Aussehen sich der Hellig- keit des Grundes anpasse, auf dem er sich befindet, soll nunmehr auf diese Anpassung nicht nur der Grund unter den Fischen, sondern auch dessen Umgebung von wesentlichem Einflusse sein. Solches wäre, wie leicht ersichtlich, für das Tier sehr unzweckmäßig, und war daher schon aus allgemein biologischen Gründen wenig wahr- 60 Karu v. Frisch, scheinlich. Es ist denn auch leicht, sich durch geeignete Versuchs- anordnungen von der Unrichtigkeit auch dieser Angabe zu über- zeugen. Ich brachte Ellritzen in kubische Glasgefäße von 10 cm Seitenlänge. Der Boden des einen Gefäfes (es sei im folgenden mit I bezeichnet, war von einer mattweißen Fläche, der Boden des anderen (II) von einer mattschwarzen Fläche gebildet. Ich stellte zunächst Gefäß No. I auf eine große mattschwarze, Gefäß II auf eine grobe mattweiße Fläche: die Fische in II wurden durchschnitt- lich deutlich dunkler als die in I. Wurde Behälter I auf eine große mattschwarze Fläche und neben ihm ein zweites Glasgefäß mit Fischen auf eine große weibe Fläche gestellt, so waren die Fische in I nicht dunkler, sondern ebenso gefärbt wie die Fische auf der großen weißen Fläche. Wenn Behälter II auf eine große weiße Fläche und daneben ein Glasgefäß mit Fischen auf eine große mattschwarze Fläche gebracht war, so wurden die Fische in letzterem nicht dunkler als die in Il... Damit erledigt sich auch diese Angabe v. Frısch’s, wie auch sein Versuch, mit Hilfe derselben einen Einwand gegen einige meiner früheren Beobachtungen zu erheben...“ Die Behauptung, daß meine Angabe von meiner bisherigen Auf- fassung „wesentlich abweicht“, ist unrichtig. Ich habe niemals unter dem „Untergrund“ nur jenen Teil des Grundes, der sich direkt unter dem Fische befindet verstanden, eine solche Definition scheint mir auch unnatürlich. Im übrigen weicht dieser neue von v. Hess angestellte Versuch von seinem früheren Versuch, gegen den sich mein Einwand richtet, wesentlich ab, da hier die Fische den Untergrund, an welchen sie sich anpassen sollen, unter einem wesentlich größeren Gesichtswinkel sehen. In Fig. Bb habe ich ihn durch die punktierte Linie an- gedeutet, wobei der Fisch in mittlerer Höhe des Gefäßes gedacht ist; im allgemeinen wird er sich nach meinen Erfahrungen näher dem Boden aufhalten, wodurch der Gesichtswinkel, unter dem er die Bodenfläche sieht, noch größer wird. In Fig. Be habe ich die beiden Gesichtswinkel nebeneinander gezeichnet. Mein Einwand bezog sich auf einen Versuch, bei welchem der Untergrund, an den sich die Fische anpassen sollten, unter dem Winkel « gesehen wurde; v. Hess will diesen Einwand durch einen Versuch erledigen, bei dem der Untergrund unter dem Winkel 8 gesehen wird. Durch Wiederholung des Versuches in etwas anderer Form war es leicht, zu zeigen, daß mein Einwand tatsächlich berechtigt war: Ich wählte 2 Pfrillen aus, welche untereinander gleich gefärbt Weitere Untersuchungen über den Farbensinn der Fische. GI waren und beim Versetzen auf schwarzen und weißen Untererund in gleicher Weise deutlich reagierten. Diese wurden in 2 runden Glas- schalen von 12 cm Durchmesser (S und S,, Fig. ©) auf eine farblose Glasplatte G gesetzt; die Glasplatte war an einem Eisenständer durch eine Klemme verschiebbar befestigt. Genau unter jeder Schale befand sich eine kreisrunde Scheibe von schwarzem Wollpapier (A und A,) von ebenfalls 12 cm Durchmesser. Die Scheibe lag rechterseits auf einer schwarzen, linkerseits auf einer weißen Unterlage (U); die mittlere Scheidewand M, die Rückwand R und die Seitenwände W Fig. C. waren gleichfalls rechterseits schwarz, linkerseits weiß überzogen; das Licht fiel von der vierten, einem Nordfenster zugewandten, offenen Seite ein. Zunächst machte ich den Abstand der Glasplatte G von der Unterlage U— 50cm. Der Gesichtswinkel, unter dem die Fische die schwarzen Scheiben sahen (punktiert eingezeichnet) war hierbei immer noch etwas größer als bei dem v. Hess’schen Versuch (vgl. 62 Karu v. Frisch, Fig. Aa). Der Fisch in der Schale S färbte sich sehr hell, wie auf weißem Untergrund, der Fisch in der Schale S, hingegen tiefdunkel. Bei mehrmaligem Vertauschen der Schalen S und S, wechselten die Fische jedesmal sofort (binnen ca. 2 Minuten) entsprechend ihre Farbe Es geht daraus hervor, daß eine unter so kleinem Gesichtswinkel (Fig. Da) gesehene Fläche für die Farbenanpassung so gut wie keine Bedeutung hat und daß unter diesen Umständen die „Umgebung des Untergrundes“ für das Aussehen der Fische bestimmend ist. Das Resultat des Versuches blieb auch noch das gleiche, als ich den Scheiben von schwarzem Wollpapier einen doppelt so großen Durchmesser (24 cm) gab; der Gesichtswinkel, unter welchem nun die schwarzen Scheiben gesehen wurden, ist in Fig. Db im Vergleich zu dem früheren Fall (Fig. Da) dargestellt.) Auch wenn der Ab- stand der Glasplatte G von der Unterlage um die Hälfte verringert Cc Fig. D. wurde (Gesichtswinkel Fig. Dc), war der Unterschied in der Farbung der beiden Fische noch sehr auffallend, und er war auch noch deutlich, wenn auch schwächer, vorhanden, wenn die Glasplatte der Unterlage auf 10 cm genähert wurde (Gesichtswinkel Fig. Dd); erst als ich die Schalen direkt auf die schwarzen Scheiben setzte (Gesichtswinkel e, Fig. D), färbten sich beide Fische tiefdunkel und blieben so auch beim Vertauschen der Schalen S und §,. v. Hess meint, dieses Verhalten wäre für das Tier sehr unzweck- mäßig und daher schon ausallgemein biologischen Gründen wenig wahrscheinlich. Ich kann mich dieser Meinung nicht an- schließen. Denn für den Fall, daß sich der Fisch an einer Stelle aufhält, wo der Untergrund eine in größerer Ausdehnung gleich- mäbig gefärbte Fläche darstellt, ist es für ihn gleichgültig, ob 1) Die Brechung der Lichtstrahlen beim Übertritt aus der Luft in das Glas und Wasser blieb bei den Skizzen unberücksichtigt; die Folge davon ist, daß die Winkel etwas größer gezeichnet wurden als sie für den Fisch tatsächlich sind; doch kommen diese Fehler gegenüber den großen Differenzen zwischen den Winkeln nicht in Betracht. Weitere Untersuchungen über den Farbensinn der Fische. 63 nur der kleine Fleck des Untergrundes, der sich gerade unter dem Fischkörper befindet, oder ob der Untergrund in weiterem Sinne den Farbenwechsel beeinflußt. Befände sich aber der Fisch z. B. auf einem hellen Grunde zufällig über einem kleinen schwarzen Stein (St, Fig. E) und wäre nun ausschließlich die kleine, direkt unter ihm befindliche Fläche für seine Färbung maßgebend, so wäre dies für ihn nachteilig; er müßte sich in diesem Falle dunkel färben !) und wäre dadurch zwar bei Betrachtung direkt von oben angepaßt, würde sich aber von jeder anderen Seite her (b, c etc.) als schwarzer Fleck von der hellen Umgebung abheben. Bei einem heterogen gefärbten Untergrund ist kein physiologischer Mechanismus denkbar, welcher es dem über dem Grund schwebenden Fisch ermöglichen würde, sich derart zu färben, dab er sich bei Betrachtung aus jeder beliebigen Richtung vom Untergrund nicht abhebt. Unter diesen Umständen stellt das oben nachgewiesene Verhalten, daß der Untergrund die Färbung w des Fisches um so stärker beeinflußt, unter je g größerem Gesichtswinkel er gesehen wird, eine a zweckmäßige Anpassung dar, durch welche für aie alle Falle die Farbung des Fisches mit der a des Untergrundes soweit wie möglich in Ein- KV SE klang gebracht wird. a ae In meinem ersten Vortrag tiber den Farben- sinn der Fische (1) führte ich auch die Farben- anpassung der Crenilabren bei Haltung in monochromatischem Lichte kurz als Stiitze fiir die Annahme eines Farbensinns bei diesen Tieren an. v. Hess sagt neuerdings (8, p. 403): „Für seine Meinung, die ‚Farbenanpassung der Crenilabren ist ohne die Annahme eines Farbensinnes dieser Fische nicht verständlich‘, bringt v. Frisch keinen Beweis.“ Ich habe aber in meiner Arbeit „Uber die Farbenanpassung der Crenilabren“ (4, p. 160) wie auch bei anderer Gelegenheit (3, p. 108) ausführlich auseinandergesetzt, warum das Verhalten der Crenilabren ohne die Annahme eines Farbensinnes nicht verständlich ist. Als Beweis für einen Farben- b c Ù 4 Fig. E. 1) Vorausgesetzt, daB er still hält, wie etwa ein Hecht; die Pfrillen sieht man im Freien meist in Bewegung, und schon deshalb ist es das Natürliche, daB sie sich an den Untergrund in weiterem Sinne anpassen. 64 Karu y. Friscu, sinn habe ich die Reaktionen des Crenilabrus nie angeführt, sondern von vornherein betont, dab sich die Tatsachen auch ohne die An- nahme eines Farbensinnes, aber nur auf gezwungene Weise deuten lassen (1, p. 222, 223). Von den Betrachtungen, die v. Hess über das Hochzeitskleid der Fische anstellt, sind die wesentlichsten Punkte: 1. Die Süßwasserfische zeigen die als Schmuckfärbung gedeutete rötliche Färbung vorwiegend an ihrer Unterseite’), also an der für die Wahrnehmung des Rot im Wasser ungünstigsten Stelle; denn die Unterseite erhält vorwiegend von unten reflektiertes, relativ stark blaugrün gefärbtes Licht; „es ist nicht einzusehen, welche Umstände zur Entstehung einer so ausnehmend unzweckmäßigen Bildung ge- führt haben sollten“ (8, p. 389—391). Es handelt sich hier um jene dem Biologen wohlbekannte Er- scheinung, daß Schmuckfarben namentlich bei Tieren, welche eine Schutzfärbung besitzen, meist auf Stellen lokalisiert sind, wo sie möglichst wenig schaden können. Wäre der Rücken der Fische lebhaft rot und gelb gefärbt, so würde ihre Schutzfärbung illusorisch. Dadurch, daß die Schmuckfarben auf die unteren Körperteile beschränkt sind, können sie bestehen, ohne die Schutzfärbung wesentlich zu beeinträchtigen. 2. Eine in Luft leuchtend rot erscheinende Fläche erschien im Wasser in einer Tiefe von 3—4 m nur mehr braungrau bis gelbgrau (8, p. 391—395) „Es ist ausgeschlossen, daß bei Fischen, die in Tiefen von mehr als 6—8 m laichen, eine an Bauch und Bauch- flossen auftretende rote Färbung von den Artgenossen als Rot wahr- genommen werden kann“. v. Hess überträgt hier Beobachtungen, die am Menschenauge gemacht sind, ohne weiteres auf das Fischauge, was nicht angängig ist. Wir wissen nicht, ob das Fischauge unter den natürlichen Bedingungen für langwelliges Licht nicht empfindlicher ist als das Menschenauge unter den v. Hess’schen Versuchsbedingungen. Ferner benutzte v. Hess zu diesen Versuchen eine gesättigt rote Fläche; es interessiert uns hier aber nicht, wie eine solche, sondern wie das Orangerot des Saiblingbauches, das reichlich Gelb enthält, in der Tiefe aussieht. Und wenn schließlich wirklich nachgewiesen würde, daß die roten Schmuckfarben der Fische vom Fischauge in 1) NB. Sie ersteckt sich in beträchtlicher Ausdehnung auch über die unteren Teile der Flanken. Weitere Untersuchungen über den Farbensinn der Fische. 65 Tiefen von mehr als 6 m nicht mehr farbig gesehen werden können, so würde doch die Schmuckfarbentheorie hierdurch nicht erschüttert, da die durch Schmuckfarben ausgezeichneten Fische fast ausnahmslos in geringeren Tiefen laichen. 3. Ich habe an anderer Stelle (3, p.121) für unsere Süßwasserfische den Satz aufgestellt: „Diejenigen Fische, von denen bekannt ist, daß sie in größeren Tiefen laichen, wo rote und gelbe Färbungen infolge der blaugrünen Farbe des Wassers nicht mehr zur Geltung kommen könnten, entbehren eines Hochzeitskleides, in welchem rote und gelbe Töne eine Rolle spielen. Auch Fische, welche nur zur Nachtzeit laichen, legen kein buntes Hochzeitsgewand an. Bei der Mehrzahl von jenen Fischen aber, welche bei Tag an seichten Uferstellen laichen, unter- scheidet sich das Hochzeitskleid vom Alltagskleid durch ein starkes Hervortreten roter und gelber Töne. Diese Verhältnisse sprechen also, wenn man mit ihnen überhaupt argumentieren will, nicht gegen, sondern für einen Farbensinn der Fische“. v. Hess wendet nun ein, daß die Saiblinge ein lebhaft rotes Hochzeitskleid anlegen, obwohl sie zum Teil in Tiefen laichen, wo nach seiner Ansicht die Wahrnehmung von Rot, Orange oder Gelb ausgeschlossen ist (p. 395 — 398). Mir scheint eine weitere Diskussion dieses Falles fruchtlos. Der Ausgang dieser Diskussion hätte auch für die von mir aufgestellte Regel keine Bedeutung, denn man kann eine Regel, welche aus dem Verhalten von 32 Fischarten abgeleitet ist, nicht durch die Fest- stellung umstoßen, daß sich eine Fischart teilweise anders ver- halt. Wenn wir vom Saibling absehen, bleiben 14 Arten von Süß- wasserfischen, von denen bekannt ist, daß sie in größerer Tiefe oder zur Nachtzeit an der Oberfläche laichen. Sie alle ent- behren des roten Hochzeitskleides. Die 18 Fischarten hingegen, welche ein rotes Hochzeitskleid anlegen, laichen bei Tag an der Oberfläche (vgl. 3, p. 121—125). Was nun den Saibling be- trifft, so gibt v. Hess selbst an, daß eine Art im Schliersee „dicht am Ufer in einer Tiefe von nur 1 m laiche“ (p. 393, Anm.). Dr. KupeLwieser teilt mir mit, daß die durch ein prächtiges Hochzeitskleid ausgezeichneten Saiblinge des Lunzer Obersees im Herbst in die Mündungen der Zuflüsse aufsteigen und daselbst im Seichten laichen, oft an Stellen, an denen der Wasserstand weniger als ', m hoch ist. In einem jüngst erschienenen Buch (9, p. 199) finde ich über den Seesaibling die Stelle: „Das Laichen erfolgt in der Regel und ursprünglich wohl in der Ufernähe auf flacherem Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 5 66 Karu v. Frisch, Wasser . . . Verschiedene Beobachtungen lassen es aber außer Zweifel, daß wir außer diesen Strandlaichern auch noch Grund- laicher unter den Saiblingen haben, die unmittelbar in den kalten Tiefen der Seen ihre Eier ablesen, und das scheinen in der Haupt- sache die älteren Fische zu sein“ Also auch wenn sich animes een sollte, dab da, wo der Saib- ling in größeren Tiefen laicht, sein Rot als Hochzeiten keine Bedeutung haben kann, bliebe das Vorhandensein dieses Hochzeits- kleides immer noch verständlich;?) sehen wir doch oft genug, daß eine unter bestimmten Bedingungen erworbene Eigenschaft auch beim Übergang zu neuen Lebensbedingungen, wo sie ihre Bedeutung ver- liert, noch lange Zeit beibehalten wird. Einige Worte noch über den von v. Hess auf p. 401 und 404 gebrachten Vorwurf, dab meine Angaben einander widersprechen. Er stellt Sätze aus verschiedenen Arbeiten und von verschiedenen Stellen ‚einer und derselben Arbeit nebeneinander, die nun aller- dings einander zu widersprechen scheinen. Da aber kein Anlab zu Mißverständnissen vorliegt, wenn man die betreffenden Sätze in ihrem natürlichen Zusammenhang liest, sehe ich von einer ins einzelne gehenden Besprechung ab und will nur an einem Beispiel zeigen, worum es sich handelt: Auf p. 404 stellt v. Hess meiner Angabe, daß auf gelbem Unter- grund bei manchen Pfrillen die Rotfärbung unterbleibt, „weil manchen Individuen die roten Pigmentzellen fehlen, anderen die Fähigkeit abgeht, sie zu expandieren...“ (2, p. 223), den einer anderen Abhand- lung entnommenen Satz gegenüber: „Weder der Anblick eines hell weißen noch eines tief schwarzen noch eines grauen Untergrundes von jeder beliebigen Helligkeit veranlaßt den Fisch zur Expansion seiner gelben und roten Pigmentzellen ; der Anblick eines gelben oder roten Untergrundes aber veranlaßt stets die Expansion der gelben und roten Pigmentzellen“ (3, p. 126). Im 1. Falle ist von der Farbenanpassung der Pfrille im allgemeinen die Rede, im 2. Falle von einem speziellen Versuch zum Nach- weis des Farbensinns der Pfrille, der die Auswahl geeigneter In- dividuen zur Voraussetzung hat; dies habe ich in der betreffenden Arbeit: einige Seiten vor dem oben zitierten Satze, bei der ausführlichen Darstellung des Versuches, nachdrücklich betont (3, p. 114, 115); solche ausgewählte Fische expandieren dann eben bei oftmaligem Versetzen auf 1) v. Hess legt Wert darauf, daß ein Königsee-Saibling, von dem be- kannt ist, daß er in relativ großer Tiefe laicht, die Rotfärbung besonders lebhaft zeigt. Wer darüber orientiert ist, wie sehr die Pigmentzellen durch ‚äußere Bedingungen beeinflußbar sind, wird mit der Deutung dieses Befundes ons san. Weitere Untersuchungen über den Farbensinn der Fische. 67 verschiedenen Untergrund nie auf schwarzem, weißem oder grauem, stets auf rotem oder gelbem Untergrund ihre farbigen Pigmentzellen. In meinem 1. Vortrag hed den Farbensinn der Fische (1), der auch von v. HEss in diesem Zusammenhang zitiert wird, habe ich nicht erwähnt, daß die Rot- farbung auf gelbem Grunde bei cen Pfrillen HER weil ich in dem kurzen Vortrag auf Details, welche mit dem Wesen der Frage nichts zu tun haben, nicht eingehen wollte. Für das dort Vorgebrachte ist es gänzlich gleichgültig, ob alle Fische für den Versuch verwendbar sind oder nur gewisse Individuen. In analoger Weise erklären sich die übrigen „Widersprüche“, die v. Hess in meinen Arbeiten findet. Zusammenfassung. 1. Die Pfrille (Phoxinus laevis) vermag rote Farben von allen Abstufungen des Grau, insbesondere auch von Dunkelgrau und Schwarz, scharf zu unterscheiden. Ihr Farbensinn weicht hierin wesentlich von dem der Honigbiene ab, welche ein gleiches Rot mit Schwarz verwechselt. Die Tatsache ist in Hinblick auf das bei Fischen häufige Vorkommen von roten Tönen als Schmuckfarben von Bedeutung. .2..Auch Gelb, Grün und Blau wird von allen relihalsts. abstufungen scharf unterschieden, mithin als Farbe gesehen. 3. Grün und Blau unterscheidet die Pfrille mit Sicherheit nicht nur von Grau, sondern auch untereinander und von anderen Farben. Dagegen erscheint ihr Rot und Gelb sehr ähnlich oder identisch. Hierdurch wird die Tat- sache verständlich, daß auf den Farbenwechsel der Pfrille ein roter Untergrund ebenso wirkt wie ein gelber und daß diese Fische auf rotem wie auf gelbem Untergrunde ihre roten und gelben Pigmentzellen zu expandieren pflegen. 4. Die von v. Hess neuerdings gegen meine Versuche erhobenen Einwände haben keine Berechtigung. Meine von ihm bezweifelten Angaben wurden nochmals geprüft, mit den gleichen Resultaten wie früher. Herr Prof. RıcHarp Hrrrwıc und andere Herren haben sich von ihrer Richtigkeit überzeugt. 5. Hierbei ergab sich die Gelegenheit, zu untersuchen, in welchem Grade die Anpassung der Pfrille an den Untergrund von der weiteren Umgebung beeinflußt wird. Es zeigte sich, daß ein direkt unter der Pfrille befindlicher schwarzer Fleck keine merkliche Ver- dunkelung des Fisches zur Folge hat, wenn er unter einem kleinen Gesichtswinkel gesehen wird; einen je größeren Teil des Gesichts- Hx 68 Karz v. Frisch, Weitere Untersuchungen über den Farbensinn der Fische. feldes die schwarze Fläche ausfüllt, desto stärker wird die Ver- dunkelung des Fisches, und sie erreicht erst ihr Maximum, wenn das Schwarz unter einem Gesichtswinkel von nahe an 180° gesehen wird. Für die Farbenanpassung ist mithin der ,Untergrund“ in weitestem Sinne maßgebend, nicht etwa nur der direkt unter dem Fische befindliche Teil desselben — wie dies ja auch aus bio- logischen Gründen zu erwarten war. Zitierte Literatur. 1. Frisch, Über den Farbensinn der Fische, in: Verh. deutsch. zool. Ges., 1911. 2. —, Über farbige Anpassung bei Fischen, in: Zool. Jahrb., Vol. 32, Physiol., 1912. 3. —, Sind die Fische farbenblind?, ibid., Vol. 33, 1912. 4. —, Uber die Farbenanpassung des Crenilabrus, ibid., Vol. 33, 1912. 5. —, Über den Farbensinn der Bienen und die Blumenfärbung, in: München. med. Wochenschr., 1913, No. 1. 6. Hess, Experimentelle Untersuchungen zur vergleichenden Physiologie des Gesichtssinns, in: Arch. ges. Physiol, Vol. 142, 1911. 7. — Untersuchungen zur Frage nach dem Vorkommen von Farbensinn bei Fischen, in: Zool. Jahrb., Vol. 31, Physiol., 1912. 8. —, Neue Untersuchungen zur vergleichenden Physiologie des Gesichts- sinns, ibid., Vol. 33, Physiol., 1913. 9. WALTER, Einführung in die Fischkunde unserer Binnengewässer, Leipzig 1913. Nachdruck verboten. Ubersetzungsrecht vorbehalten. Inequality of the two Eyes in regenerating Planarians, By H. W. Rand and E. A. Boyden. (Contributions from the Zoological Laboratory of the Museum of Comparative Zoology at Harvard College, No. 243.) With 10 Figures in the text. “The observations described in this paper’) resulted from an attempt to repeat, for a special purpose, such experiments as have been described by Vorer (1899).2) The experiments referred to consisted in making oblique incisions into the side of the body of a planarian without removing any part of the animal. The cut edges were prevented from permanently growing together by frequently reopening the wound. Projecting lateral slips of tissue are thus produced. They develop new tissue along the healed cut edge. If the slip be one whose base represents a more posterior portion and the free tip a more anterior portion of the original tissue, a new head may develop in the anterior region of the new tissue on the mesial side of the slip, and in some cases a tail appears in the new tissue which develops along the corresponding cut edge of the main portion of the worm. It is not clear whether this new tail is corre- 1) The experimental work upon which the paper is based was carried out by E. A. BoyDEN. The senior author is mainly responsible for this account of the work. 2) See also Lemon (1900). 70 H. W. Ranp and E. A. BoypEn, lated with the new head or independent of it. (See Fig. A, copied from Voret’s paper.) If, however, the slip be one whose base re- presents a more anterior and the tip a more posterior region of the original tissue, then a new tail appears in the posterior part of the new tissue on the mesial cut edge of the slip. VorcrT's account leaves it uncertain as to what species of worm was used in -most of his experiments. He considered his results chiefly in reference to the question of heteromorphosis. Our object in repeating the experiments was to determine, so far as possible, the factors which influence the development of these lateral heads — particularly to investigate the relation of food supply to the production of such structures which, so far as the original individual is concerned, are certainly supernumerary and useless. The attempt to carry out the experiments on Planaria maculata met with unforeseen difficulties. Incisions were made extending from the edge backward and inward, with a view to securing lateral slips which should be attached posteriorly and free at an anterior tip (Fig. B). If only a short oblique incision was made, the cut edges reunited quickly and perfectly, and however frequently, within practicable limits, the wound was reopened, no projecting slip was produced. It was only by making a very long oblique cut, or one so deep that it extended nearly or quite to the median plane of the worm, that the reunion of the cut edges could be prevented by frequently reopening the wound. In a large pro- portion of such cases the worm separated into two parts by trans- verse fission at the region of the base of the lateral slip. In the few cases where the process was carefully watched the separation took place in such a way that the original tail was retained by the lateral slip, while the piece carrying the original head was left tailless. The separation commonly took place before the development of new structures had progressed far. In some cases it appeared as if the disruption of the individual resulted from the impediment to locomotion afforded by the projecting part, which served as a drag upon the posterior portion of the worm. Consequently as the worm advanced there was a state of tension at the region marked ab in Fig. B, as shown by the fact that this region became more or less attenuated, and it was here that the separation was observed to take place. So few successful results were secured from a large number of experiments that it soon became apparent that the original object Inequality of the two Eyes in regenerating Planarians. 71 of the experiments must be abandoned, in view of the fact that the work was necessarily being done within narrow time limits. However, in the few cases where the lateral slip remained attached to the head-bearing portion of the worm long enough for new structures to become well formed, a striking peculiarity was noted in the develop- ment of the eyes belonging to the new head on the lateral slip. This peculiarity was made the subject of some further study with which this paper has to deal. Experiments. I. Thirty-five worms were cut in the way above described with a view to producing projecting lateral slips with free anterior ends. In all but six of the thirty-five cases there was either com- ‘plete reunion of the tissues along the cut edges, in spite of frequent reopening, or else separation of the slip and the main portion of the worm occurred before regeneration had progressed far. In the Six cases where a new head developed on the slip while it was still attached to the main part of the worm, the oblique cut was long and deep — about half the length of the worm and ex- tending nearly to the median plane. The behavior in all six cases was essentially alike. Immediately after the cutting the main portion of the worm became bent so that its axis was concave on the side toward the cut. The lateral slip became even more decidedly curved, and so that the cut edge was on its concave side. This curving of the two portions of the worm caused them to interfere with each other, as a result of which the free end of the slip was sometimes thrust over or underneath the larger part of the worm. In the course of a few days after the operation the slip, still sharply curved toward its cut side, came to project at a considerable angle to the original axis of the worm, so that collision of the two parts was then largely or entirely avoided (see Fig. C). During the first week after cutting, new tissue developed along the cut edge of the slip. This new material appeared in much greater mass at the anterior region of the cut edge than elsewhere. Numerous other observers of planarian regeneration have noted that, in regeneration at an oblique anterior cut surface, the new material accumulates most rapidly at the anterior region of the cut edge. Fig. C shows the condition of a typical one of our six cases about five days after cutting. The same worm, on the tenth day after cutting, appeared as represented 72 H. W. Ranp and E. A. Boypen. in Fig. D. A head is now distinctly formed in the new tissue at the anterior region of the cut edge, where growth appears to have been most rapid. A noteworthy feature of the new head is the inequality in the size of the two eyes. The outer eye (that is, the eye nearer the convex side of the slip) is well formed. It shows the characteristic pigmented cup situated in the midst of a well defined clear region. The other eye, however, is still at an early stage of development. The clear region surrounding it is well defined, but only a minute speck of pigment marks the position of the optic cup. Accurate measurements of the organs in the actively moving worms was not possible, but it is safe to say that the greatest dimension of the Fig. A. After Vorer. Ho Fig. C. Fig. D. pigmented mass in the left eye was about three times the diameter of the pigment spot representing the right eye. During the next few days the inequality of the two eyes diminished and the right eye gradually became like the left. On the thirteenth day after cutting, the greatest dimensions of the left and right pigment masses were about in the proportion of three to two. At the end of the third week both eyes appeared to be fully developed, perfectly normal, and exactly alike in size. Meanwhile the new head had assumed normal proportions and the curvature of the lateral slip had greatly diminished. In every one of the six regenerating lateral slips the two eyes were of unequal size during the earlier stages of their development. The degree of inequality varied considerably. In one case markedly more pigment appeared in one optic region than in the other and Inequality of the two Eyes in regenerating Planarians. 73 two optic cups were formed upon the more heavily pigmented side, both lying within one common clear region, which was slightly larger than that containing the normal single eye of the other side. CARRIERE (1882) and JANICHEN (1896) find double and supernumerary eyes common in, planarians under both natural and experimental conditions. Besides these six cases was observed a fragment of worm (doubtless one of the detached slips) which was regenerating a head, and here, too, the eyes were of conspicuously unequal size. The mere fact that the two developing eyes in these more or less irregular partially detached parts of the planarian are of unequal size, or develop at unequal rates, may not in itself appear to be of any special moment. But the further observation that in every one of the seven cases mentioned the larger eye wason the convex side of the curved lateral slip indicates that the condition must have some definite significance. Morsan (1901a) describes inequality of the eyes in regeneration from an oblique sur- face. He excised the middle portion of the body of Planaria lugubris, the piece having an anterior cut edge oblique to the original axis of the worm, and a transverse posterior cut edge. New tissue appeared along the oblique edge and grew much more rapidly in the more anterior region of that edge. A head was formed, not in the middle of the cut edge, but well to one side and where the formation of new tissue upon the cut edge had been most rapid. At first “the head is small, and its median axis stands at right angles to the cut surface.... The inner eye is sometimes less developed than the outer, and this appears to be connected with less development of the inner side of the new head...” (p. 198). By “inner eye” Morean evidently means the eye situated nearer the more posterior portion of the oblique edge (see also Moreay, 1901b, p. 135). BARDEEN (1902) made similar observations and gave them a special interpretation. He says (p. 284) “There is an interesting correlation between the lateral nerve cords and the eyes. In oblique pieces the most direct stimulus to brain formation comes from that nerve cord which is the more anteriorly situated. As a rule the eye on the side corresponding to this nerve cord is deve- loped earlier, and at first larger, than that upon the other. This is still more marked in the regeneration of oblique cross pieces divided in the median line, as shown by Morean... So, too, in the regeneration of lateral slips the eye on the outer side is usually earlier developed than that on the median”. 74 H. W. Ranp and E. A. Boyper, It should be noted that our statements about the size and rate of development of the eyes refer actually to the condition of the pigmented portion of the eye. In the living worm the unpigmented structures of the eye are so transparent as to be indistinguishable from the transparent tissues in which they lie. It seems perfectly safe, however, to assume that the size and configuration of the pig- ment mass is a close index of the state of development of the eye. The histogenesis of the planarian eye has been studied by CARRIÈRE (1882) and JANICHEN (1896). Their work — particularly that of JANICHEN — indicates that the development of the unpigmented eye structures is contemporaneous with the appearance and characteristic orientation of the pigmented cells. II. Additional evidence in favor of the conclusion that inequality of the eyes- is a fairly constant feature of regeneration from an oblique anterior surface is afforded by the following experiment. From ten individuals of Planaria maculata the head portion, inclu- ding roughly one-fourth the bulk of the entire worm, was removed by a cut making an angle of about forty-five degrees with the axis of the worm. As in all cases of oblique cutting, there took place a contraction of the tissues in the region of the wound in such a way that the axis of the anterior portion of the decapitated worm became concave upon the side from which the greater amount of tissue had been removed (see Fig. E) New tissue developed in the characteristic way. The condition of the regenerated eyes in the ten cases was as follows. In two cases difference in the size of the two eyes could be detected. Of the remaining eight cases, five had distinctly unequal eyes, the larger eye being the one nearer the convex edge of the piece, while three had a larger eye nearer the concave edge of the piece. (We may conveniently designate as the outer eye the one nearer the convex lateral edge of the piece, and the other as the inner eye.) It has been noted that in the great majority of cases the larger eye is on the convex side of the curved axis of the worm. In three animals of the group of ten last referred to, a second cut was made one week after the first cut, the regenerating eyes being not yet fully developed, with a view to changing the curvature of the axis. This was done by cutting away a long longitudinal strip from the longer lateral edge of the worm, as indicated in Fig. E, which represents the worm regenerating ‘alter the first cut. The broken Inequality of the two Eyes in regenerating Planarians. 75 line indicates the general position of the second cut. In Fig. F is shown the form which the worm takes almost immediately after the second cut is made. The contraction which always takes place in the region of a cut has caused the worm to become concave in out- line along the side from which the longitudinal strip was removed. The curving of the axis following the second cut is in direction the reverse of that caused by the first cut. The change of curvature does not extend in any marked degree into the immediate region of the regenerated eyes, nor does it noticeably alter the configuration of the regenerated tissues. The direct effect of the second cut, so far as change of form of the remaining material is concerned, is confined mostly to those parts of the worm lying directly mesiad of the newly cut edge. After the second cut the conspicuous cur- ‘vature of the worm is the convexity of its axis toward the side opposite the newly cut edge. The opposite curvature resulting from the first cut persists in the anterior portion of the worm, but it is less conspicuous than the newly acquired curvature. The direction of locomotion of the worm is affected by the cur- vature of the axis. After the first cut the worm tends, in general, to progress in curved lines whose convexity corresponds in direction to the convexity of the anterior portion of the worm’s axis. The larger eye is therefore in most cases on the convex side of the curve of locomotion. After the second cut the worm tends to move in curves whose convexity corresponds in direction to the convexity of axis produced by the second cut. (The arrows in Fig. E and F indicate the direction of locomotion.) The curvature of the line of locomotion is therefore reversed from one side to the other. Accordingly the eye — usually the larger one — which before the second cut was on the outside of the curve of locomotion comes to be, after the second cut, on the inside of the curve of locomotion. Now, of the three worms above referred to upon which this second operation was carried out, two just before the second opera- tion had the outside eye larger (as represented in Fig. E) and the third had the inside eye larger. None of the eyes were fully deve- loped. In the course of some three days after the second operation it was found that, in the two worms which before the second opera- tion had the larger eye outside, the relative sizes of the two eyes had been reversed. The second cut must have caused a change in the rate of growth of the eyes such that the eye which had formerly been the smaller gained upon and eventually exceeded the 76 H. W. Ranp and H, A. Boypen, other in size. But the third worm, which was one of the minority in which after the first cut the larger eye was inside, showed no such reversal in the relative size of its eyes. The eye which after the first cut was inside and larger came to be the outside eye with reference to the greater curvature caused by the second cut, and it continued to be the larger. Thus the animal which was at first an exception to the rule that outside eyes are larger came, after the second cut, into conformity with that rule. III. The behavior of the three worms last referred to led to an attempt to secure more data of the same kind. From seventeen worms the head was removed by an oblique cut as in the experiments — already described. At the end of ten days after the operation the Fig. E. Fig. F. Fig. G. outside eye was the larger in nine cases, the inside eye was larger in four cases, and in four cases the eyes were equal in size. These seventeen worms were then subjected to a second cutting after the manner described above and illustrated in Figs. E and F. But in this series of experiments the second cutting was not in any case followed by a reversal of the proportions of the two eyes. It is possible that too much time was allowed to intervene between the decapitation and the second operation. The regenerating eyes were perhaps too far advanced in their development to be affected in any marked way by the second cutting: Only further expen could determine this point. L À Inequality of the two Eyes in regenerating Planarians. 77 Following this negative outcome of the second cutting, these worms were subjected to a third operation, performed on the seven- teenth day after the original decapitation, consisting in removing the regenerated head by cutting as closely as possible along the line between old and new tissue — a repetition of the first opera- tion. But the conditions after this third operation were unlike those after the first operation owing to the intervening second cut. For the curvature caused by the long lateral second cut still dominated the greater part of the worm, and the reverse curvature caused by the closing and healing of the third cut affected only a relatively small anterior portion of the worm, that portion having already been curved in similar manner by the first cut. After this third cutting, therefore, the conditions which it had been sought to pro- duce by the second cut were practically regained, with the difference that the main curvature of the axis, due to the second cut, was established in advance of the oblique decapitation of the worm, instead of after it. Thus whatever effect, if any, the long lateral cut might have upon the regeneration of the eyes would be opera- tive from the beginning of their regeneration instead of being inter- jected into the midst of the process. After this third cutting obser- vations were completed upon only nine of the seventeen worms. Six days after the third cutting six of the nine worms had unequal eyes and the larger eye was outside with reference to the main curvature of the axis, that is, the curvature resulting from the second cut (see Fig. G). Thus the larger eye in these six cases was on the side where, if oblique decapitation had been the only opera- tion performed upon the worm, the smaller eye was to be expected. In one case of the nine the eye upon the inside of the main curva- ture of the axis — the side from which the long strip had been cut away — was the larger. In another case the two eyes were equal, and in the ninth case a single median eye was developed. Altho the number of individuals dealt with in this series of experi- ments was small, the distribution of the results suggests very strongly that the regeneration which followed oblique decapitation was in some way influenced by the removal of a long strip from one lateral edge. IV. A variation of the experiment consisted in decapitating and removing a lateral strip as nearly as possible at the same time. In. five cases this was done, the decapitating cut being oblique to the 78 H. W. Ranp and E. A. Bovpen, axis ofthe worm and the lateral strip being removed from the longer lateral edge of the decapitated worm. The broken lines in Fig. H indicate the positions of the two cuts. The results in this series of cases were as follows. The worm became bent somewhat like the letter S, much as when the removal of the lateral strip followed decapitation by an interval of several days (Fig. F), and the posterior bend of the axis, caused by the lateral cut, was much more pro- minent than the reverse anterior bend caused by the oblique de- capitation. In two of the five cases the regenerating eyes were unequal and the larger eye was outside, that is, on the side opposite that from which the lateral strip had been removed. In one case the inside eye was the larger and in the remaining two cases the regenerating eyes were so abnormal in form and position that they N Fig. J. Fig. K. could not be taken into account. In this series, then, two of the three significant cases regenerated unequal eyes whose relative sizes were the reverse of what was to be expected if oblique decapitation had not been accompanied by removal of a strip from the longer lateral edge. V. In another series of five individuals decapitation was effected by a transverse cut and immediately a long strip was cut away from one edge (see Fig. J). The axis of the regenerating worm was sharply concaved toward the side from which the strip was removed. In two of the five worms the larger regenerated eye was outside, in one case the larger eye was inside, in each of the other two cases the eyes were equal. « Inequality of the two Eyes in regenerating Planarians. 79 VI. In another series of five worms oblique decapitation was immediately followed by removal of a long strip from the shorter lateral edge (Fig. K). The axis became sharply concaved toward the cut side. In four of the five cases the outside eye was larger, in the other case the two eyes were equal. It is a noteworthy fact that in Series VI, in which the two cuts were made in such a way that nearly all the excised material came from one side of the animal, the disparity in size of eyes was much more marked than in Series IV and V, in which the proportion of the material excised from the side opposite that whence the long lateral strip was removed was greater than in the cases of Series VI. It is unfortunate that time limitations under which this work was done did not admit of repeating the three series of experiments last described (IV, V and VI) for the purpose of getting data from a larger number of individuals. As the matter stands, the results are suggestive, not conclusive. The main results of all the experiments are summarized in the eee ee table. un oO — = S = SS < |< = SE 75/55/25 led A = Nature of operations = ee a S| > 3 4 So. mel 2 old a ee 2 BS Se = a, Sr eS MIA: 5 I 6 | Projecting lateral slip (Fig. B) 6 1 | Detached lateral slip? 1 Ila |10 | Oblique decapitation 5.1 3712 IIb | 21) Oblique decapitation and, 7 days later, excision of strip [rom longer side (Fig. E) 2?) IIIa |17 | Oblique decapitation GR CN M . Ib | 9°)| Oblique decapitation 10 days later, excision of strip from longer side 7 days later, first cut repeated 1 1 IV | 5 | Oblique decapitation and immediate excision of strip from longer side (Fig. H) DR V ı 5 | Transverse decapitation and immediate excision of strip from one side (Fig. J) a arte VI | 5 | Oblique decapitation and immediate excision of strip from shorter side (Fig. K) 4 i Totals} 60 | Tal HOMO | Percent [62 —]16+]16-] 5 5 1) Two individuals of the ten of Ila. 2) Reversal of proportions of eyes in two individuals of Ila. 3) Nine individuals of the seventeen of IIIa. These experiments indicate, first, that fragments of Planaria maculata which are unsymmetrical with reference to the original 80 Ranp and Bovoen, Inequality of the two Eyes in regenerating Planarians. axis have a strong tendency toward the regeneration of eyes which are temporarily unequal in size, one eye developing faster than the other; secondly, that the positional relations of the larger and smaller eye are closely correlated with the form of the regenerating piece, which depends upon the nature of the operations to which the worm has been subjected. In stating, as we have often done, that the “outside” eye is larger than the other, nothing is implied as to what makes it larger. There is nothing in the mere fact of its being outside, or in its relation to convexity and concavity of axis which could make it grow faster than its fellow. The causes of the unequal development of the eyes may conceivably lie amongst such factors as relations to light, differences in the rate of meta- bolism (perhaps correlated with differences in the degree of muscular activity) on the two sides of the unsymmetrically injured body, or differences in the kinds or quantity of tissue participating in the regenerative growth on the two sides of the body. Or may it be that the unequal differentiation of the two eyes is a necessary con- sequence of the distribution of developmental and regulatory energies in an unsymmetrically injured animal whose organization is bilaterally symmetrical? In a further paper the senior author will describe some supplementary experiments and discuss the symmetry of regenerating planarians. Bibliography. BARDEEN, C. R., 1902, Embryonic and regenerative development in Planarians, in: Biol. Bull., Vol. 3, No. 6, p. 262—288, 12 Textfigs. CARRIÈRE, J., 1882, Die Augen von Planaria polychroa SCHMIDT und Polycelis nigra EHRB., in: Arch. mikrosk. Anat., Vol. 20, p. 160—174, tab. 9. JANICHEN, E., 1896, Beiträge zur Kenntnis des Turbellarienauges, in: 4. wiss. Zool., Vol. 62, p. 250—288, tab. 10, 11, 7 Textfigs. Lemon, C. C., 1900, Notes on the physiology of regeneration of parts in Planaria maculata, in: Biol. Bull., Vol. 1, No. 4, p. 193—204, 19 Textfigs. | Morean, T. H., 190la, Growth and regeneration in Planaria lugubris, in: Arch. Entw.-Mech., Vol. 13, p. 179—212, 14 Textfigs. —, 1901b, Regeneration, New York, x11+ 316 pp., 66 Textfigs. VoIGT, W., 1899, Kiinstlich hervorgerufene Neubildung von Körpertheilen bei Strudelwürmern, in: SB. niederrhein. Ges. Natur- u. Heilk. Bonn, p. 25—31, 3 Textfigs. Nachdruck verboten. Übersetzungsrecht vorbehalten. Experimentelle Untersuchungen über den angeblichen Farbensinn der Bienen. Von C. Hess (München). Mit 5 Abbildungen im Text. I. Untersuchungen über die bisherigen Dressurversuche bei Bienen. CHR. D. SPRENGEL hat zuerst (1793) die Meinung ausgesprochen, die bunten Blütenfarben seien um der Insecten willen da, indem diese von den Farben der Blumen angelockt würden. Er machte also ohne weitere Untersuchung die Annahme, es müßten wie der Mensch so auch die Bienen einen Farbensinn haben. Man ist heute von der Richtigkeit dieser Betrachtungsweise fast allgemein so fest überzeugt, daß man vielfach, nicht bloß in Laienkreisen, das Vor- handensein der Blumenfarben als Beweis für das Vorhandensein von Farbensinn bei Bienen ansieht und ganz vergißt, daß man dabei das zu Beweisende als bewiesen voraussetzt. Versuche, mit Hilfe der sogenannten ,Dressurmethode“ einen Farbensinn bei Bienen darzutun, wurden früher von LusBock (1883) und von Foren!) angestellt. LuBBock ging, ganz in SPRENGELS Betrachtungsweise, schon mit der Überzeugung an seine Unter- 1) FoREL’s erste einschlägige Arbeiten gehen bis ins Jahr 1878 zurück. Ich zitiere im Folgenden nach der Ausgabe seiner gesammelten Abhandlungen von 1910. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 6 82 C. Hess, suchungen heran, daß die Bienen farbentüchtig seien, indem er schreibt: „Es konnte demnach kaum ein Zweifel bestehen, dass die Bienen einen Farbensinn besitzen. Nichts desto weniger schien es mir wünschenswert, dies durch den tatsächlichen Versuch zu beweisen, was noch nicht geschehen war.“ In ähnlichen Bahnen bewegen sich die Arbeiten Forer’s, der durch LusBock’s Versuche den Beweis für das Vorhandensein eines Farbensinnes bei Bienen bereits er- bracht glaubte. Beide Autoren stellten eine Reihe von Versuchen an, die trotz aller darauf verwendeten Mühe für die Frage nach einem Farbensinne bei Bienen schon deshalb nicht verwertbar sind, weil sie ohne Kenntnis der Farbenlehre angestellt wurden. LuBBock setzte eine Biene zu etwas Honig, den er auf blaues Papier gelegt hatte, und etwa 3 Fuß davon eine ähnliche Menge Honig: auf orangefarbiges Papier. Die Biene kehrte in der Regel zu dem blauen Papier zurück. Forez machte einen ähnlichen Ver- such mit einer Hummel an einer roten und einer blauen Scheibe mit Honig und schreibt dazu: „Der Einfluss der Farbe ist in der Tat frappant; die Hummel vermochte den Honig auf der roten Scheibe nicht einmal dann zu finden, als ich sie dicht heranbrachte, ihr sozusagen den Leckerbissen unter die Nase hielt. Sie fuhr fort, mit einer Hartnäckigkeit, die wenig Intelligenz bewies, auf der blauen Unterlage herumzustöbern. Es ist evident, dass die Farbe viel intensiver von ihr empfunden wurde als die Form des Papiers.“ Daß diesen oft zitierten Versuchen jede Beweiskraft hinsicht- lich der Frage nach einem Farbensinne bei Bienen abgeht, habe ich schon früher dargetan; ganz abgesehen davon, daß Rot für ein total farbenblindes Auge im allgemeinen ganz andere Helligkeits- werte hat, ihm also wesentlich anders erscheinen kann als Blau, ist hier die Möglichkeit nicht genügend berücksichtigt, daß das blaue Pigment der Unterlage für die Bienen einen anderen Geruch haben konnte als das rote und daß dieser Umstand vielleicht für die Flugrichtung der Biene mitbestimmend war (s. u.). Jedenfalls dürfen derartige Versuche bei einschlägigen Erörterungen nicht herangezogen werden, solange eine solche Möglichkeit nicht völlig ausgeschlossen ist. LuBBock scheint an sie nicht gedacht zu haben, und auch in den jüngsten Versuchen v. Frısc#’s (1913) ist sie nicht genügend berücksichtigt. Forez hat einige hierher gehörige Ver- suche gemacht und schließt auf Farbensinn bei Bienen, weil 2 Tiere, die an blauen Papierstückchen genascht hatten, auch nach Ab- schneiden der Fühler, also, wie er meint, nach Ausschalten des in Über den angeblichen Farbensinn der Bienen. 83 ihnen enthaltenen Geruchsorgans, zu dem blauen Papier zurück- kehrten. Nach dem vorhin über die verschiedenen Helligkeitswerte farbiger Lichter fiir das total farbenblinde Auge Gesagten kann auch dieser Versuch nicht mehr als Stiitze fiir die Annahme eines Farbensinnes bei Bienen gelten. Weiter erzählt FOREL, eine Hummel, die an einer aus Winden und einigen sparsam vorhandenen Blüten einer exotischen blauen Veronica be- stehenden Blumengruppe fast stets zu den letzteren Blüten flog, habe dies auch dann noch getan, als ihr beide Fühler des Vorderkopfes mitsamt dem Pharynx abgeschnitten worden waren. Damit ist aber doch nur er- 'wiesen, daß eine Blüte, die an bestimmter Stelle steht, auch den so ver- stümmelten Tieren noch anders erscheinen kann, als andersartige Blüten, die an anderen Stellen stehen; für die Frage nach einem Farben- sinne bei Bienen sind auch diese Versuche an Hummeln nicht zu ver- werten. Die Angaben der nach der „Dressurmethode“ arbeitenden Autoren sind zum Teile nicht frei von Unklarheiten und Widersprüchen; hier sei nur auf einen Punkt hingewiesen, der für unsere späteren Unter- suchungen von Interesse ist. LUBBOCK wie auch Forez beschrieben Versuche, bei welchen eine Biene, nachdem sie ein einziges Mal an Honig auf blauem Papier gesetzt worden war, sofort immer wieder zu dem Blau zurückkehrte Trotzdem schreibt Forez, LußBock habe darauf hingewiesen, „wie nötig es sei, eine Biene längere Zeit hindurch auf ein und dieselbe Farbe zu trainiren, ehe man sich Schlussfolgerungen über solche Fragen erlauben könne. Erst dann wird die Biene eben diese und keine andere Farbe bevorzugen und den Honig an keinem anderen Orte mehr suchen“. Diese Worte Forer’s stehen in Widerspruch mit seinen eigenen vorher zitierten Angaben und ebenso mit LuBBock’s oben angeführten Versuchen. Weiter widerspricht Forez sich mit den folgenden, gelegentlich der Besprechung von Versuchen mit künstlichen Papierblumen geäußerten Sätzen: „Nachdem sie nun ein- mal Honig auf einer der Papierblumen gefunden hatten, warum sollten sie nicht auf ganz ähnlich gestalteten, benachbarten, wenn auch verschieden gefärbten Gegenständen gleichfalls solche vermuten“ usw.; und doch sollte einmaliger Besuch auf blauem Papier mit Honig genügen, sie immer wieder dorthin zurückzuführen, auch wenn dort kein Honig mehr zu finden war. Auf eine Besprechung aller von Lussock und Foret sowie auch der von einigen neueren Forschern angestellten Versuche darf ich um so eher verzichten, als die von mir früber entwickelten wie 6* 84 C. Hess, auch meine im Folgenden zu beschreibenden neuen Methoden uns mit einer Reihe von neuen Tatsachen bekannt machen, die die Irrigkeit. der von den genannten Autoren vertretenen Lehre leicht erkennen lassen. Den früher üblichen ,Dressurversuchen“ gegenüber war ich be- müht, über den Lichtsinn der Bienen mit Hilfe der Methoden der wissenschaftlichen Farbenlehre Aufschlu8 zu bekommen. Brachte ich Bienen, die ausgesprochene Neigung haben, den für sie hellsten Teil ihres Behälters aufzusuchen, in ein Spektrum, so eilten sie nach der Gegend des Gelbgrün bis Grün; in einem zur Hälfte mit blauem, zur Hälfte mit rotem Glaslichte durchstrahlten Behälter gingen die Bienen im allgemeinen nach dem Blau, auch wenn dieses unserem Auge dunkler erschien als das Rot; machte ich nun aber das Rot wesentlich lichtstärker als das Blau, so, daß es uns leuchtend hell erschien, so machten sie kehrt und liefen jetzt aus dem Blau ins Rot. Schon durch diese Versuche erledigt sich die verbreitete Annahme einer „Vorliebe“ der Bienen für bestimmte Farben, insbe- sondere für Blau. Weiter lehren meine Befunde, daß die Bienen, ebenso wie alle anderen von mir untersuchten Wirbellosen sich in allen hier in Betracht kommenden Beziehungen so verhalten wie ein unter entsprechende Bedingungen gebrachter total farben- blinder Mensch; die Annahme, daß die bunten Blüten- farben um der Insecten willen da seien, ist damit be- reits vollständig widerlegt. Denn wenn man trotz der Über- einstimmung der Helligkeitsverteilung im Spectrum für den total farbenblinden Menschen mit jener für die Bienen letzteren einen Farbensinn zuschreiben wollte, so würde dies, wie ich bereits früher erörterte, die Annahme von Sehqualitäten erforderlich machen, von welchen wir uns keine Vorstellung machen können; kennen wir doch keine Farbe, deren bunte Komponente ohne Einfluß auf ihren farblosen Helligkeitswert wäre. Schon um deswillen ist also die Annahme unzulässig, daß Blüten, die uns schön farbig erscheinen, auch den Bienen so erscheinen könnten. Hiermit erledigt sich auch ein von botanischer Seite gegen meine Untersuchungen er- hobener Einwand.!) Für die Fische hatte ich schon früher eingehend dargetan, 1) Vel. Knott, Über Honigbienen und Blumenfarben, in: „Die Naturwissenschaften“, 1913 (vgl. auch meine neuen, im III. Abschnitte mitgeteilten Untersuchungen). Über den angeblichen Farbensinn der Bienen. 85 dai auch ihre Sehqualitäten jenen des total farbenblinden Menschen ähnlich oder gleich sind. Ich entwickelte u. a. Methoden, die darauf beruhen, dab den Fischen Futterobjekte vortäuschende farbige Gegen- stände auf farbigem oder farblosem Grunde von gleichem farb- losen Helligkeitswerte geboten werden; solche Gegenstände sind also für ein farbentüchtiges Auge deutlich sichtbar, nicht aber für ein total farbenblindes; denn letzterem erscheinen sie nicht anders als der Grund, auf dem sie gesehen werden. Nachdem ich unter Hinweis auf eben diese Fischversuche den Weg gezeigt hatte, auf dem entsprechende Untersuchungen auch an Bienen vorzunehmen seien !), versuchte v. Friscn?) auf Grund jener von mir entwickelten Gesichtspunkte und Methoden ein „Dressur“verfahren bei Bienen in durchaus unzulänglicher Weise (s. u.) und glaubte damit die übliche Annahme eines Farbensinnes bei Bienen stützen zu können. Er schließt sich zwar hinsichtlich des Rot bereits durchaus meiner Darstellung an, nimmt aber hinsichtlich des Blau und des Gelb im Anschlusse an LuBBock und Foren noch immer an, diese Farben würden von den Bienen wahrgenommen und letztere könnten daher auf sie „dressiert“ werden. Mit Hilfe einiger von mir entwickelter Methoden ist es leicht, die Unrichtigkeit auch dieser Angaben v. Frısch’s darzutun. Will man Bienen auf bestimmte Farben „dressieren“, so muB selbstverständlich vor allem Sorge getragen sein, daß die betreffenden farbigen Gegenstände sich für die Bienen nur durch die Farbe von anderen unterscheiden und daß die Möglichkeit des Einflusses ander- weitiger Faktoren, wie z. B. des Geruches, aufs sorgfältigste aus- geschlossen sei; hierauf ist indessen bei den bisherigen Dressur- versuchen teils gar nicht, teils nicht genügend Rücksicht genommen. Inwieweit solche Nebenumstände bei einschlägigen Beobachtungen entscheidend mitspielen können, sei nur an zwei Beispielen gezeigt. v. Frisch sah Bienen, denen er 2 Tage auf gelbem Papier Futter seboten hatte, auch auf seinen gelben Bleistift fliegen und. führt 1) Ich schrieb (Vgl. Physiologie des Gesichtssinnes, 1912, p. 110): „Meine neuen Versuche (1911) mit Fischen (s. d.) mit Attrappen und kontinuierlich variablen Reizlichtern zeigen den Weg, auf dem. entsprechende Beobachtungen auch an Bienen angestellt werden können. Ich hoffe dar- über bald berichten zu können.“ 2) v. FRISCH, Über den Farbensinn der Bienen und die Blumen- farben, in: München. med. Wochenschr., 1913, No. 1. 86 C. Hess, dies als Beweis dafür an, daß die Bienen durch die gelbe Farbe angezogen worden seien(!) Zur Prüfung dieser Angabe stellte ich u. a. folgende Versuche an: Nachdem ich 150 gezeichnete Bienen (s. u.) durch eine Reihe von Tagen auf Blau „dressiert“ hatte, legte ich auf den Futtertisch 2 gelbe Bleistifte, von welchen ich den einen mit honigfeuchten Fingern angegriffen, den anderen aber sorgfältig gewaschen und getrocknet hatte; den ersteren, gelben Stift besuchten die „auf Blau dressierten“ Bienen reichlich, der andere, reine Stift blieb dauernd unbeachtet. In anderen Versuchen legte ich einen blauen und einen gelben Glasstab an die gewöhnliche Futterstelle; der blaue war sorgfältig gereinigt, der gelbe mit honig- feuchten Fingern berührt worden. Die durch mehrere Tage „auf Blau dressierten“ Bienen besuchten in großer Zahl den gelben Glasstab, der dicht daneben liegende blaue blieb dauernd unbeachtet ; wurde nun der gelbe Stab gereinigt, der blaue ein wenig mit Honig!) beschmutzt, so gingen die Bienen bald auf letzteren. Wie unbedeutende Mengen Honig schon genügen können, um die Bienen anzulocken, zeigt z. B. der folgende Versuch: auf eine blaue Fläche legte ich 2 Glasplatten (9 X 12 cm), die eine war sorgfältig gewaschen und getrocknet, auf die Mitte der anderen drückte ich nur einmal leicht einen Finger, mit dem ich ein Honig- schälchen angefaßt hatte, so daß eben die Linien meiner Fingerkuppe sich auf dem Glase abzeichneten; es dauerte nicht lange, bis einige Bienen diese Stelle auf der Glasplatte gefunden hatten und sich an ihr beschäftigten; die reine Glasplatte wurde nicht besucht. Aus solchen Befunden ergibt sich für die weiteren Unter- suchungen, daß sämtliche Manipulationen und insbesondere auch jede Berührung der zu den Versuchen benutzten Gegenstände nur mit stets aufs neue sorgfältigst gereinigten Fingern vorgenommen werden dürfen. Als weiteren Beweis für Farbensinn bei Bienen führt v. Friscxæ an, daß Tiere, die einen Tag auf blauem Papier gefüttert worden waren, an der anderen Seite des Hauses, vor dem die Versuche; stattfanden, eine blaue Jacke umschwärmten. Zur Prüfung dieser Angabe legte ich eine reine blaue Jacke dicht neben eine große blaue Fläche, auf welcher die durch 3 Tage „auf Blau dressierten“ 1) Die im Folgenden mitzuteilenden Versuche habe ich außer mit Honig auch mit Zuckerwasser angestellt; die Ergebnisse waren in beiden Fällen die gleichen. .Über den angeblichen Farbensinn der Bienen. 87 Bienen sich um eine Honigschale reichlich gesammelt hatten: keine einzige ging auf die nur wenige Zentimeter entfernte blaue Jacke. Nun wischte ich meine mit etwas Honig beschmutzten Finger an der Jacke ab: nach wenigen Sekunden liefen viele Bienen auf letzterer herum. Sie wurde nun so umgedreht, daß der mit Honig beschmutzte Teil nach unten, der reine nach oben kam; obschon die Bienen nun .schon auf der Jacke genascht hatten und sie also kannten, und obschon sie seit mehreren Tagen „auf Blau dressiert“ waren, kam keine einzige mehr auf die blaue Jacke. Die an biologisches Beobachten und Denken Gewöhnten könnten fragen, ob es denn wirklich nötig sei, eine der tausendfältigen Erfahrung jedes sorgfältigen Bienenbeobachters so auffallend wider- sprechende Meinung, wie die hier durch v. Friscx vertretene, noch besonders zu erörtern und zu widerlegen: man könne ihnen doch unmöglich zumuten, zu glauben, bei so hochentwickelten und sonst so zweckmäßig organisierten Wesen, wie es die Bienen sind, hätte sich die so unzweckmäßige, ja schädliche Eigentümlichkeit ent- wickelt, daß die Tiere, wenn sie einmal einen oder zwei Tage auf einem vorwiegend blauen oder gelben Blütenfelde Nahrung gefunden haben, nunmehr auf alle vorwiegend blauen oder gelben Gegenstände flögen, auch wenn diese ihnen keinerlei Nahrung bieten und mit ihren natürlichen Honigspendern, den Blüten, so wenig Ähnlichkeit haben wie Jacken und Bleistifte. Eine Besprechung der fraglichen Ver- suche schien mir aber schon deshalb angezeigt, weil wir ähnlichen, wenn auch nicht so auffälligen Fehlern mehrfach bei jenen „Dressur- versuchen“ begegnen, die immer wieder als die einzige Stütze für die Annahme eines Farbensinnes bei Bienen ins Feld geführt werden. Als Hauptergebnis seiner Untersuchungen stellt v. Frisch den Satz auf, daß „die Blumenfarben um der Insecten willen da sind“. Er setzt sich damit in auffallenden Widerspruch mit seiner eigenen Angabe, daß den Bienen das Rot der Mohnblüte farblos dunkel er- scheinen möge, überhaupt Rot und Schwarz von den Bienen ver- wechselt werde, das Rot der Blumenfarben also nicht um der In- secten willen da sein kann. Dieser Widerspruch wird nicht ver- ringert durch v. Friscu’s seltsame Angabe, es falle „an unserer Flora sogleich der Mangel an roten Blumen auf“. Ihm sei „in unserer Flora, von Kulturpflanzen natürlich abgesehen, kein Gewächs mit rein roten Blüten bekannt außer dem Klatschmohn“. 88 C. Hess, Zunächst ist die Angabe unrichtig, daß die Farbe der Mohn- blüte ein reines Rot sei. Frischer Mohn erscheint nicht entfernt rein rot, sondern ziemlich ausgesprochen gelblich-rot; er hat z. B. fast genau die gleiche Farbe wie eine mir von einer Farben- fabrik zugeschickte und als ,Orangelack“ bezeichnete Farbprobe; ein frisches Mohnblatt auf schwarzem Grunde wird bei zunehmend indirektem Sehen schön gelb. (Beginnt der Mohn zu welken, so wird er blasser und noch gelblicher.) Wenn also, wie v. Frisco meint, die Bienen ein Rot vom Tone der Mohnblatter farblos dunkel sehen, so geht ihnen nicht nur die Rotempfindung ab, sondern es muß auch die Gelbempfindung zum mindesten stark beeinträchtigt sein. Das Rot der Alpenrose, das nach v. FrıscaH ein Purpurrot sein soll, das „reichlich Biau“ enthalte, steht nach zahlreichen von mir vorgenommenen Untersuchungen dem reinen Rot viel näher als das gelbliche Rot des Mohns. Die Außenseite der Blütenblätter der Alpenrose fand ich sogar in der Regel leicht gelblich-rot, die Innen- seite angenähert rein rot oder schwach bläulich-rot. Im Hinblick auf v. Friscæs Meinung, in unserer Flora herrsche ein „Mangel an roten Blumen“, weise ich erneut auf eine schon früher von mir erwähnte Angabe eines so ausgezeichneten Forschers wie Hermann MÖLLER hin, der unter 150 Alpenblumen mit verstecktem Honig 68 weiß oder gelb, 52 mehr oder weniger rot, 30 blau oder violett fand. Für die Frage, ob das Rot der Blumen um der Insecten willen oder unabhängig von ihnen sich entwickelt hat, ist es selbstverständlich gleichgültig, ob dieses Rot etwas ins Gelbliche oder ins Bläuliche spielt, sofern es sich nur um eine für uns vorwiegend rote Farbe handelt. Die hauptsächlichsten Blumenfarben sind Rot, Gelb und Blau, ver- hältnismäßig wenige Blumen haben eine vorwiegend grüne Farbe. Daß das Grün der Blüten um der Insecten willen entstanden sei, wird meines Wissens von niemand ernstlich behauptet. v. FRIscH’s These, daß „die Blumenfarben- um der Insecten willen“ da seien, steht also in Widerspruch zu der nunmehr selbst von Anhängern SPRENGEL’s eingeräumten Tatsache, daß mindestens die eine Hälfte der Blumenfarben, die roten und grünen, sich nicht um der Bienen willen entwickelt haben können. Nach v. Friscx würde sich die Mehrzahl der bunten Blüten, nämlich alle nicht rein gelben und blauen, anders gefärbt haben, als sie gesehen werden können; sie hätten sich in Orange, sa où Rot, Rot, Purpur und Violett _ge- farbt, um gelb, schwarz oder blau auszusehen! Über den angeblichen Farbensinn der Bienen. 89 Die oft zitierte Angabe, daB die windbestäubten Blüten un- scheinbar, die durch Insecten bestäubten dagegen durch ihre Farbe auffallend seien, bringt auch v. Frısca wieder vor, obschon ich die Unhaltbarkeit einer solchen Begründung früher eingehend erörtert habe. Er meint, diese Regel könne durch Ausnahmen nicht um- gestoßen werden; demgegenüber sei darauf hingewiesen, daß mit dem Nachweise eines vom Insectenbesuche unabhängigen Vorkommens bunter Blütenfarben die Annahme schon hinfällig ist, letztere müßten mit dem Insectenbesuche zusammenhängen. Wie wenig v. Frisc#’s Darstellung den Tatsachen entspricht, erhellt aus fol- senden Sätzen eines so ausgezeichneten Fachmannes wie KIRCHNER (Blumen und Insecten 1910, p. 412). : „Von den windblütigen Vorfahren wurden schon verschiedene Eigenschaften der Blüten auf ihre Nachkommenschaft vererbt, die für die Ausbildung von Insectenblütigkeit von grossem Wert waren. Die Produktion von reichlichem Pollen in den Antherenfächern brachte von selbst ein Zurücktreten oder Verschwinden der grünen Farbe und dafür meist eine lebhafte Gelbfärbung der männlichen Blüten mit sich, also schon einen gewissen Grad von Augenfälligkeit. Auch rote Färbungen traten, jedenfalls zum Zweck der Absorption von Wärmestrahlen als Schutz gegen zu starke Abkühlung, sowohl an männlichen Blüten (z. B. bei Fichten und Pappeln), wie nament- lich an weiblichen auf; es sei hier nur auf die schöne rote Farbe der Schuppen an den weiblichen Blüten der Fichte und Lärche, auf die Purpurfarbe der Narben der Haselblüten hingewiesen.“ Der Hauptversuch v. Frısc#’s besteht in Folgendem: Nachdem die Bienen auf eine bestimmte Farbe ,,dressiert“ worden waren, machte er ihnen verschiedenfarbige Papiere sichtbar. Die auf Blau dressierten Bienen seien nun auf die blauen, violetten und purpur- farbigen Papiere gegangen, hätten aber die vorwiegend gelben ge- mieden; die auf Gelb dressierten seien auch auf Gelbrot und Gelb- grün geflogen, hätten aber die vorwiegend blauen Papiere gemieden. vy. Frisco sieht auch in diesen Angaben einen Beweis für Farben- sinn bei Bienen. Im Hinblick hierauf wandte ich mich an die Buntpapierfabrik in Aschaffenburg, in welcher die bekannten HERING- schen farbigen Papiere hergestellt werden, deren man sich in der Physiologie seit langer Zeit zu Farbenversuchen zu bedienen pflegt und die auch v. Friscu jetzt anwendet, nachdem ich auf die Un- brauchbarkeit der früher von ihm benutzten Glanzpapiere hinge- wiesen habe. Ich erhielt durch freundliche Vermittlung der Fabrik 90 C. Hess, eine Reihe von Glasflaschen mit verschiedenem Farbmaterial und er- wähne hier nur, daß die gelbe und die blaue Farbe, die zur Her- stellung hierher gehöriger Papiere dienen, sich in ihrem Geruche selbst für uns auffallend voneinander unterscheiden. Über den Grad der Entwicklung des Geruchssinnes bei Bienen wissen wir so gut wie nichts'); die Möglichkeit, daß er feiner ist als der unsere, ist nicht ausgeschlossen; wenn also wir selbst an den mit den fraglichen Farben hergestellten Papieren keine deut- lichen Geruchsunterschiede wahrnehmen können, ist noch nicht aus- geschlossen, dab die Bienen solche Unterschiede zwischen den vor- wiegend gelben (rotgelben und grüngelben) und den vorwiegend blauen Papieren wahrnehmen und daß diese Unterschiede bei den fraglichen Versuchen mitspielen können. Entsprechendes gilt von Versuchen, bei welchen v. Frısch den Bienen ein gelbes oder blaues Papier zwischen verschiedenen durch photographische Entwicklung hergestellten grauen bot. Es entzieht sich auch unserer Kenntnis, in wieweit der hier für die Bienen möglicherweise vorhandene Ge- ruch durch Lackieren der Papiere beeinflußt werden kann, wie es v. Friscx in einigen Fäilen vornahm, um das Verhalten der Bienen gegenüber Papieren von verschiedenem Glanze zu prüfen. Mit dem Vorstehenden soll natürlich nicht gesagt sein, daß alle Fehler in den Versuchen der nach der „Dressur“methode arbei- tenden Autoren allein aus nicht genügender Berücksichtigung des Geruchssinnes zu erklären seien; wohl aber lehren die von mir mit- geteilten Tatsachen, daß Beobachtungen, bei welchen eine so wich- tige Fehlerquelle nicht genügend berücksichtigt ist, bei Erörterung 1) LUBBOCK sagt an einer Stelle (1883), daß die Bienen „offenbar . einen scharfen Geruchssinn besitzen“. In einer anderen Abhandlung (1889) dagegen schreibt er: „FOREL und ich baben gezeigt, daß bei der Biene der Geruchssinn durchaus nicht sehr stark entwickelt ist, aber trotzdem gehören ihre Antennen zu den höchst organisierten.“ FOREL schreibt: „Der Geruchssinn gewährt nur eine Nachhilfe, indem er auf eine Ent- fernung von 2—3 Centimetern die Tiere auf den eigentlich wichtigen Fleck hinweist.“ Er nimmt für die Bienen noch einen ,,Kontaktgeruch“ an, d. i. „die Fähigkeit, beim direkten Kontakt die chemischen Eigen- schaften der Körper zu erkennen“; er macht die Annahme, daß die durch den Geruchssinn erreeten Empfindungen „den Tieren Vorstellungen von Raum und Richtung geben dürften, die qualitativ von den unsrigen ver- schieden sind“, so daß man diesen antennalen Geruchssinn „mit Recht topochemischen Geruchssinn nennen kann“, er repräsentiere „eine Art sechsten Sinnes, der sehr schwer zu beschreiben ist“. Über den angeblichen Farbensinn der Bienen. O1 der Frage nach einem Farbensinne bei Bienen künftig nicht mehr in Betracht gezogen werden können. II. Neue „Dressurversuche“ bei Bienen. !) Ich selbst habe bei meinen im Folgenden zu beschreibenden neuen Versuchen die Möglichkeit störender Nebeneinflüsse insbe- sondere von seiten des Geruchssinnes dadurch ausgeschaltet, daß ich die zur Beobachtung dienenden farbigen Flächen stets unter großen reinen Glasplatten sichtbar machte und diese vor jedem neuen Ver- suche sorgfältig wusch und trocknete. Über die zu meinen Versuchen dienenden Bienen ist folgendes zu sagen. Lussock und Forez benutzten, wie wir sahen, eine ein- zelne Biene bzw. Hummel, der sie auf gefärbtem Papier Futter boten. Man wußte also hier wenigstens, daß es immer das gleiche, zur ersten Fütterung benutzte Tier war, das auch bei den folgenden Besuchen zum Honig kam. Bei v. Frısc#’s Versuchen läßt sich dies nicht angeben. Er lockte zunächst Bienen durch große mit Honig bestrichene Papierbogen an und ließ sie dann an kleinen Honigschälchen, z. B. auf gelben Papieren, saugen; es entwickelte sich dann bald ein lebhafter Bienenverkehr. In einem Versuche, bei dem zwei neue gelbe Papiere aufgelegt worden waren, zählte er innerhalb 5 Minuten 220 Bienen auf diesen und schloß daraus, die Bienen hätten mit Sicherheit die gelben Papiere unter den grauen herausgefunden, hätten daher Farbensinn. Mit Hilfe von Freunden und Verwandten nahm er ein „exaktes Zählen“ der Bienen vor und machte photographische Aufnahmen dieser Bienenanhäufungen, obschon er selbst angibt, daß er auf die Höhe der Zahlen der Bienen auf den gelben Papieren „kein großes. Gewicht“ lege, „da, sobald sich an einer Stelle eine größere Bienen- ansammlung gebildet hat, schon diese an sich auf die neu ankom- menden Bienen anziehend wirkt“. v. Friscæs Vorgehen kann leicht zu irrigen Vorstellungen führen. Es ist zunächst nicht richtig, daß nur „eine größere Bienenansamm- lung“ auf die neu ankommenden Bienen anziehend wirke, vielmehr überzeugt man sich leicht von der hier wichtigen Tatsache, daß auch, wenn nur eine einzige oder zwei Bienen an einer Stelle sich zum Saugen niedergelassen haben, oft schon nach kurzer Zeit 1) Über die in diesem Abschnitte mitgeteilten Befunde habe ich in der Münchner Gesellschaft für Morphologie und Physiologie am 15. Juli 1913 kurz berichtet. 92 C. Hass, andere zu den sitzenden heranfliegen und sich dicht neben, ja sehr häufig sogar auf diese setzen, um hier mitzusaugen. So kommt die auffallende Erscheinung zustande, daß ein großer Honigtropfen, den man z. B. auf eine Glasplatte über beliebigem Grunde gebracht hat, von heranfliegenden Bienen oft nicht etwa regellos da oder dort besucht wird, vielmehr setzen sich, wenn die erste sich nieder- gelassen hat, die folgenden nicht selten neben oder über jene und saugen, vielfach in den un- bequemsten Stellungen, von der gleichen Gegend des Honigrandes, obschon es für sie viel leichter und be- quemer wäre, von einer anderen Seite an einen anderen Teil des Tropfens zu kommen. Die neben- stehende photographische Aufnahme kann nur eine schwache Vorstellung von diesen interessanten Ver- hältnissen geben. Wenn einmal 3 oder mehr Bienen auf einem Knäuel an einem großen Honigtropfen sitzen, sieht man sehr oft, daß die neuen Bienen durchaus nicht auf die farbige Fläche, ja nicht einmal auf den Honig zufliegen, sondern mitten auf den schwarzen Knäuel, sich hier auf eine Biene niederlassen und erst von dort aus weiter nach Honig suchen. Somit ist bei v. FriıscH’s eben besprochenen Versuchen leicht möglich, daß die übergroße Mehrzahl der auf dem gelben Papier befindlichen Bienen lediglich durch die Anwesenheit einer oder einiger weniger Bienen, die sich dort niedergelassen hatten, nicht aber durch die farbige Unterlage herbeigelockt wurde. Die Zahl der Bienen auf einem bestimmten Papier ist also ohne jeden Wert für die Beurteilung der Anziehungskraft einer Farbe. Noch wichtiger ist der folgende Punkt. Bei v. Frısca’s Ver- suchsanordnung können wir nicht einmal wissen, ob die später zu- geflogenen Bienen überhaupt , dressierte“ waren, d. h. zu jenen ge- Uber den angeblichen Farbensinn der Bienen. 93 hörten, die schon einmal an dem Schälchen, z. B. auf dem gelben Papier, genascht hatten. Da sein Versuchstisch 200 Schritt von dem Bienenhause entfernt stand und da seine Bienen offenbar sehr zahlreich waren, ist nicht ausgeschlossen, daß von den später zugeflogenen Bienen, welche die auf dem gelben Papier sitzende große Masse bildeten, nur ein kleiner Bruchteil bereits früher dort Honig geholt hatte, daß also unter den vielen Bienen auf dem Gelb vielleicht nur wenige sich befanden, die in seinem Sinne auf Gelb „dressiert‘“ waren. Auch aus diesem Grunde haben Versuche, wie sie v. Frisch anstellte, keinerlei Wert für die Frage nach einem Farbensinne bei Bienen. Daß in der Tat zu den bei den ersten Anflügen zum Honig ge- kommenen Bienen im weiteren Verlaufe sich eine änsehnliche Zahl ‘neuer, d. h. noch nicht eingeflogener Bienen zu gesellen pflegt, konnte ich unter anderem mit der weiter unten besprochenen Methode dar- tun. Meine ersten Versuche mit „Dressur“ auf Blau machte ich an einem verhältnismäßig schwachen Volke; als ich etwa 150 Bienen gezeichnet hatte (s. u.), fanden sich an den folgenden Tagen regel- mäßig. ziemlich viele gezeichnete Bienen zwischen einer noch größeren Zahl ungezeichneter bei der dicht vor dem Flugloche angebrachten Futterstelle ein. Als ich entsprechende Versuche später an einem anderen, viel stärkeren Volke machte und wiederum 150 Bienen gezeichnet hatte, war die Zahl der am folgenden Tage an der Futterstelle angetroffenen gezeichneten Bienen verhältnismäßig klein gegenüber der großen Zahl der nicht gezeichneten; nicht selten war eine ansehnliche Schar von Bienen beim Honig versammelt, unter welchen sich nicht eine einzige gezeichnete befand. In anderen Versuchen hatte ich Bienen zu einem ca. 150 m vom Stocke ent-: fernten Fenster gewöhnt, indem ich ihnen dort längere Zeit Honig bot. Eines Morgens wurden 200 Bienen gezeichnet; am folgenden Tage bestand auch hier der größere Teil der anfliegenden Bienen aus nicht gezeichneten. Ich bemühte mich, die im Vorstehenden angedeuteten Fehler- quellen auf folgende Weise auszuschalten. In einer Versuchsreihe, bei der die Bienen auf Blau ,,dressiert“ werden sollten, wurde ein blauer, mit Honig bestrichener Glasstab so an das Flugloch gehalten, dab die herauskommenden Bienen sofort Honig fanden und auf dem blauen Stabe zu saugen begannen. Nun konnte ich leicht die meist ruhig‘ weiter saugenden Tiere an dem Stabe zu einem großen Honig- tropfen auf einer nur 1—2 m vom Flugioche entfernten blauen 94 C. Hess, Fläche tragen; wenn sie auch hier einige Zeit Honig genommen hatten, zeichnete ich sie durch einen kleinen Farbfleck auf dem Rücken zwischen den Fliigeln; so wurden an drei aufeinander folgenden ‘Tagen im ganzen 150 Bienen gezeichnet, an jedem Tage 50 neue mit einer anderen Farbe. Die Tiere wurden während dieser ganzen Zeit nur von blauen Flächen dicht bei ihrem Stande gefüttert, und ich konnte mich leicht überzeugen, daß unter den zum Honig fliegen- den auch gezeichnete sich dauernd einfanden. Am 4, dem Haupt- versuchstage, war es dann jederzeit leicht, festzustellen, mit welchen Bienen ich es zu tun hatte, und ich achtete bei allen Ver- suchen nicht so sehr darauf, wie viele Bienen auf den verschie- denen Farben z. B. des Spektrums (s. u.) sich niederließen, als viel- mehr darauf, ob auf die verschiedenen Farben sich gezeichnete als erste niederließen und ob dies solche waren, die einen oder bereits mehrere Tage auf Blau ,,dressiert“ waren. Erst dieses, freilich etwas mühsamere Vorgehen gibt das Recht, zu sagen, dab die bei den Hauptversuchen zu den farbigen Flächen fliegenden Bienen wirklich solche waren, die sicher mindestens zweimal, mit größter Wahrscheinlichkeit aber durch mehrere Tage auf Blau Honig geholt hatten, also wirklich im üblichen Sinne auf diese Farbe „dressiert“ waren. Zu dieser „Dressur“ benutzte ich möglichst viele verschieden- artige Gegenstände, die nur das eine gemeinsam hatten, daß sie blau waren: große und kleine blaue Papiere, die mit Glasplatten überdeckt waren, auf welchen sich Honig befand, aber auch blaue mit Honig getränkte Flanellstücke, blauen Enzian, dessen Kelche ich mit Honig gefüllt hatte, künstliche Kornblumen, die ich stark mit Honig bestrich. Alle diese Gegenstände wurden auf einem Tische nur 1—2 m vom Bienenstande entfernt aufgestellt, so daß die Tiere sofort beim Ausfliegen aus dem Stande die blauen Flächen vor sich hatten und auf ihnen (und nur auf den blauen) reichlich Honig fanden. Zwischen ihnen lagen verschiedene andersfarbige und graue Gegenstände ohne Honig. Die Bienen flogen überall hin, wo Honig zu haben war, ließen aber z. B. die nicht mit Honig bestrichenen künstlichen Kornblumen ebenso unbeachtet, wie blaue Flanellstücke ohne Honig usw. Nachdem in solcher Weise durch 3 Tage von früh bis spät aus- giebig auf Blau „dressiert“ worden war, machte ich am 4. Tage unter anderem die folgenden Versuche: 1. 10 quadratische Platten von je 10 cm Seitenlänge, die teils Über den angeblichen Farbensinn der Bienen. 95 mit freifarbigen (roten, orangefarbigen, gelben, grünen und blauen), teils mit grauen Papieren von dem gleichen farblosen Helligkeitswerte wie die einzelnen farbigen Papiere bespannt waren, legte ich in einem Rahmen nebeneinander und bedeckte sie alle zusammen mit einer 22% 52 cm großen Glasplatte. Auf letztere wurde, der Mitte jeden Quadrates entsprechend, je ein Tropfen Honig gegeben und die ganze Vorrichtung an die gewöhnliche Futterstelle gebracht. Nach v. Frisch sollten die nur einen Tag auf Blau „dressierten“ Bienen selbst dann scharenweise auf Blau fliegen, wenn ihnen hier keine Nahrung geboten würde, wohl aber auf den umgebenden, anders- farbigen oder grauen Papieren; um so mehr hätten meine durch 3 Tage auf Blau dressierten Bienen auf das Blau gehen müssen, auf dem ihnen ganz ebenso wie auf den anderen Feldern Honig ge- boten war. Tatsächlich zeigten aber die Bienen nicht die geringste Neigung, das Blau mehr aufzusuchen als die anderen Felder; in ganz regelloser Weise besuchten sie auch das gelbe, grüne oder rote oder eines der grauen Felder. Solche Versuche wurden mehrfach unter mannigfachem Wechsel der gegenseitigen Lage der farbigen und grauen Quadrate unter der Glasplatte wiederholt, nachdem zwischen je zwei Versuchen die Platte sorgfältig gewaschen und getrocknet worden war. Das Er- gebnis war immer das gleiche. 2. Mein zweiter Versuch bestand in Folgendem: EK. HERING hat kürzlich durch einen total Farbenblinden eine Reihe von Gleichungen zwischen verschiedenen farbigen und grauen Flächen in der folgenden Weise zusammenstellen lassen.!) 12 quadratische Felder von ca. 8 cm Seitenlänge sind in der Mitte so geteilt, daß : die eine Hälfte jeden Feldes ein freifarbiges Papier, die andere das farblos graue zeigt, das dem total Farbenblinden mit dem be- - treffenden farbigen gleich erscheint. Diese Felder sind in passenden Zwischenräumen von einigen Zentimetern auf einem mattschwarzen Grunde von 80>< 30 cm Ausdehnung unter Glas angeordnet. Ich brachte auch diese Tafel vor den Bienenstand, zunächst ohne Futter, nachher träufelte ich Honig bald vorwiegend auf die farblos grauen, bald auf die verschiedenen farbigen Felder. Niemals war eine Bevorzugung des Blau durch die lange auf Blau dres- sierten Bienen wahrzunehmen. 3. Der eindringlichste von allen meinen Versuchen ist wohl der 1) Zu beziehen durch R. ROTHE, Universitätsmechaniker, Leipzig. 96 C: Hess, folgende. Ich hatte mir ein aus Pigmentpapieren zusammengestelltes „Spektrum“ verschafft, das durch Aneinanderreihen von 185 ver- schiedenen freifarbigen Papierstreifen von je 1 cm Breite und 30 cm Höhe gebildet war!) und in fast kontinuierlichem Übergange alle Farben des Spektrums vom äußersten Rot bis zum äußersten Violett in solcher Ausdehnung zeigte, dab z. B. die vorwiegend blauen Streifen zusammen eine etwa 40 cm breite Partie bildeten (vgl. dei Abbildung Fig. B, die das Spektrum in ‘/, der natürlichen Größe wiedergibt). Das Ganze war auf schwarzem Grunde sichtbar und, von einem. breiten weißen Rande eingefaßt, unter einer über 2m breiten und 50 cm hohen Glasplatte gerahmt. Ich zog nun mit einer honiggefüllten Pipette einen langen Strich entsprechend der Mitte der Farben über die Glasplatte, so daß ein langer, überall gleich- mäßig breiter Streifen Honig auf dem ca. 2 m vor dem Flugloche der Bienen horizontal gelagerten „Spektrum“ sichtbar war. In mehreren Versuchen, zwischen welchen die ganze Platte wieder sorgfältig ge- reinigt wurde, änderte ich die Lage der Fläche zum Flugloche, so daß die ein- und ausfliegenden Bienen jedesmal in etwas anderer Richtung über die verschiedenen Farben des Spektrums kamen. Hätten die durch 3 Tage auf Blau dressierten Bienen nur die geringste Neigung gehabt, das Blau irgend zu bevorzugen, so hätte dies bei der hier gewählten Versuchsanordnung notwendig zum Aus- drucke kommen müssen. Nichts davon war der Fall. Die sezeichneten Bienen flogen regellos bald zu dieser, bald zu jener Farbe desSpektrums. Nachdem sich mehrere von ihnen teils im Rot, teils im Gelb oder im Grün oder Blau niedergelassen hatten, flogen bald, viele andere herbei; nach kurzer : Zeit hatten sich an vielen Stellen des Spektrums Bienenanhäufungen gebildet, aber durchaus nicht etwa nur im Blau, sondern in gleicher Weise auch in allen anderen Farben des Spektrums. War einmal versehentlich ein Honigtropfen auf den schwarzen oder weißen Teil der Umrandung des Spektrums gekommen, so wurde auch dieser bald von gezeichneten Bienen besucht. Entsprechende Versuche mit durchaus gleichen Ergebnissen stellte ich später mit einem anderen Volke an, das ich durch 3 Tage auf Gelb dressiert hatte; neben- stehende photographische Momentaufnahme (Fig. B) zeigt, wie die 1) Für freundliche Überlassung dieser vortrefflichen Zusammenstellung bin ich der Firma E. T. GLEITSMANN in Dresden zu Danke ver- pflichtet. Über den angeblichen Farbensinn der Bienen. 07 auf Gelb dressierten Tiere sich regellos auf allen Farben des mit einem Honigstreifen versehenen Spektrums niedergelassen haben. In weiteren Versuchsreihen hatte ich am Fenster meines Arbeits- zimmers, ca. 150 m vom Bienenstande entfernt, ein Brett befestigt, auf dem 3 runde Glasscheiben !) über gelbe Papierscheiben von etwas kleinerem Durchmesser gelegt und mit Honigtropfen versehen waren; es kamen während des ganzen Tages Bienen zu dem Gelb, von welchen 200 zu Beginn des Versuches gezeichnet wurden. Nachdem diese durch 2 Tage auf Gelb gefüttert waren, brachte ich zwischen die 3 bis dahin benutzten Glasscheiben 2 weitere, gleich Rot Gelb Grün Blau | Violett Fig. B. große, mit grünem und mit blauem Papier unterlegte; durch leichtes Erschüttern des Brettes wurden dann die Bienen zum Auffliegen veranlaßt; ein Teil derselben ließ sich in den nächsten Sekunden sofort auf dem Blau und dem Grün nieder, die Mehrzahl auf dem Gelb ?); um festzustellen, ob hierbei etwa die Farbe des gelben Papieres mitspielte, wurden die Bienen nach einiger Zeit wiederum auf- gescheucht und nun rasch ein gelbes und ein blaues Papier unter den Glasscheiben miteinander vertauscht; die auf Gelb dressierten Bienen flogen nun in großen Mengen auf das Blau, obschon das Gelb, von dem sie während 2Tagen Honig: geholt hatten, dicht daneben sichtbar und gleichfalls reichlich mit Honig versehen war. Nun wurde nach Aufscheuchen der Bienen rasch an Stelle der bisher benutzten gelben Scheiben der oben (S. 95) beschriebene Rahmen mit den quadratischen farbigen und grauen Platten auf das Fensterbrett gelegt, auf jedes Quadrat war ein Honigtropfen ge- bracht. Die Bienen flogen einige Sekunden unruhig über dem ihnen neuen Gegenstande hin und her und ließen sich dann regellos auf 1) In der Regel benutzte ich die flachen runden Deckel der in der. Bacteriologie gebräuchlichen sog. PETRI-Schalen, in deren innere Oberfläche die farbigen Papiere eingelegt wurden. 2) Auch ein runder Spiegel, der mit einem Tropfen Honig versehen war, wurde ganz ebenso wie die bunten Flächen besucht. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 7 98 C. Huss, grauen, blauen, gelben und roten Quadraten nieder. Auch hier kam es bald auf einzelnen Quadraten zu stärkeren Klumpenbildungen, während andere Quadrate oft längere Zeit hindurch wenig besucht wurden. Scheuchte ich die Tiere auf, so ließen sie sich bald wieder nieder, aber in ganz anderer Verteilung als das erste- mal. Bei öfterer Wiederholung solcher Versuche kam es gelegent- lich auch einmal zu einer Anhäufung von Tieren auf Gelb. Wäre solches zufällig bei dem ersten dieser Versuche der Fall gewesen und hätte man sich dann mit diesem einzigen Befunde begnügt, so hätte ein flüchtiger Beobachter dies vielleicht als Stütze für die Vermutung anführen mögen, daß die Bienen in diesem Falle um der Farbe willen auf das Gelb geflogen seien; die Wiederholung des Versuches in der angegebenen Weise zeigt aber, wie irrig ein solcher Schluß gewesen wäre: denn man überzeugt sich dann leicht, daß von einer Bevorzugung des Gelb durch die „auf Gelb dressierten“ Bienen keine Rede sein kann, vielmehr die anderen farbigen wie auch die verschiedenen farblosen Platten in ganz der gleichen Weise besucht werden wie die gelbe. Wischte ich, nachdem die Bienen längere Zeit auf der gelben Platte Honig gesogen hatten, diesen nach Aufscheuchen der Tiere rasch sorgfältig fort, so flog keine einzige Biene mehr zu dem Gelb, während die benachbarten farbigen und grauen Felder eifrig besucht wurden. In weiteren Versuchen wurde nach Aufscheuchen der Bienen der Rahmen mit den farbigen Platten wieder rasch entfernt und an seine Stelle ein sorgfältig gereinigter gelber sowie ein mit Honig- fingern berührter blauer Glasstab gelegt. Es dauerte nicht lange, bis die auf Gelb dressierten Bienen in Scharen sich auf dem blauen Stabe niederließen, während der gelbe unbeachtet blieb. v. Frisch hat angegeben, die auf Gelb dressierten Bienen sammelten sich selbst dann auf dem Gelb, wenn ihnen hier kein Zuckerwasser geboten werde, und sie ließen benachbarte graue Flächen „meist längere Zeit unbeachtet“, auch wenn ihnen hier Zuckerwasser geboten werde. Ich habe meine hier nur kurz ge- schilderten Versuche sehr häufig mit mannigfachen Abänderungen wiederholt, aber nie etwas den Angaben v. Friscu’s Entsprechendes beobachtet. Über den angeblichen Farbensinn der Bienen. 99 Bei Bienenzüchtern herrscht bekanntlich vielfach der Brauch, die Umgebungen der verschiedenen Fluglöcher eines Standes mit verschiedenen Farben zu streichen, und die Meinung ist verbreitet, den Bienen wiirde hierdurch die Erkennung ihres Flugloches er- leichtert. Um diese Annahme auf ihre Richtigkeit zu prüfen, stellte ich unter anderem folgende Versuche an: In einem passenden Rahmen wurde, wie untenstehende Abbildung zeigt, eine senkrecht stehende Glasplatte von ca. 20 cm Breite und Q x EPST | 1 | 8 cm Höhe befestigt; in der Mitte ihres unteren Randes hatte sie einen dem Flugloche entsprechenden Ausschnitt von 9 cm Breite und 1 cm Höhe. An den unteren Rand dieser Glasplatte schloß sich eine horizontale, halbkreisförmige Glasplatte von ca. 10 cm Radius an, die auf einem entsprechend geformten Holzbrettchen ruhte. Die kleine Vorrichtung konnte mittels passend angebrachter Haken leicht vor einem Flugloche befestigt werden; unter beide Glasplatten ließen sich farbige und graue Papiere schieben und je nach Bedürfnis rasch wechseln. Ich führe nur einige wenige von meinen zahlreichen ein- schlägigen Versuchen an. Vor dem Flugloche eines Stockes waren 7x 100 C. Hess, durch 3 Wochen zwei blaue Flanellstücke derart angebracht, daß der eine, vertikale, das Flugloch oben und seitlich umgab, der andere, horizontale, das vor dem Flugloche befindliche, zum Anfluge dienende Holzbrettchen überdeckte; die Vorrichtung sah also ähnlich aus wie die vorher geschilderte, nur lag der Flanell ohne Glasbedeckung vor dem Flugloche. Nun wurden, während die Bienen lebhaft flogen, rasch die beiden blauen Flanellstücke entfernt und an ihrer Stelle das eben geschilderte (im folgenden kurz als „Glasvorsatz“ bezeichnete) Gestell vor- gehängt, nachdem unter das Glas mattweiße Kartons gebracht waren. Dicht neben dem Flugloche wurde ein zweites angebracht, dessen Mitte nur 30 cm von der Mitte des ersten entfernt war und das nur den Eingang zu einer großen leeren Kiste bildete. Vor diesem „blinden“ Flugloche wurde ein anderer, dem ersten völlig gleicher Glasvorsatz befestigt, unter dessen Glas blaues Papier von der gleichen Farbe wie der früher benutzte Flanell lag. Das Anbringen der beiden Glasvorsätze erforderte nur wenige Sekunden Zeit. Die Bienen flogen sofort in dichten Schwärmen zu ihrem alten, früher von Blau, nun von Weiß umgebenen Flugloche, und nach wenigen Sekunden singen sie dort ebenso ein und aus wie vorher, als es noch mit blauem Flanell umgeben war. Zu: dem daneben stehenden blauen Glasvorsatze flog nur ganz vereinzelt eine Biene, meist blieb dieses Flugloch leer. Legte ich nun aber auf die Glasplatte vor dem blinden Flugloche den blauen Flanell, der vorher vor dem wirk- lichen gelegen hatte, so waren bald zahlreiche Bienen auf diesem angesammelt und liefen in das blinde Flugloch; legte ich aber über den Flanell eine Glasplatte, so blieben die Bienen wieder von dem blinden Flugloche weg. Diese Versuche wurden im Verlaufe der ersten halben Stunde nach Anbringen der Vorsätze mehrere Male mit dem gleichen Ergebnisse wiederholt; solange für die Bienen nur die blaue Farbe am blinden Flugloche wahrnehmbar war, wurden sie von ihr nicht im geringsten angezogen, obschon sie durch 3 Wochen an das von Blau umgebene Flugloch gewöhnt worden waren. Daß aber nicht etwa nur die Gewöhnung an die den Tieren vertraute Stelle des Flugloches an der Nichtbeachtung des von Blau um- gebenen blinden Flugloches schuld war, zeigt der Versuch, in welchem sie zu dem nicht von Glas bedeckten Flanell vor dem blinden Flugloche gingen. Da sie gleichzeitig am richtigen Flug- loche in großen Mengen anflogen, obschon dieses jetzt mit Weiß um- geben und die Anflugstelle mit Glas bedeckt war, so kann man ihr Über den angeblichen Farbensinn der Bienen. 101 Verhalten zu dem blinden Flugloche nicht etwa allein dadurch er- klären wollen, daß sie an letzteres nicht angeflogen seien, weil hier die Glasplatte ihnen ungewohnt und störend gewesen sei. Nun ließ ich den mit Weiß unterlegten Glasvorsatz 2 Tage vor dem richtigen Flugloche, während vor dem daneben gelegenen blinden ein mit Schwarz unterlegter Glasvorsatz angebracht wurde. Nach 2 Tagen wurden die beiden Vorsätze rasch gewechselt; die Bienen flogen, ohne zu zögern, sofort durch den nun schwarzen Glas- vorsatz in ihr gewöhnliches Flugloch. Fast keine einzige ging zu dem älten, weißen Glasvorsatze, obschon dieser sich dicht neben dem neuen schwarzen befand. Selbst wenn am richtigen Flugloche jeder Vorsatz entfernt wurde und also den Bienen hier jetzt nur die un- sewohnte graugrün gestrichene Vorderwand des Kastens mit dem kleinen Flugloche sichtbar war, gingen sie, ohne zu zögern, hier ein und aus, keine ging zu dem dicht daneben befindlichen weißen Glas- vorsatze, an den sie gewöhnt waren. Entsprechende Versuche mit gleichem Ergebnisse stellte ich mit verschiedenen farbigen Papieren an. Alle meine Versuche zeigen schlagend die Unhaltbarkeit der ver- breiteten Meinung von einem Einflusse der Farbe der Umgebung eines Flugloches auf die Flugrichtung der Bienen; ich habe meine Befunde bloß kurz geschildert, weil es mir wesentlich nur darauf ankam, zu zeigen, in welcher Weise einschlägige Beobachtungen an- zustellen sind, um die Irrigkeit jener heute noch allgemein herrschen- den Lehre darzutun. Ill. Neue Methoden zur Untersuchung des Lichtsinnes bei Bienen. Gelegentlich meiner Untersuchungen an Oulex-Larven entwickelte ich Methoden, die gestatten, unter Benutzung des von mattfarbigen Papieren zurückgeworfenen Lichtes wichtige Aufschlüsse über den Lichtsinn der fraglichen Tiere zu erhalten. Da auch bei neuerdings von mir vorgenommenen (noch nicht veröffentlichten) Untersuchungen an Fischen, Krebsen und Röhrenwürmern ein entsprechendes Verfahren sich für meine Zwecke besonders geeignet erwies, war ich bemüht, ihm auch eine zur Untersuchung der Bienen geeignete Form zu geben. Ich schildere im Folgenden einige Versuche, die auch Laien in der Farbenlehre unschwer wiederholen können und mit deren Hilfe sich ohne besondere technische Hilfsmittel sehr eindringliche Ergebnisse erhalten lassen. 102 C. Hess, In einen kubischen, mit einem Deckel aus Drahtnetz versehenen Glaskasten von ca. 20 cm Seitenlänge werden etwa 20—30 Bienen gebracht, indem man den Kasten nach Zurückziehen einer beweg- lichen Glaswand mit der offenen Seite tiber das Flugloch halt und, nachdem geniigend viele Bienen eingeflogen sind, die Glasplatte wieder vorschiebt.!) Der Kasten wird so, wie Schema Fig. D zeigt, dem Fenster F gegenüber aufgestellt. Die Vorderwand ist gegen von vorn einfallendes Licht durch einen schwarzen Karton geschützt, F B Fig. D. der einige Zentimeter höher und breiter ist als der Behälter, so daß auch von schräg oben und den Seiten kein direktes Licht zum Kasten gelangen kann. Die Rückwand war bei meinen Versuchen mit schwarzer Gaze überzogen, die das vom Gesicht des Unter- suchenden und von den Zimmerwänden zurückgeworfene Licht. einigermaßen von den Tieren abhielt, aber dem bei 5 sitzenden Beobachter die Verteilung der Bienen genügend zu verfolgen ge- stattete.?) 1) Interessanterweise waren Bienen, die ich direkt von einer Wabe in den Kasten brachte, zu den Versuchen nicht zu benutzen, da sie sich sofort auf einen Haufen zusammendrängten und keinerlei Neigung zeigten zum Lichte zu gehen, während die aus dem Flugloche kommenden Tiere diese Neigung sehr lebhaft zeigten, indem sie sich alle sofort auf der Fensterseite des Kastens sammelten. 2) Es war bei diesen Versuchen nicht immer nötig, die obere Seite des Kastens etwa durch schwarzen Karton gegen alles von oben ein- fallende Licht sorgfältig zu schützen. Bei vielen meiner Versuche hatte ich die obere Seite nur mit dem erwähnten feinen Drahtgitter bedeckt, durch welches sich das Verhalten der Bienen bei Belichtungswechsel etc. bequem verfolgen ließ. Über den angeblichen Farbensinn der Bienen. 103 Stellt man nun bei W bzw. S je einen mattweißen oder hell- grauen bzw. mattschwarzen oder dunkelgrauen quadratischen Karton von 40 cm Seitenlänge etwa unter einem Winkel von 45° auf, so haben sich nach wenigen Sekunden alle oder fast alle Bienen auf der dem Weiß bzw. Hellgrau zugekehrten Seite ihres Behälters ge- sammelt. Vertauscht man die beiden Kartons, so eilen die Bienen augenblicklich nach der gegenüberliegenden, jetzt dem Weiß bzw. Hellgrau zugekehrten Seite, viele, indem sie quer durch den Be- hälter fliegen, bis sie an die Glaswand anprallen, andere, indem sie an den Seitenwänden entlang laufen. Nimmt man statt der farb- losen einen roten und einen blauen Karton, so eilt die große Mehr- zahl der Bienen sofort lebhaft nach dem Blau, auch wenn dieses dem normalen Auge deutlich dunkler erscheint als das Rot; ver- tauscht man die beiden Kartons, so eilen die Tiere sofort aufs neue nach dem Blau. Besonders hübsch ist die folgende Versuchs- anordnung. Dicht hinter dem blauen Karton ist, ihm anliegend, ein roter aufgestellt, der also zunächst von dem blauen verdeckt ist; ebenso befindet sich dicht hinter dem roten Karton auf der anderen Seite ein blauer; sobald sich die Mehrzahl der Bienen auf der dem Blau zugekehrten Seite gesammelt hat, werden rasch die beiden vorderen Kartons weggezogen, so daß jetzt ohne die sonst durch das Auswechseln der Kartons bedingte Zwischenbelichtung für die Bienen augenblicklich an Stelle der roten eine blaue und an Stelle der blauen eine rote Fläche sichtbar wird. Auch jetzt machen die auf der Blauseite angesam- melten Bienen sofort kehrt und eilen in wenigen Sekunden, größten- teils in gerader Linie quer durch den Behälter laufend oder fliegend, wieder zum Blau. Entsprechende Ergebnisse erhielt ich, wenn ich zg. B. das rote durch ein orangefarbiges und das blaue durch ein grünes Papier ersetzte!) In wieder anderen Versuchen wurden einerseits farbige, andrerseits graue Kartons von verschiedener Helligkeit vorgehalten. Befand sich links ein roter, rechts ein mittel- grauer Karton, so gingen die Bienen nach rechts, befand sich links ein weißer, rechts ein blauer Karton, so eilten sie nach links usw. Diese Versuche gelangen am besten mit Bienen, die frisch vom Flugloche geholt waren; schon nach !/, Stunde reagierten sie in der Regel nicht mehr auf Lichtstärkenunterschiede, blieben vielmehr 1) Bei allen diesen Versuchen benutzte ich solche freifarbige Papiere, deren farblose Helligkeitswerte ich durch einen total Farbenblinden hatte 104 C. Hess, dauernd fast unbeweglich an einer Stelle sitzen; solche Tiere ersetzte ich stets sofort durch neu vom Stocke geholte. Die mitgeteilten Versuche lassen sich leicht aufs mannigfachste abändern. Hier mögen einige wenige Beispiele genügen. Stellt man 2 große Planspiegel Sp, und Sp, so auf, wie Fig. E zeigt, so kann man die zur Bestrahlung dienenden großen Kartons F R und B, die von dem über ———— den Kasten X. nach oben hin- ausragenden Teile des Fensters F gleichmäßig belichtet wer- den, dicht nebeneinander in Sp, k Sp, eine Ebene bringen und rasch vertauschen, indem man sie gegeneinander verschiebt. Das Ergebnis ist das gleiche wie bei den ersten Versuchen: R “4, Boao. «dde Bienen\sehentstens Fig. E. nach der Seite, die für dentotalfarbenblinden Menschen die hellere ist, gleichgültig, in welcher Farbe diese Seite dem normalen Menschen erscheint. In wieder anderen Beobachtungsreihen benutzte ich rote und blaue Seidenpapiere, die, glatt auf passende Rahmen gespannt, über die beiden Seitenwände des Glaskastens gelegt wurden, während die Vorder- und Rückwand sowie die obere und untere Seite des Behälters sorgfältig mit schwarzen Kartons verdeckt waren. Auch jetzt eilten die Bienen sofort zu dem Blau, auch wenn dieses uns deutlich dunkler erschien als das Rot. Wurde aber das rote Seidenpapier durch eine passend aufgestellte kleine Bogenlampe gleichmäßig so bestrahlt, daß die rote Fläche uns sehr viel heller erschien als die blaue, so eilten die Bienen von der blauen nach der roten Seite; sobald die Lichtstärke des Rot durch Zurückziehen oder Abdrehen der Lampe entsprechend verringert wurde, kehrten sie wieder nach der blauen Seite zurück. Die hier geschilderten Versuche nahm ich mehrfach auch mit solchen Bienen vor, die ich unmittelbar vorher durch mehrere Tage auf ein rotgelbes Papier „dressiert“ hatte; sie zeigten keinerlei be- bestimmen lassen; das Blau und Grün waren für ihn deutlich heller als das Rot und Orange. Über den angeblichen Farbensinn der Bienen. 105 sondere Neigung, nach dem Rotgelb zu gehen, sondern liefen, ganz ebenso wie nicht dressierte, nach dem Blau, selbst wenn dieses für uns etwas dunkler erschien als das Rotgelb, sofern nur das Blau für den total Farbenblinden heller war als das Rotgelb. Der Versuch zeigt wieder von einer neuen Seite schlagend die Un- richtigkeit der Angabe v. Friscx’s, nach der auf vorwiegend gelbe Farben dressierte Bienen nur auf vorwiegend gelbe, nicht aber auf blaue Farben gehen sollten (s. 0.). Das besondere Interesse der hier mitgeteilten neuen Befunde scheint mir darin zu liegen, daß sie mit den einfachsten Mitteln auch dem Laien eine Vorstellung davon zu geben vermögen, wie geringe Lichtstärkenunterschiede für die Bewegungsrichtung der Bienen bestimmend sein können; ferner zeigen die Versuche wiederum “aufs eindringlichste, daß das charakteristische Verhalten der Bienen zum Lichte mit der Annahme eines wie immer gearteten Farbensinnes unvereinbar, dagegen ohne weiteres verständlich, ja vorauszusagen ist wenn die Bienen die Sehqualitäten des total farben- blinden Menschen haben: IV. Schluß. Die herrschende Lehre, nach welcher den Farben der Blüten beim Anlocken der Bienen eine wesentliche Bedeutung zukommen soll, wurde in den vorliegenden Untersuchungen an der Hand verschiedener neuer Methoden einer systematischen Prüfung unterzogen. Es ließ sich zeigen, daß sowohl die älteren Angaben Lussocr’s und Forer’s wie auch die neueren v. Friscu’s, nach welchen eine „Dressur“ der Bienen auf bestimmte Farben möglich sein sollte, sämtlich un- richtig sind. Sobald man den Bienen verschiedene Farben unter sonst gleichen Bedingungen sichtbar macht, erweist es sich als völlig unmöglich, sie an bestimmte Farben zu gewöhnen und durch solche anzulocken. Die Irrtümer der früheren Forscher sind zum Teile darauf zurückzuführen, daß bei ihren Versuchen die von mir hervorgehobenen Nebenumstände teils gar nicht, teils nicht senügend berücksichtigt wurden. Es ist bisher nicht eine einzige Tatsache bekannt seworden, die dieAnnahme eines dem unseren irgend vergleichbaren Farbensinnes bei Bienen auch nur wahrscheinlich machen könnte. Dagegen ist bereits durch 106 C. Hess, Über den angeblichen Farbensinn der Bienen. meine früheren Untersuchungen mit spektralen und mit Glaslichtern sowie aufs neue durch meine neuen Versuche mit farbigen Papieren diese Annahme endgiiltig widerlegt. Angesichts der von mir mitgeteilten, leicht nachzuprüfenden Be- funde kann auch die geistreiche Lehre SPRENGEL'S von der Bedeu- tung der Blumenfarben fir den Insectenbesuch nicht langer verteidigt werden. G. Pätz’sche Buchdr. Lippert & Co. G. m. b. H., Naumburg a. d. S. pte NEO der Logik at ‘ay Fro blem À 4 ae Yon sae see 4 oe Gouturet: Pacts pe 0. ner if früher Prof an der Univ. Caen, jetzt Paris, Prof. an der Univ. rsen, R. Lorenz | W. roe na Prof. an der Akademie für ae Han Pr em. an ee N : wissenschaften au * M., SS Pro SE x; Pfaundter, em. Prof. an der Manu. D lnhalt: 1 en She Vor un ee Yon ”ado d’une langue auxiliaire i nes En SS Von Biker No hi 4. Sprac hlich ifesprac rache, mit eine in to Ree Verhältnis der iutermationalen. rache zur Has 7. Die wissenschaftliche Nomenklatu V ny et Yon Nomenklatur. Yon Wilhelm a - 9. et ‚"gehreiten und en Nc von Pfaundler. — 10. SchluBwor un ind Sprechen, von Pfaundler.. N er a agen: en te au demi at 2 srammatikalische W = n internat , N En por la extprobe; ein | ung nantes 5 tende an 0 Otte mit Du na HorZetschritien Fe Sand ous SAR Mit 145 Abbildungen im Text und 3 nie Ree es er Behenet M. 10 In Leinen os M: Fi 2 Zweiter Band: NENTIERE, | ae E WUR aos ee WEICHTIERE , STA EL _ SCHLAUCHTIERE ru Se 161 oe im. Text und ‘2 | © 89 Bogen 8% Geheftet M. ee ie Le Sen otha ten Lenz, Eu biedere schlane ee 2 alten 60 Jahre über Land Thema aufs neue in Singche ist, um so not Alors | Verlag von Gustav Fischer in Jena. Handwörterbuch der Naturwissenschalten Herausgegeben von — 7 Prof. Dr. E. Korschelt-Marburg (Zoologie), Prof. Dr. @. ‘Linck - Jena (Miner: logie und Geologie), Prof. Dr. F. Oltmanns-Freiburg (Botanik), Prof. Dr. K. Schau = Leipzig (Chemie), Prof. Dr. H. Th. Simon-Göttingen (Physik), Prof. Dr. M. Verworn- Bonn (Physiologie) und Dr. E. Teichmann-Frankfurt a. M. CHINESE Vollständig in 10 Bänden. Bd. 1—1Y: Abbau — Gewebe. 4927 Seiten mit 3577 Abbildungen. Ba. vI-ıx: Lacaze-Duthiers — Transformatoren. 4840 Seiten mit 3700 Abbildungen. Band V und X erscheinen im Frühjahr 1914. Preis jedes Bandes: 20 Mark, in Halbfranz geb. 23 Mark. Mehr als 300 Mitarbeiter sind es, die ihr Bestes dazu beitragen, um eine Enzyklopädie der Naturwissenschaften in bisher unbekannter Art zu schaffen. Die einzelnen Artikel sind von Gelehrten verfaßt, die gerade in dem von ihnen bearbeiteten Spezialgebiet besonders bewandert sind. In gedrängter Form geben also hier vorzügliche Sachkenner Ueberblicke über die einzelnen issenszweige der Naturwissenschaften. Ueberall in der ganzen gebildeten Welt ist dieses umfassende Werk mit leb- hafter Freude begrüßt worden. Es ist mit einer Schnelligkeit erschienen, wie sie bisher kaum bei irgendeinem Sammelwerk ähnlicher Art erreicht worden ist, und hat sich dadurch von vornherein besonders Sympathien erworben. Zugleich bietet gerade dieses rasche Erscheinen die Gewähr für die größtmögliche Ein- heitlichkeit des Ganzen und die Berücksichtigung der neuen : nisse in allen Banden des Werkes. 5 Der Gesamtpreis ist 200 Mark, gebunden 230 Mark. Die erste Lieferung kann von jeder Bande zur Ansicht torse 7 werden; ein Probeheft (mit 32 Seiten Text und Urteilen der Presse) wird kosten- — frei geliefert. > Apotheker-Zeitung, Nr. 92, vom 15. November 1913: ee Diese rasche Aufeinanderfolge der Lieferungen zeigt schon, daß Verlag und Redaktion aufs beste vorbereitet an das schwierige Werk herangetreten sind, Prüft man den Inhalt der ~ vorliegenden Hefte dann näher, so erkennt man, daß Meister ihres Berufs ihr Bestes nieder- gelegt haben, Zu einer Kritik dürften die Abschnitte in diesem Wörterbuch auch dem Spezialisten auf jedem einzelnen Gebiete kaum Veranlassung geben. . . . Abschnitte wie: Seen … Selenologie oder Mondkunde, Sonnensysteme, Schiehtenbau zu lesen, bildet einen Genuß, Sie” behandeln Gebiete, die jeden Gebildeten bekannt sein missen. Diese Beispiele mögen genügen um darzutun, daß alle Zweige der Naturwissenschaften — in dem Handwörterbuche ihre eingehende Vertretung gefunden haben. Daß diese dem neuesten Stande der Wissenschaft angepaßt sind, soll noch betont werden, dafür bürgen ja auch schon — die Namen der Herausgeber. Daß große Werk wird somit eine Fundgrube au Wissenswertem für alle dieienigen sein und es auch bleiben, die in ihm Rat suchen. 2 Zeitschrift für positivistische Philosophie, 1. Jahrg. 1913, 2. Heft: Lassen wir das imposante Werk in seiner Gesamtheit und vor allem in seiner Grund- idee auf uns wirken, so müssen wir bekennen, daß hier, getragen von der Idee des Zusammen- hangs der naturwissenschaftlichen Einzelgebiete unter sich und von der Ueberzeugung, daß die Naturwissenschaft eine einheitliche Wissenschaft ist, nicht nur ein bloßes naturwissen- schaftliches Nachschlagewerk, das jede gewünschte spezialwissenschaftliche Auskunft zu er- — teilen vermag, sondern zugleich eine großzügige naturwissenschaftlich-naturphilosophische Enzyklopädie von eigener, bisher noch unbekannter Art geschaffen worden ist. Ein Werk, das ~ lediglich durch seine Existenz schon den einseitigen Spezialisten veranlassen wird, ja ~ muß, wenigstens ab und zu seine Augen über die engen Grenzen seines Fachgebietes zu erheben und seine Forscherarbeit an den großen Zielen der Gesamtnaturforschung zu orientieren. : Wir werden übrigens nach Erscheinen des Schlußbandes noch einmal Gelegenheit nehmen, das nicht nur für den naturwissenschaftlichen Fachgelehrten, sondern auch für jeden natur- ~ wissenschaftlich Interessierten wERevalle Werk ausführlich zu besprechen. M. H. Baege Diesem Heft liegt ein Prospekt bei von €. W. Kreidels Verlag, Wiesbaden (Inhaber J. F. Bergmann) über „Sarasin & Roux, Nova Caledonia‘, : G. Pätz’sche Buchdruckerei Lippert & Co. G. m. b, H., Naumburg a. d. S, ne un ; . AWEITES HEPT | “ee MDT ‘TARELN eS a EN a VERLAG ON GUSTAV FI a Fe Inhaltsübersicht. SAINT-HILAIRE, C., Über die Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien bei der intracellulären Verdauung. Mit Tafel 3—9 107 Seite Soeben erschien: Vergleichende Physiologie und Morphologie der ° ° unter besonderer Beriicksichtigung der Lebensweise. Spinnentiere yon prof. Dr. Friedrich Dahl. Erster Teil: Die Be- ziehungen des Körperbaues und der Farben zur Umgebung. Mit 223 Ab- bildungen im Text. (VI, 113 8. gr. 8°.) 1913. Preis: 3 Mark 75 Pf. Das Buch, dessen erster Teil hiermit der Oeffentlichkeit übergeben wird, geht zum erstenmal von der außerordentlich wechselnden, oft bei nahe verwandten Arten völlig verschiedenen Lebensweise der Tiere aus, mit anderen Worten, befolgt die biozentrische Methode bis ins einzelne. Von zwei weiteren, nachfolgenden Teilen des Buches wird der nächste die Physiologie der Bewegung und der Nerventätigkeit, der dann folgende dritte Teil die Physiologie des Stoffwechsels und der Fortpflanzung enthalten. — Wie der vorliegende erste Teil besonders auf sog. ökologischen Tat- sachen basiert, so wird der zweite die Ethnologie oder die Lehre von den Lebens- gewohnheiten der Tiere zur Grundlage haben. Der letzte Teil wird das enthalten, was man sonst in erster Linie als Physiologie bezeichnet hat. — Der gegenwärtige erste Teil sucht den Bau der Spinnentiere, soweit diese als Ganzes mit ihrer Umgebung in Beziehung stehen, physiologisch zu erklären. Das Buch wird einem dringenden Bedürfnis entgegenkommen. Vor allen Dingen braucht der Lehrer — der Schulmann ebensowohl wie der Universitätslehrer — ein Buch, das ihn in den einzelnen Tiergruppen über die Lebensweise und zugleich über den äußeren und inneren Bau unterrichtet. Sehr reichhaltig ist die Ausstattung des Buches mit neuen, guten Abbildungen. Soeben erschien: Studien zur Pathologie der Entwicklung. Herausgegeben von Dr. Robert Meyer und Dr. Ernst Schwalbe Professor, Prosektor an der Universitats- Professor, Direktor des Pathologischen Frauenklinik in Berlin. Instituts in Rostock. Erster Band, erstes Heft. Mit 44 Abbild. im Text und 3 Tafeln. 1913. Preis: 8 Mark. Inhalt: Ueber die Methoden und den Wert des Vergleichs menschlicher und tierischer Mißbildungen. (Vergleichende Teratologie.) Von Ernst Schwalbe. (8. 1—11.) — Beiträge zur Lehre fetaler Knochenkrankheiten. Von Dr. med. H. Häßner, Oberarzt. Mit 3 Tafeln. (S. 12-49.) — Biologische Beziehungen zwischen Mutter und Kind während der Schwangerschaft. Von Priv.-Doz. Dr. Bruno Wolff, Rostock. (S. a _ Die Vertebraten-Hypermelie. Von Dr. Pol, Heidelberg. Mit 44 Abbildungen. (S. 71 - 184.) — Die Vererbungsgesetze der Hypotrichosis congenita an der Hand zweier Stammbäume. Von Dr. G. Linzenmeier, Kiel. (S. 185-—196.) Erster Band, zweites Heft. Mit 7 Abbild. im Text u. 8 Tafeln. 1914. Preis: 10 Mark. Inhalt: Erfolge und Aufgaben im Untersuchungsgebiete der ,,embryonalen Gewebs- anomalien“. Von Robert Meyer. (S. 197—219.) — Vergleich der Gehirne einer Duplicitas anterior vom Kalbe. Von Gerhard Riemer. Mit 7 Tafeln. (S. 220—237.) — Inter- peritoneales Teratom bei einem Neugeborenen. Von Dr. Winkler. (S. 238—256.) — Netzhautelemente im Optikusstamm. Von F. Nehl, Medizinalpraktikant. Mit 1 Abbildung. (S. 257— 262.) — Ein Fall von sekundärer Hypoplasie des Kleinhirns. Von Prof. Dr. A. Dietrich. Mit 3 Abbildungen. (S. 263—274.) — Ein Adamantinom des Unterkiefers. Von Paul Georgi. Mit 1 Tafel und 4 Abbildungen. (S. 375—312.) Nachdruck verboten. Ubersetzungsrecht vorbehalten. Über die Veränderungen der Dotterkôrner der Amphibien bei der intracellulären Verdauung. | Von Prof. C. Saint-Hilaire, Jurjew. Mit Tafel 3—9. Inhalt. Einleitung. I. Bau und chemische Zusammensetzung der Dotterkörner. II. Die Veränderungen der Dotterkörner von Amphibienlarven. A. Zellen von Axolotllarven. B. Zellen von Frosch- und Tritonlarven. C. Zellen aus dem Darmepithel der Salamanderlarve. III. Die Veränderungen der Dotterkörner in den degenerierenden Eiern von Amphibien. IV. Die Veränderungen der Dotterkörner in den Phagocyten. . Phagocyten des Frosches. . Phagocyten der Maus. . Phagocyten von Bacillus. . Phagocyten von der Taube. . Phagocyten des Regenwurmes. . Phagocyten vom Salamander. V. Die Veränderungen der Dotterkörner in den Zellen des Darmes von Dendrocoelum lacteum. VI. Die Veränderungen der Dotterkörner in den Protozoen. A. Amöben. B. Infusorien. Schluß. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. SmedDonPr 108 C. SArNT-HILAIRE, Einleitung. | Bei meinen Untersuchungen über die intracelluläre Verdauung habe ich mich namentlich mit jenen Prozessen befaßt, die sich im Protoplasma abspielen. Als ich nun zur Frage über den Verbrauch des Nahrungsdotters in den Zellen der Amphibienlarven, der ja auch ein Vorgang der intracellulären Verdauung ist, überging, konnte ich mich überzeugen, daß zu einem Verständnis dieses Vorgangs auch die Kenntnis darüber gehört, wie sich der allmähliche Schwund der Dotterkörner in den Zellen darstellt. Es erwies sich nun zunächst ‚als notwendig, die Frage von der morphologischen Seite anzugreifen, hauptsächlich aber sie mit Bezug auf das Verhalten der Dotterkörner gegenüber den verschiedenen Reagentien zu studieren. Als ich mit der Arbeit begann, hielt ich sie für viel einfacher, als es sich später gezeigt hat. Bei meinen Untersuchungen fand ich zunächst, daß die chemische Zusammensetzung der Dotterkörner nicht genügend erforscht ist und daß einige mikrochemische Re- aktionen in ihrer Natur bisher unaufgeklärt sind, weiter, daß die Auflösungsprozesse der Dotterkörner in der Mehrzahl der Fälle nicht als typische Reaktionen aufgefaßt werden können, wie etwa als Lösungs- oder Fermentationsprozesse. Ich mußte ein und dieselbe Reaktion mehrmals prüfen, da ich häufig auf neue Tatsachen stieß, welche geeignet waren, unsere Vorstellungen über die hier in Be- tracht kommenden Vorgänge ganz zu verändern. Wie leicht man hier in einen Fehler verfallen kann, wird die folgende Darstellung zeigen; ich berücksichtige namentlich diejenigen Fälle, wo Fehler am ehesten möglich sind. Ich habe die Arbeit schon vor längerer Zeit begonnen. Sie nahm immer größeren und größeren Umfang an, und das Gebiet, auf das sie Bezug hat, ist ja tatsächlich unendlich groß, namentlich, wenn man das Untersuchungsmaterial variiert. Ich habe darum die Grenzen meiner Untersuchungen willkürlich gezogen und mich schließlich entschlossen, das Material, das sich mir allmählich häufte, zu veröffentlichen, in der Hoffnung, daß vielleicht andere Forscher für diese Frage Interesse fänden und daß wir nun mit vereinten Kräften der Lösung der Frage näher treten könnten. Von be- sonderer Bedeutung wäre die Unterstützung von seiten der physio- logischen Chemie. Da ich selbst nicht Spezialist auf diesem Gebiete bin, mußte ich mich hier auf die Ergebnisse anderer Untersucher stützen, aber gerade auf diesem Gebiete stieß ich Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 109 auf zahlreiche Fragen und Zweifel, über die ich nicht Herr werden konnte. Dort, wo es möglich war, habe ich versucht, die Erscheinungen zu erklären. Doch fühle ich, daß diese Erklärungen nicht immer ‘genügend sind, weil eben die physikalisch-chemische Grundlage, auf der hier gebaut werden mußte, noch ungenügend aufgeklärt ist. I. Bau und chemische Zusammensetzung der Dotterkörner. Der Bau der Dotterkörner bei den Amphibien ist allgemein "bekannt, und ich habe hier wenig hinzuzufügen. Alle Autoren, die sich mit der Embryologie der Amphibien befaßt haben, beschreiben ‚die Dotterkörner als ovale Scheiben mit abgerundeten Kanten und scharf zugeschnittenen Spitzen. Ihre Form ist bei den verschiedenen ‚Amphibien nicht gleich: beim Axolotl z. B. besitzen sie eine nicht ganz regelrechte Form. Ihre Größe ist auch verschieden: ihre maximale Größe erreichen sie beim Salamander. Aber auch in jedem einzelnen Ei finden wir größere und kleinere Dotterkörner; die ‚kleineren sind anders geformt als die größeren und erinnern im Gegensatz zu den gröberen eher an Körner als an Scheiben. Feinere ‚Strukturverhältnisse lassen sie nicht erkennen. Sie besitzen eine ‘Membran, welche jedoch nur bei der Maceration in einigen Flüssig- keiten sichtbar gemacht werden kann. Levvic, RÜckerr und His ‚haben sie für die Dotterkörner der Selachier beschrieben. Häufie findet man Dotterkörner, die wie aus zwei Teilen der Länge nach ‚zusammengefügt oder aus ungleichartigen Stücken bestehend er- ‚scheinen. Unter dem Einfluß verschiedener chemischer Reagentien zerfallen die Dotterkörner in sehr dünne Scheiben, die parallel zu- ‚einander gelagert sind; in den veränderten Dotterkörnern sind diese ‘Scheiben nicht zu sehen. Auf der Oberfläche der Dotterkörner sind häufig von der Fläche aus kleine rundliche Vertiefungen zu sehen, die auch durch die Membran hindurchgehen; diese Vertiefungen ‘sind für das Verständnis der Veränderungen, die sich an den Dotter- körnern abspielen, von großer Bedeutung. Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß die Struktur der Dotterkörner durchaus nicht so einfach ist, wie es auf den ersten ‚Blick scheinen mag. Beim Salamander haben sie einen geschichteten Bau, etwa wie Stärkekörner. Jedenfalls ist die geschichtete Struktur nach Bearbeitung der Dotterkörner mit stark verdünnter Salzsäure, oder wenn man auf Dotterkörner, die längere Zeit im Wasser ge- legen hatten, einen Druck ausübt, deutlich zu sehen (Fig. 26), ebenso 8* 110 . : C. Satwr-Hinatrg, bei Bearbeitung der Dotterkörner mit verdünnter (1°/,iger) Essig- säure: hier sieht man die einzelnen Schichten sich gewissermaßen voneinander entfernen, wobei die Membran platzt und einen klaffenden Riß zeigt (Fig. 27). Die Dotterkörner der Amphibieneier sind chemisch nur sehr wenig erforscht. Angaben über diese Frage finden wir in den Arbeiten von VALENCIENNES U. FREMY (39), MIESCHER (24) und zu- letzt in den vor einiger Zeit veröffentlichten Untersuchungen von Mac OLENDON (7). ° | Die ersten sehr sorgfältigen Untersuchungen über die chemische Zusammensetzung der Dotterkörner stammen von den Franzosen VALENCIENNES U. FREMY (39). Diese haben hauptsächlich an den Eiern von Vögeln und Fischen gearbeitet. ‘Sie fanden mehrere Eiweib- körper im Dotter der Fische, z. B. Ichthin, Ichthulin. Sie unterscheiden sich voneinander durch ihre Reaktionen. Ichthin, das auch in den Dotterkörnern der Amphibien enthalten ist, ist in Wasser und Äther unlöslich, löst sich aber in Salzsäure, in kon- zentrierten Säuren und in verdünnter Essig- und Phosphorsäure; schwach löslich ist das Ichthin in Natronlauge und Kalilauge. Eingehend hat sich mit der Chemie der Geschlechtsprodukte, namentlich mit dem Eidotter, MıescHer befaßt. Er fand, daß der Dotter bei den Amphibien, z. B. Bombinator, „eine klare Flüssigkeit“ darstellt, in der Dotterkörner und Fettrépfchen eingeschlossen sind. Die flüssigen Bestandteile des Eies können mit Essigsäure und Kohlensäure gefällt werden. Die Flüssigkeit ist, wie aller Dotter, von saurer Reaktion. Auch durch Wasser kann sie zum Teil ge- fällt werden; man erhält jedoch dabei einen nur geringen Nieder- schlag. Die Dotterkörner erweisen sich nach der Trennung von der Zwischensubstanz von anderer chemischer Zusammensetzung. Bei der Pepsinverdauung zerfallen sie in Eiweiß und Nuclein. Bei der Bearbeitung der Dotterkörner mit heißem Alkohol geben sie Lecithin ab. Mc CLeNDoN versuchte die Substanz der Dotterkörner von Rana pipiens in reinem Zustande zu gewinnen, indem er die Eier zentri- fugierte und in großen Mengen verdünnten Ammoniaks löste Er gewann dabei eine Substanz, die er für ein spezifisches Nucleo- albumin hält und die er als Batrachiolin bezeichnet. Er gibt auch die chemische Zusammensetzung seines Batrachiolins an. Wertvollere Hinweise, die ich bei meiner Arbeit verwerten konnte, fand ich in einigen morphologischen Arbeiten, die sich mit Veränderungen der Dotterkürner der Amphibien. IE den Dotterkérnern befassen, z. B. in den Arbeiten von His (17), VIrcHow (40), RADLKOFER (31) u. A., die die Dotterkörner mikro- chemisch untersuchten. | Es existieren noch alte Beobachtungen von Kart Voer (41) bei Alytes obstetricans, die allerdings noch von niemandem bestätigt worden sind, daß die Dotterkörner sich leicht in heißem Alkohol und Äther lösen und daß nach der Auflösung in Wasser Stearin ausfällt. Remax (32) wies darauf hin, daß bei Amphibien die „tafel- förmigen Dotterkörner einen zierlich geschichteten Bau haben und sich beim Zusatz von Essigsäure ihres Fettes entledigen, das in Form von Tropfen hervorquillt, während eine farblose, durchsichtige, feste Hülle zurückbleibt“. VIRCHow hat Stearin in .den Dotterkörnern der Amphibien und Fische nicht gefunden. Er fand auch nicht, daß sie sich in heißem Alkohol lösen, wohl aber, daß sie beim Kochen in Alkohol an Dicke und Glanz gewinnen. In Äther quellen sie auf. Dasselbe geschieht in verdünnten Lösungen von Mineralsäuren, in verdünnter Essig- säure und in verdünnten Laugen, in Chloroform und Glycerin. In konzentrierter Essigsäure und in konzentrierter Lauge lösen sich die Dotterkörner sofort auf. Bei schwächeren Konzentrationen, die sehr schnell wirken, blähen sich die Dotterkörner bald auf, werden dann durchsichtig, um nach einiger Zeit wieder zusammenzufallen oder als große transparente Flecke zurückbleiben. „Das fettige, glänzende Aussehen, die dicken und groben Conturen sind dann voll- ständig verschwunden.“ In verdünnter Essigsäure und in Ather nehmen die Dotter- körner an Umfang zu und können dabei das 3—4fache ihrer ur- sprünglichen Größe erreichen, wobei sie sich der Länge nach aus- dehnen. Sie: bekommen ein mattes Aussehen, zeigen eine regel- mäßige quere Strichelung oder eine wellenförmige, sich durch- kreuzende Linienzeichnung. Manchmal handelt es sich um ganz unregelmäßige Linien. Ähnliches beschreibt Jonannes MüLLer (26) für die Dotterkörner beim Aristoteles-Hai. Folglich sind im Innern der Dotterkörner quere oder spiralige Schichtungen vorhanden. An frischen Dotterkörnern ist die Strichelung nur an der Oberfläche zu sehen. Die Dotterkörner zerfallen später in Scheiben. Vircuow hält die Dottersubstanz für einen Eiweißkörper. Wenn man zu den in Essigsäure gequollenen Dotterkörnern etwas Kochsalz- oder Kaliumeisen-Cyanür-Lösung hinzufügt, so ziehen sie sich wieder 112 C. SaINT-HILAIRE, zusammen. Es handelt sich hier aber nicht um eine Gerinnung, denn die Eier bleiben dabei transparent. Die Dotterkörner quellen auch in Ammoniak, blassen ab und werden rund. In rauchender Schwefelsäure lösen sie sich vollständig auf; nicht aber in konzentrierter Schwefelsäure. Ausführlichere Angaben über die mikrochemischen Reaktionen der Dotterkörner bei den Amphibien finden wir in der Arbeit vom RADLKOFER (31). Diese Arbeit ist von besonderem Interesse, insofern als RADLKOFER die krystallinischen Bildungen, die man bei Pflanzen vorfindet, zu denjenigen bei Tieren in Parallele zu setzen versucht. Von den letzteren berücksichtigt er die krystallinischen Dotter- körner bei Fischen und Amphibien. RADLKOFER findet viel Ahn- lichkeit bei beiden. Beim Frosche werden die Dotterkörner beim Aufdrücken plattgedrückt und zerfallen. Unter der Wirkung des Wassers entstehen die sogenannten Spaltungslinien (RADLKOFER ge- braucht hier einen Ausdruck aus der Mineralogie, da er die Dotter- körner für wirkliche Krystalle hält). In Ammoniak lösen sie sich auf. Stärkere Konzentrationen von Kalilauge sind ohne Wirkung, während die Dotterkörner in Wasser aufquellen und sich sogar lösen. In Salpetersäure werden die Dotterkérner gelb. In konzen- trierter Salzsäure nehmen sie an Umfang zu und lösen sich bei Er- wärmung auf. Verdünnte Salzsäure „macht wenig“ aus, fügt man jedoch Wasser hinzu, so quellen die Dotterkörner nunmehr auf. Verdünnte Schwefelsäure löst sie auf. In konzentrierter Essigsäure. lösen sie sich nicht, quellen aber auf, wobei die Quellung bei weiterer Verdünnung zunimmt. Alkohol und Äther rufen eine Ge- rinnung der Dotterkörner hervor, so daß Ammoniak später auf sie keinen Einfluß hat. Im großen ganzen erinnern die Dotterkörner bet den Amphibien mit Bezug auf ihr chemisches Verhalten an das Ichthin im Ei der Fische. RADLKOFER ist der Meinung, daß die „Ichthinplättchen Krystalle sind“. Die Beobachtungen von Hıs sind für uns sehr wertvoll; sie beziehen sich jedoch namentlich auf Vögel, Reptilien und Selachier. Ich werde sie darum hier nicht besonders zitieren und nur im folgen- den gelegentlich auf sie zurückkommen. Faßt man alle bisherigen Untersuchungen zusammen, so kann man: folgendes sagen. Die Substanz der Dotterkörner gehört, worauf noch einige spezielle Eiweißreaktionen hinweisen, zu den Eiweiß- körpern, zu den sogenannten Vitellinen, die den Globulinen ver- wandt sind. Sie stellen eine besondere Gruppe von Nucleoalbuminen Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 113 dar, d. h. sie sind Eiweißverbindungen, die unter besonderen Um- ständen, ähnlich den Nucleoproteiden des Zellkernes, in einen Eiweif- körper und in ein phosphorhaltiges Paranuclein verfallen. Ebenso wie vom Nuclein des Zellkernes läßt sich vom Paranuclein die Paranucleinsäure abspalten, die sich aber von der Nucleinsäure sehr wesentlich dadurch unterscheidet, daß sie keine Purinbasen liefert. Es ist somit der Gang des chemischen Abbaues bei beiden Substanzen ähnlich, nur sind die Abbauprodukte bei beiden verschieden [WALTER (42)]. Einige Autoren wollen unter den Abbauprodukten der Nucleo- albumine eine Kohlehydratgruppe gefunden haben; doch ist sie nicht immer vorhanden. Die Nucleoalbumine sind, außer ihrem großen Gehalt an Phos- phor, auch noch durch einige allgemeine Eigenschaften charakte- risiert. Sie sind z. B. in Wasser unlöslich, löslich in schwachen Säuren, in verdünnten Alkalien und in Neutralsalzlösungen. Diese Angaben über die Nucleoalbumine finden wir in allen ausführlichen Handbüchern der physiologischen Chemie: im Hand- buch von OPPENHEIMER (28), bei HAMMARSTEN (14), im Handbuch von KossEL u. SCHIEFFERDECKER (19). Hier wird ein Unterschied zwischen den Dotterelementen bei Amphibien einerseits und Fischen anderer- seits nicht gemacht. Das ist auch vollständig richtig, da sie sowohl in morphologischer als auch in chemischer Beziehung einander ja außerordentlich ähnlich sind. Bei den Karpfen findet man Dotter- körner, welche auch äußerlich von den Dotterkörnern der Amphibien : kaum zu unterscheiden sind. Wie ich mich selbst überzeugen konnte, sind sie auch in mikrochemischer Beziehung einander sehr ähnlich. Die Dotterelemente der Fische und Amphibien unter- scheiden sich voneinander namentlich durch die Konsistenz ihres Inhaltes: bei den Amphibien, Selachiern und vielen Knochenfischen sind sie fest, bei den Vögeln und manchen Fischen (Salmoniden) sind sie von einer Flüssigkeit erfüllt. Bei den Fischen finden wir einen allmählichen Übergang von kleinen krystallinischen Bildungen zu größeren Bildungen, die einen flüssigen Inhalt haben. Bei den Karpfen läßt sich dieser allmähliche Übergang in jedem einzelnen Ei im Verlaufe seines Wachstums feststellen: in jungen Eiern finden wir Krystalle, die in reifen Eiern bläschenförmigen Gebilden Platz machen. Die Angaben der Autoren weichen in ihren Details häufig von- einander ab. Ich glaube, das rührt daher, daß das Vitellin, das 114 C. Sarnr-HiLAIRE, man bei der chemischen Bearbeitung aus dem Protoplasma der Eier gewinnt, in Wirklichkeit dem Inhalt der Dotterkörner nicht ganz entspricht, da wir nicht die Möglichkeit haben, die Dotterkörner von dem Protoplasma ganz zu isolieren. Viele Autoren haben darauf hingewiesen. MOROCHOWETZ (25) weist darauf hin, daß man zwischen den Eiweißkörpern des Protoplasmas des Eies, die er als Vitello- globuline bezeichnet, und den Eiweißkörpern der Dotterelemente zu unterscheiden hat. Ich will nun zur Beschreibung meiner eigenen Untersuchungen, die sich auf die Mikrochemie der Dotterkörner beziehen, übergehen. Zunächst will ich mich dabei mit jenen Veränderungen befassen, die die Dotterkörner bei einer mechanischen Beeinflussung erfahren. Wie schon RADLKOFER darauf hingewiesen hat, platzen die Dotterkörner bei starkem Druck und geben an den Rändern radiale Risse und zerfallen zuweilen in einzelne Scheiben (Fig. 1). Nicht immer aber verläuft die Sache so. Ich habe hier eine interessante Beobachtung gemacht, die mich wohl vor vielen Fehlern bewahrt hat. Man muß eine Tatsache, die ich unten beschreibe, bei allem weiteren Studium der Dotterkörner bei den Amphibien im Auge haben. Und zwar handelt es sich um folgendes. Als ich einmal etwas, Dotter aus dem Ei des Frosches unter das Deckglas für ein Kontrollpräparat brachte, war ich sehr erstaunt, daß ich nach verhältnismäßig kurzer Zeit die Dotter- körner stark verändert vorfand: sie waren abgerundet, weich und transparent geworden und begannen miteinander zu verschmelzen, wobei sie große Tropfen bildeten (Fig. 8). Ich konnte zunächst die Bedingungen, aus denen sich dieser Auflösungsprozeß ergab, nicht begreifen und suchte sie in irgendwelchen äußeren Faktoren. Es erwies sich jedoch, daß hier alles vom Drucke des Deckglases auf die Dotterkörner abhängt. Wenn man z. B. den Dotter vom Frosche nimmt und, ohne irgend etwas hinzuzufügen, mit dem Deckglas auf ihn drückt, so kann man stets den beschriebenen Vorgang beob- achten. Zunächst sieht man Veränderungen in den Randpartien des Deckglases, wohl darum, weil hier infolge der Austrocknung das Deckglas mehr auf den Dotter drückt. Verfolgt man die Ver- änderungen an den Dotterkörnern, so kann man sich überzeugen, daß die Membran der Dotterkörner sich allmählich abhebt, daß unter ihr sich Flüssigeit ansammelt, in der der Rest der festen Sub- stanz der Dotterkörner suspendiert ist (Fig. 2). Die festen Bestand- teile tauen gewissermaßen allmählich auf, um schließlich ganz zu Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 115 schwinden (Fig. 8 a, b,c) Manchmal kann man einen Zerfall der Dotterkörner in einzelne Schichten beobachten, ähnlich wie man es bei der Einwirkung schwacher Säuren oder Alkalien (s. weiter unten, Fig. 13a) zu sehen bekommt. Diese schichtbildenden Elemente sind in der flüssigen Masse der Dotterkörner suspendiert. In diesem Zustande besteht ein Dotterkorn aus Membran und flüssigem Inhalt. Die Dotterkörner nehmen darum Kugelform an (Fig. 4). Wir rufen künstlich hier dasselbe hervor, was normalerweise bei den Karpfen im Verlaufe der Eientwicklung geschieht. Diese Vorgänge sind von komplizierten Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung der Dotterkörner begleitet. Darauf weist der Umstand hin, daß im Innern dieser veränderten Dotter- körner auch morphologisch drei verschiedene Substanzen zu unter- scheiden sind: die flüssige Grundsubstanz, durchsichtige ungefärbte Tropfen (Fig. 5a, b) und mehrere kleine oder ein großer Tropfen, die sich mit Neutralrot färben (Fig. 6a—d). Bei weiterem Drücken werden die letzteren gewissermaßen aus den Dotterkörnern heraus- geprebt (Fig. 7). Später, wie schon gesagt, verschmelzen die einzelnen Tropfen untereinander (Fig. 8) und bilden eine schaumige Masse, die zunächst sich mit Wasser nicht mischt, später aber sich in Wasser auflöst. Diese Masse erinnert sehr an die Myelinfiguren. Bei der Verschmelzung einer großen Anzahl von Dotterkörnern be- obachtet man eine Anhäufung von Fettropfen und von ausgepreßten gefärbten Bläschen. Die Fettropfen stammen höchstwahrscheinlich von dem Fette ab, das zwischen den ‚einzelnen Dotterkörnern ge- lagert ist (Fig. 9). Die nach der Auflösung des Inhaltes der Dotter- körner zurückbleibenden Membranen behalten zuweilen die Form der Dotterkörner bei (Fig. 10a, b), manchmal jedoch nehmen sie eigenartige Formen an (Fig. 11 a—d). Wenn es in unserem Falle wirklich auf die mechanische Be- einflussung der Dotterkörner ankommt, so müssen die Erscheinungen der Verflüssigung und Verschmelzung der Dotterkörner auch unter dem Einfluß von allerlei pulverisierten Substanzen zustande kommen. Ich versuchte es zunächst mit Talk, das ich zum Dotter des Frosches hinzufügte. Nach einigen Minuten bemerkte ich, daß die Dotter- körner sich abzurunden begannen (Fig. 12a—c) und miteinander verschmolzen. So konnte ich meine Voraussetzungen vollauf be- stätigen. Jedoch haben nicht alle pulverisierten Substanzen dieselbe Wirkung auf die Dotterkörner. So haben z.B. Stärke und Karmin 116 C. Sainr-HILAIRE, diese Wirkung nicht. Kreide besitzt diese Wirkung wohl, nicht aber in demselben Maße wie Talk. Mag sein, daß diese Erscheinung darauf zurückzuführen ist, daß die Krystalle des Talkes scharf zu- gespitzt sind. Ich habe die Abrundung und das Verschmelzen der Dotter- körner auch beobachten können, ohne daß ein Druck auf den Dotter (des Tritons) ausgeübt worden war. Ich glaube, daß hier die mehr flüssige Konsistenz des Materials der Dotterkörner mitspielt. An den Dotterkörnern beim Hai fand His (17), daß „bei Zusatz von destilliertem Wasser quellen die hyalinen Hüllensubstanzen auf, zum Teil fliessen benachbarte Kugeln zusammen und breiten sich in myelinähnlichen Formen aus“ (p. 184). Die beschriebene Er- scheinung gleicht vollkommen derjenigen, die ich beim Druck auf die Dotterkörner beobachtet habe, ebenso derjenigen, wie man sie bei der Einwirkung verschiedener Reagentien beobachten kann. Wasser jedoch wirkt auf die Dotterkörner der Amphibien nicht. Man muß annehmen, daß hier in den Dotterkörnern ein innerer Umbau sich vollzogen hat. Die Bedingungen, die hier ausschlag- gebend sind, sind meiner Meinung nach zweierlei: es ist möglich, daß beim Drücken irgendwelche Substanzen, die normalerweise von- einander getrennt sind, miteinander in Berührung kommen oder daß beim Drücken die physikalische Struktur der Membran so ver- ändert wird, dab nunmehr Wasser in die Dotterkörner eindringen kann, was normalerweise. wohl nicht der Fall ist, und das ein- sedrungene Wasser die Auflösung der Substanz der Dotterkérner ver- anlabt. Analysen zur Aufklärung der chemischen Zusammensetzung der Dotterkörner habe ich nicht ausgeführt. Die Arbeit wäre viel zu kompliziert. Ich habe auch nicht die Eiweißreaktionen nachgeprüft — für mich kam es ja vor allem darauf an, das Verhalten der Dotter- körner gegenüber solchen Reagentien zu studieren, die in den Zellen wirklich vorkommen. Von den Reaktionen der Vitelline sind, wie wir wissen, charakte- teristisch namentlich die Unlöslichkeit im Wasser und die Löslich- keit in Säuren und Alkalien. Diese Reaktionen habe ich zunächst geprüft. Es hat sich nun gezeigt, daß Wasser auch dann unwirksam bleibt, wenn die Dotterkörner in ihm sogar längere Zeit, z. B. 15 bis 30 Tage und mehr, liegen bleiben. Nur hin und wieder konnte ich dabei eine gelinde Quellung beobachten. Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. WILY Von größter Bedeutung wäre ein Eindringen in die osmotischen Verhältnisse in den Dotterkörnern. Es war ja von vornherein an- zunehmen, daß manche Veränderungen, die man in den Dotter- körnern beobachten kann, auf osmotische Beziehungen zurückgeführt werden können. Bringt man Dotterkörner in Wasser oder in 0,75 °/,ige Kochsalzlösung, so findet eine Loslösung der Membran nicht statt. Eine derartige Veränderung findet auch dann nicht statt, wenn die Lösung verdünnt wird. _ Läft man die Dotterkörner vom Frosch für die Nacht in einer sehr verdünnten Salzsäure liegen, so quellen sie stark auf. In stärkerer Salzsäure werden sie um das Doppelte ihrer normalen Länge verkürzt. Fügt man der Säure Wasser hinzu oder neutrali- siert man die Salzsäure mit Soda, so quellen die Dotterkörner wieder auf. Auch Alkohol ruft eine Schrumpfung der gequollenen Dotter- körner hervor. Eine derartige Aufquellung und Schrumpfung voll- zieht sich übrigens sehr schnell. Man kann sie unmittelbar unter dem Mikroskop beobachten. Man kann den Versuch an ein und demselben Präparat mehrmals wiederholen. Die Größenzunahme, die die Dotterkörner unter dem Einfluß von schwachen Säuren und Alkalien erfahren, kann recht beträcht- lich sein. Die Messungen, die ich unter dem Mikroskop vor- genommen habe, haben ergeben, daß die lineare Vergrößerung des Durchmessers der Dotterkörner 2,5 und mehr beträgt. Der Raum- inhalt der Dotterkörner wird somit sehr stark zugenommen haben. Die Größenzunahme vollzieht sich sehr schnell, und man kann sie - unmittelbar unter dem Mikroskop beobachten. Namentlich die zuletztgenannte Beobachtung zeigt uns, daß die Quellung der Dotterkörner durch ein Eindringen von Wasser be- dıngt ist, ‘ebenso, daß ihre Schrumpfung dadurch hervorgerufen wird, daß der Alkohol den Dotterkörnern Wasser entzieht. Dagegen ist die Größenveränderung, die die Dotterkörner unter dem Einflusse von Säuren oder bei der Neutralisation erfahren, wohl schon kom- _ plizierterer Natur, die uns in ihren Bedingungen verständlicher werden wird, wenn wir den Einfluß der Säuren und Alkalien auf die Dotterkörner überhaupt erkannt haben werden. Säuren lösen die Dotterkörner auf. Konzentrierte Salzsäure löst sie schnell und vollständig auf. Eine 0,2°/,ige Salzsäure, die in ihrer Konzentration der Salz- säure im Magensafte entspricht, löst die Dotterkörner momentan auf. Man findet dann im Präparat nur noch die kaum sichtbaren 118 C. Sarnr-HILAIRE, Membranen liegen. In 0,02°/,iger Salzsäure lösen sich die Dotter- körner auch auf, jedoch erhalten sich hier die Membranen besser. Die Dotterkörner erfahren hier einen Zerfall in Scheiben (Fig. 13a, b). Noch geringere Konzentrationen haben wiederum denselben Erfolg, jedoch in geringerem Maße. Eine 0,01°/,ige und sogar 0,005 °/,ige Salzsäure sind noch wirksam, wenn auch ihre Wirkung sehr lang- sam vor sich geht. Hıs fand das gleiche Verhalten mit Bezug auf die Löslichkeit bei den Dotterkörnern des Haies. Was die Stärke der Konzentra- tionen betrifft, so spricht Hıs von sehr verdünnter, eben sauer schmeckender Salzsäure. Von großem Interesse ist es, die Wirkung schwacher Säuren oder Alkalien auf die Dotterkörner unter dem Mikroskope zu beob- achten (Fig. 28a, b — für Alkali, 28c, d — für Salzsäure). Zunächst sieht man die Membran stärker hervortreten, ebenso den Inhalt der Dotterkörner. Der Inhalt verändert zunächst sein Aussehen nicht, die Dotterkörner behalten ihren Glanz bei. Sie tauen gewisser- maßen allmählich auf, und nach etwa 1'/, Stunden ist es nicht mehr möglich, die Membran zu unterscheiden. Der Zerfallsprozeß der Dotterkörner verdient besondere Be- achtung, da er bei der Einwirkung sowohl verdünnter Säuren als Alkalien zu beobachten ist und charakteristische Momente aufweist. Die Dotterkörner zerfallen dabei in parallelle Scheiben, die einander fest anliegen (Fig. 13a, b), wobei aber die Dotterkörner ihre sonstigen Eigenschaften nicht einbüßen. Man kann hier wieder einen Krystall zum Vergleich heranziehen, der ähnlich zerfällt. RADLKOFER hat auf diese Analogie hingewiesen. Läßt man die Säure längere Zeit einwirken, so findet man, wie ich beobachten konnte, daß die Dotter- körner in Haufen kleiner nadelförmiger Krystalle zerfallen (Fig. 13 c). Der Zwischenraum zwischen den Scheiben kann dabei größer werden, was ein Quellen des ganzen Dotterkörpers veranlassen kann. Dabei kann die Membran platzen (Fig. 13b). Einen derartigen Zerfall des Eidotters haben für die Amphibien und Selachier schon REMAK(32), JOHANNES MÜLLER (26), RADLKOFER (31), VIRCHow (40) und Hıs(17) beschrieben. Um die beschriebenen Erscheinungen deutlicher hervortreten zu lassen, bin ich folgenderweise vorgegangen. Zunächst gab ich die Säure hinzu und färbte dann mit Eosin. An solchen Präparaten sieht man sowohl unveränderte Dotterkörner als auch solche, die in Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 119 Zerfall in Scheiben begriffen sind. Auch die zurückgebliebenen Membranen kann man dabei sehen. Auch die jüngeren Dotterkörner bestehen aus einzelnen Scheiben, nur ist ihre Zahl gering. Ungefähr so wie Salzsäure wirken auch Schwefelsäure und Salpetersäure. In manchem Beziehungen zeigen sich hier Ab- weichungen. Vor allen wirken sie schwächer. Eine 1°/,ige Schwefel- säure oder Salpetersäure löst schnell die Dotterkörner des Frosches auf. Aber schon eine 0,5°/,ige Schwefelsäure löst die Dotterkörner nur soweit auf, daß die Membranen erhalten bleiben und die Dotter- körner in Scheiben zerfallen. Eine 0,25°/,ige Lösung wirkt langsam. Eine 0,1°/,ige Salpetersäure wirkt sehr langsam, und die Dotter- körner zerfallen in Scheiben. In einer sehr schwachen Salpeter- säurelösung findet eine langsame Auflösung der Dotterkörner statt, ohne dab sie in Scheiben zerfallen. Man bekommt dabei ganz eigen- artige Formbildungen zu sehen (Fig. 15 a, b, c). Auf die Dotterplättchen der Eier des Axolotls, die eben ab- selegt worden und in den Furchungsprozeß noch nicht eingetreten sind, wirkt Schwefelsäure in folgender Weise. Eine 1°/,ige Lösung ruft Quellung und Mattwerden des Inhaltes hervor. Der Dotter wird verflüssigt, und die Flüssigkeit gerinnt unter dem Einfluß der Säure. Sie wird körnig. Die dabei entstehenden Tropfen ver- schmelzen miteinander. In 1°/,iger Lösung quellen die Dotterkörner auf, nehmen eine unregelmäßige Form an. Konzentrierte Salpetersäure wirkt nicht lösend. Sie ruft aber ein Gelbwerden der Dotterkörner hervor. Genau so wie die Mineralsäuren wirken auch organische Säuren. Geprüft habe ich Milchsäure und Essigsäure in folgenden Konzentra- tionen: 1°/,, 0,5°/, und 0,25°/,. 1°/,ige Säuren wirken nicht sofort. Essigsäure ruft einen Zerfall in Scheiben hervor. In 1°/,iger Milch- säure runden sich die Dotterkörner ab, ihre Membranen treten deut- lich hervor, der Inhalt wird grobkörnig. Schwächere Konzentra- tionen wirken schwächer; 0,125°/,ige Milchsäure ist noch kaum wirksam. Auch Alkalien habe ich in ihrer Wirkung untersucht. 35—40°/,ige Natronlauge oder Kalilauge löst die Dotterkörner nicht (RADLKOFER), wohl aber verdünntere Lösungen. Konzentriertes Ammoniak löst die Dottörkörner schnell auf. Verdünnte Ammoniaklésung wirkt langsamer, wobei die Dotterkörner in Scheiben zerfallen, während die Membran sich abhebt. Die Dotterkörner quellen stark auf, und 120 C. SarN'T-HILAIRE, es resultieren jene charakteristischen Formen, wie sie uns Fig. 16a,b,c zeigt. Ungefähr in derselben Weise wirkt eine 10°/,ige Sodalösung. Eine 5°/,ige Sodalösung löst die Dotterkörner schnell auf, eine 2°/,ige verändert die Dotterkörner in ganzen Eiern nicht, während sie auf die freien Dotterkörner so einwirkt, daß diese uneben, höckerig werden. Eine 1°/,ige Sodalösung ruft nur einen Zerfall in Scheiben hervor. Diese Verschiedenheiten in der Wirkung der Säuren und Alkalien bei verschiedener Konzentration beanspruchen großes Interesse. Stellt man diese Beziehungen in Form einer Kurve dar, so würde zu Anfang, d.h. bei starker Konzentration, die Kurve bei 0 stehen, um schnell ein Maximum zu erreichen und dann allmählich wiederum zum Nullpunkt abzusinken. Neutralsalze, wie z. B. 10 oder 5°/,ige Kochsalziôsung, lösen die Dotterkörner vollständig auf. Physiologische Kochsalzlösung löst die Dotterkörner nicht auf. Es findet hier eine allmähliche Aufquellung, ein Zerfall in Scheiben und eine partielle Auflösung statt. Eigentümlich ist es, daß Dotter- körner, welche etwa 2 Tage in Wasser gelegen hatten, ohne sich dabei zu verändern, sich in physiologischer Kochsalzlösung auflösen. Die Dotterkörner verändern’ sehr leicht ihre Eigenschaften und büßen bald die für sie charakteristischen Reaktionen ein. Man braucht sie nur bei erhöhter Temperatur trocknen zu lassen, sie in heißem Wasser erwärmen, sie einige Zeit in irgendeinem Fixations- mittel liegen lassen, selbst in schwacher Formollösung, um die Ver- änderungen an ihnen hervorzurufen. Ich habe nun die Löslichkeit der Dotterkörner nach vorheriger Einwirkung verschiedener Fixationsmittel geprüft. So habe ich Sublimat, Pikrinsäure, absoluten Alkohol und Kochen ausprobiert. Als Lösungsmittel benutzte ich 0,2°/,ige Salzsäure, die die normalen Dotterkörner gleich löst. Beim vorherigen Kochen in Wasser ver- halten sich die Dotterkörner gegenüber den Reagentien in folgender Weise: in 0,2°/ iger Salzsäure quillt die Membran auf und hebt sich von dem Inhalt der Dotterkörner ab; der Inhalt der Dotterkörner unterliegt einer allmählichen Auflösung (Fig. 17a,b). Bei stärkeren Konzentrationen findet eine schnelle Auflösung statt, die Membran schwindet. In 0,5°/,iger Sodalösung mit Eosin werden die Dotter- körner schattenhaft und transparent. In 1°/,iger Sodalösung quellen sie auf, werden länger und zerfallen in Scheiben (Fig. 14a,b). Nach der Behandlung mit Sublimat lösen sich die Dotterkörner allmählich Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 121 auf, wobei sich zunächst die Membran abhebt. Die Dotterkörner werden transparent und schwinden schließlich ganz. Bei Behandlung mit Pikrinsäure oder Alkohol findet eine schnelle Auflösung und Zerfall der Dotterkörner statt. Die Veränderungen, die die Dotterkörner unter dem Einflusse von Reagentien erfahren, sind so bedeutend, daß z. B. in Paraffin- und Celloidinschnitten von Froschlarven (mit 4°/,iger heißer Formol- lösung und Sublimat mit Essigsäure fixiert) es mir nicht gelang, die Dotterkörner in Salzsäure — angefangen von einer 0,2% igen bis hinauf zur konzentrierten Salzsäure — aufzulösen. Auch in 1—35°/, Kalilauge und ebenso in 1°/, Sodalösung gelang unter diesen Umständen die Auflösung nicht. So kann ich die Resultate, die Kong (18) erhalten hat, gut ver- stehen. Kors versuchte, die Dotterkörner des Froscheies in ver- dünnter Lauge oder in Kochsalzlösung aufzulösen, nachdem er sie der Wirkung von 4°/,igem Formol oder Chloroformwasser und dann der Wirkung von Kalkwasser (um die Membranen zu lösen) aus- gesetzt hatte. Seine Resultate fielen negativ aus. Er glaubt, dab „die Mitteilung von HoPppr-SEYLER“ (daß die Dotterkörner sich in Alkalien und Salzen lösen) „somit auf einem Irrtume beruhen dürfte“. Ich bin der Meinung, daß der Irrtum in der Arbeitsmethode von Kors gegeben ist. Nach Behandlung mit alkoholischer Lösung der Salzsäure (0,5 g auf 100 cm) lösen sich die Dotterkörner des Salamanders auf, nur die Membranen bleiben sichtbar. Bei genauerem Zusehen erweist es sich jedoch, daß die Auflösung eine nur scheinbare ist: der Inhalt der Dotterkörner verändert nur sein Aussehen, wird verflüssigt, und die Flüssigkeit erfüllt die Membran. Man kann sich davon mit aller Sicherheit überzeugen, wenn man das Präparat mit Eosin nachfärbt. Man kann eine Veränderung in den Eigenschaften der Dotter- körner auch hervorrufen, wenn man die Eier des Frosches in Alkohol und Salzsäure fixiert. Die Veränderungen bleiben dagegen beinahe ganz aus, wenn man die Dotterkörner nach dem Fixieren in 2°/,ige Salzsäure bringt. All diese Erscheinungen, die bei der Auflösung zu beobachten sind, stimmen vollauf mit dem überein, was wir von den Vitellinen wissen. Man kann darum sagen, daß es sich auch beim Eiweiß der Dotterkörner um Vitelline handelt. Leider sind wir nicht in der Lage, das mit Hilfe von anderen Methoden, wie das z. B. der 122 C. Saınt-Hıvaıe, chemische Abbau der vom Plasma vollkommen isolierten Dotter- körner wäre, nachzuweisen. Aus unserer Zusammenfassung der Ergebnisse der früheren Untersuchungen ist ersichtlich, daß meine Befunde in der Mehrzahl der Fälle die der früheren Autoren bestätigen. In manchen Fällen jedoch fällt es auf, dab unsere Befunde in seltsamer Weise auseinander- gehen. So kann ich z. B. den Hinweis von RADLKOFFR, dab ver- dünnte Salzsäure wenig ausmacht, nicht verstehen. Wir haben ja gesehen, daß selbst sehr verdünnte Lösungen eine merkliche Wirkung ausüben. Die Konzentration des Lösungsmittels spielt überhaupt eine gewaltige Rolle. Manche Befunde lassen sich allerdings von den oben gezeichneten Gesichtspunkten aus nicht erklären, so z. B. die Auflösung der Substanz der Dotterkörner in Wasser bei Anwendung von Druck. Wenn es sich nämlich um ein Vitellin in den Dotterkörnern handelt, so läßt sich schwer begreifen, wieso dasselbe durch Druck sich derart verändern könnte, daß es in Wasser löslich wird. Manche Reak- tionen machen es fernerhin wahrscheinlich, daß die Dotterkörner nicht aus einer einheitlichen Substanz aufgebaut sind: z. B. die krystallinischen Bildungen, die man unter gewissen Bedingungen in den Dotterkörnern zu sehen bekommt. Augenscheinlich handelt es sich hier um krystallinische Ausfällungen irgendwelcher im Dotter enthaltenen Stoffe. Diese Erscheinungen müssen noch den Gegen- stand weiterer Untersuchungen bilden. In dieser Beziehung finden wir für uns sehr wichtige Hinweise in der Arbeit von HAMMARSTEN (14), die sich allerdings auf die Eiweiß- körper in den Eiern des Barsches bezieht. HAMMARSTEN findet, daß diese Eiweißkörper die Eigenschaften der Vitelline besitzen, sich aber in 0,05—0,1°/,iger Salzsäure sofort verändern: die Eigenschaften, die ihnen als Nukleoalbuminen zukommen, schwinden. Diese Be- obachtung gibt uns den Schlüssel für ein Verständnis derjenigen Vorgänge, die die Auflösung der Dotterkörnet ausmachen. Die chemischen Untersuchungen machen es wahrscheinlich, daß in den Dotterkörnern Lecithin und andere Lipoide enthalten sind. Für mich ist diese Frage von der allergrößten Bedeutung, da ja den Lecithinen so sehr charakteristische und von den der Eiweiß- körper abweichende Reaktionen zukommen und da das Leeithin einen Körper darstellt, der eine Mittelstellung zwischen Fett und Eiweiß einnimmt. Ich habe versucht, mit Hilfe verschiedener Methoden die Anwesenheit von Lipoiden in den Dotterkörnern nachzuweisen. Fügt Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 123 man zum Dotter eine Emulsion von Oleinsäure hinzu, so verändern sich die Dotterkörner, die neben den Oleinsäuretropfen zu liegen kommen, auch in 2 Stunden nicht. Dasselbe gilt für eine neutra- lisierte Lecithinemulsion. Die Farbstoffe, die zum Nachweis von Fetten dienen, färben die Dotterkörner, sowohl die normalen als auch die abgerundeten, nicht. Es färben sich nur die Fettropfen, die zwischen den Dotterkörnern liegen. Daraufhin versuchte ich es mit Stoffen, die Fett und Leeithin lösen. Wie ich bereits oben erwähnt habe, hat schon Vircnow seine Aufmerksamkeit auf den Äther in diesem Zusammenhange ge- richtet. Seine Angaben kann ich nur bestätigen. Fügt man Äther zum Dotter hinzu, so findet eine Aufquellung der Dotterkörner statt, die Dotterkörner werden länger und wurstförmig, und die quere Strichelung wird deutlich zu sehen. Läßt man das ganze Ei eines Tritons einige Zeit in Äther liegen, so quellen die Dotterkörner an der Oberfläche auf und ver- kleben miteinander. Es scheint, dab zum Zustandekommen der oben aufgeführten für Äther charakteristischen Veränderungen die Anwesenheit von Wasser nötig ist. Jedenfalls ist es eine Tatsache, daß die Dotter- körner des Tritoneies, wenn sie an der Luft und bei einer Tem- peratur von 60° getrocknet sind, sich nach der Bearbeitung mit Äther nicht verändern. Bringt man dieselben Eier wieder für längere Zeit in Wasser und bearbeitet sie später mit Äther, so findet in ihnen eine partielle Auflösung statt, ohne daß allerdings eine Quellung stattfände. Der Aufquellung folgt bei Behandlung mit Äther eine Ab- rundung und Verklebung der Dotterkörner zu größeren Klumpen. Ihr Inhalt bekommt eine körnige Struktur. Ein körniges Aussehen bekommen auch die verklebten Klumpen. Später wird ihr Aussehen schaumig. Ähnliche Veränderungen beobachtet man bei Behandlung des Dotters mit Benzin und Xylol. Bei Xylol findet eine Verklebung der Dotterkörner statt, in einzelnen Dotterkörnern werden Bläschen mit einem hellen Inhalte sichtbar. Bei Benzin findet eine Ver- flüssigung der Substanz der Dotterkörner statt, dann eine Ver- klebung und Umwandlung der verklebten Kiumpen in eine schaumige Masse. Terpentin wirkt nur schwach. Bergamottöl hat überhaupt keine Wirkung. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 9 124 C. Sarnt-HILAIRE, Zur Lösung von Lecithin wird gewöhnlich heißer Alkohol be- nutzt. In derselben Weise habe ich es mit Bezug auf den Dotter versucht, indem ich das ganze Ei oder den Dotter, der auf dem Objektträger eingetrocknet war, mit heißem Alkohol erwärmte. Die Dotterkörner blieben dabei unverändert. Ich färbte sie nach, um zu sehen, ob nicht vielleicht eine Veränderung ihrer Struktur durch Herauslösen von Lipoiden stattgefunden hat. Ich habe jedoch nichts derartiges beobachten können. Meine Resultate waren ebenso negativ mit Bezug auf die Eier des Frosches, die ich, gleich nachdem sie abgelegt waren, in 95°/,igen Alkohol brachte, in welchem sie 18 Stunden bei einer Temperatur von 55° liegen blieben. Die Dotterkörner des Tritoneies blieben 24 Stunden im Wasser liegen, ohne sich zu verändern. Fügt man nun Äther hinzu, so ver- längern sie sich und zerfallen in einzelne Stücke. Die Scheiben werden immer heller und sind schließlich überhaupt nicht mehr zu sehen. Andere zeigen Risse und gehen allmählich Veränderungen ein. Eine Aufquellung findet dabei nicht statt. Man wäre versucht, anzunehmen, daß die abgerundeten Dotter- körner, die Fettropfen sehr ähnlich sind, Fett enthalten. Jedoch haben die Versuche, die ich an ihnen ausgeführt habe, dieselben Resultate ergeben wie unveränderte Dotterkörner. Denselben Befund ergaben die kleinen Tropfen, welche aus den Dotterkörnern beim Aufdrücken herausgepreßt werden. So muß ich es für sehr wahrscheinlich halten, daß am Aufbau der Dotterkörner Lipoide beteiligt sind. Sonst wäre es ja gar nicht zu verstehen, wieso fettlösende Substanzen Veränderungen an ihnen hervorrufen, wie wir das beim Äther, Benzin und Xylol gesehen haben. Wir müssen annehmen, daß die Lipoide jedenfalls mit den Eiweißkörpern in engster Verbindung stehen, da sie aus den unver- änderten Dotterkörnern nicht herausgelöst werden können. Manche Autoren (z. B. MiescHErR, HoppE-SEYLER [nach Bane]) weisen auf die Möglichkeit einer derartigen Kombination hin. Diese engen Be- ziehungen zwischen Eiweißkörpern und Lipoiden in den Dotterkörnern, die die Lipoide gewissermaßen verdecken, erklären es, daß man sie mikrochemisch in den Dotterkörnern nicht nachweisen kann. Es ist ja bekannt, dab das Lecithin in der tierischen Zelle häufig in der Vereinigung mit Eiweißkörpern vorkommt. Die Frage über die Ver- bindung der Phosphatide mit den Vitellinen wird von Bane (2) in den Jahresberichten für Physiologie ausführlich diskutiert. HoPpPpr- SEYLER ist der Meinung, daß jedenfalls das unveränderte Vitellin Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 125 Lecithin enthält. . Den Nachweis führt er in folgender Weise: 1. Die Herauslösung des Lecithins aus dem Vitellin geschieht unter Veränderung des Vitellins; 2. bringt man Vitellin in 1°/,ige Salz- säure, so löst sich das Eiweiß auf, während das Lecithin zurück- bleibt. Nach der Meinung von Hoppg-SeyLer sind im Vitellin 25%, Lecithin enthalten. Andere Autoren finden weniger Lecithin im Witellin. Neben dem Lecithin können im Dotter auch noch andere Phosphatide enthalten sein. Von neuen chemischen Tatsachen aus- gehend, kommt Bane zum Schluß, daß die Anwesenheit von Lecithin im Vitellin nicht nachgewiesen werden kann; er hält es jedöch für möglich, daß andere Phosphatide in ihm enthalten sind. Gegen die Anwesenheit von Lipoiden in den Dotterkörnern könnte man die "Tatsache ins Feld führen, daß sie sich in wässerigen Lösungen, wie z. B. in Salzsäure, vollständig auflösen. Man darf jedoch nicht auBer acht lassen, daß z. B. nach Taupicaum (nach Bane) das Lecithin in zwei verschiedenen Modifikationen vorkommt, von denen ‚die eine in Wasser löslich, die andere in Wasser unlöslich ist. Auch "HAMMARSTEN (14) spricht von zwei verschiedenen Modifikationen des Lecithins. Auch ist bekannt, dab das Lecithin sehr leicht Ver- bindungen mit verschiedenen Körpern eingeht, daß es leicht ge- spalten wird und leicht verschiedene komplizierte Verbindungen ‚bildet. Es ist für uns momentan von keiner Bedeutung, ob Lecithin oder ihm ähnliche Körper am Aufbau der Dottersubstanz beteiligt oder mit derselben physikalisch verbunden sind; wesentlich ist, daß die Anwesenheit dieser Körper in den Dotterkörnern mehr als wahr- :scheinlich ist, und diese Tatsache ist es, die uns Aufklärung über einige uns bekannte Verhältnisse gibt. Ich nenne in dieser Be- ziehung nur die charakteristischen Myelinformen der Tropfen, die ‚aus der Verschmelzung der Dotterkörner hervorgehen. Die oben beschriebenen Reaktionen zeigen uns, wie die Dotter- kôrner unter der Einwirkung verschiedener Reagentien verändert -werden. Es können nun aber auch in den Dotterkörnern Verände- rungen sich abspielen, die äußerlich gar nicht zum Ausdruck kommen. Das ist z. B. der Fall, wenn wir Dotterkörner im Wasser auf 20—30 Tage lassen. Sie nehmen aber dann in 1°/,iger Sodalésung ein körniges Aussehen an (Fig. 18). 0,2°/,ige Salzsäure löst die in Wasser vorbehandelten Dotterkörner nicht so schnell auf wie normale; die in Wasser vorbehandelten. Dotterkörner quellen eigen- . tümlich in 0,2°/,iger Salzsäure auf, ohne in Scheiben zu zerfallen. Es können auch äußerlich nur wenig in Betracht kommende Ver- Gx 126 C. SarnT-HiraïRE, änderungen sich an den Dotterkörnern abspielen. Die Dotterkörner des Salamanders erwerben bei längerem Liegen im Wasser die Fähigkeit, sich mit Scharlachrot zu färben. Es ist möglich, daß die Veränderung ım Verhalten der Dotterkörner gegenüber dem Farb- stoff darauf beruht, daß beim Liegen im Wasser irgendeine Substanz aus den Dotterkörnern austritt, wodurch die Lipoide färbbar werden, aber auch, dab das Wasser die Membran der Dotterkörner in dem Sinne verändert, daß sie nur für den Farbstoff durchlässig wird. Es ist schwer zu sagen, welche von diesen beiden Möglichkeiten den tatsächlichen Verhältnissen entspricht. Ich habe schon oben darauf hingewiesen, daß die Dotterkörner einen inneren Umbau erfahren können, indem die glänzenden ovalen Scheiben matte kugelförmige Tropfen bilden. Es war nun von Interesse, festzustellen, inwiefern sich diese beiden Bildungen von- einander unterscheiden. Eine vergleichende Prüfung ergibt folgendes. Beim Kochen werden die Kugelformen nicht verändert; in schwacher Salzsäure lösen sie sich auf, wobei aber die Membran erhalten bleibt, ein Zerfall in Scheiben findet dabei nicht statt; in sehr verdünnter Säure gewinnt die Membran ein körniges Aussehen; in Ammoniak lösen sich die Kugelformen auf, wobei sie zunächst verflüssigt werden und Myelinfiguren bilden; innerhalb der Flüssigkeitstropfen bilden sich Vacuolen. 1°/,ige Sodalösung löst sie langsamer auf, als Säure, wobei der Auflösung eine Quellung voraufgeht. In 40°/,iger Kali- lauge werden die Kugelformen aufgehellt und quellen auf. In Alkohol werden sie nicht verändert, sie werden nur etwas trübe. In Pikrinsäure werden sie gelb, ohne sich aber sonst zu verändern. In den oben besprochenen Versuchen habe ich mehrmals von den Veränderungen gesprochen, die die Membran der Dotterkörner erfährt. Es fragt sich nun, woraus die Membran besteht. Das. nächstliegende wäre die Annahme, daß es sich um eine Lipoid- membran handelt, wie wir das heute mit Bezug auf die Zell- membranen annehmen. Die Versuche zeigen jedoch, daß diese An- nahme mit Bezug auf die Dotterköner nicht gerechtfertigt ist. Löst man in 5°,iger Kochsalzlösung den Inhalt der Dotterkörner auf und färbt die zurückbleibenden Membranen mit Eosin nach, so findet man nach Auswaschung mit absolutem Alkohol und nach Be- handlung des Präparates mit Alkohol und Äther, daß die Membranen unverändert geblieben sind. Auch eine Färbung mit Scharlachrot gibt negative Resultate. Es folgt daraus, daß die Membran nicht aus Fett und auch nicht aus Lecithin besteht. Die besteht zweifellos. Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 127 aus einem festeren Material als der Inhalt der Dotterkörner, da ja die gewöhnlichen Lösungsmittel, wie schwache Säuren und Alkalien, auf sie keine Wirkung haben. Wie wir gesehen haben, lösen stärkere Konzentrationen derselben Lösungsmittel die Membranen auf. Das spricht meiner Meinung nach dafür, daß der Unterschied zwischen Membran und Inhalt der Dotterkörner eher ein quantitativer ist, dab sie sich etwa durch ihre „Dichte“ voneinander unterscheiden. Aber, wie gesagt, Eosin und andere Farbstoffe färben die Membran nicht. Es sei in diesem Zusammenhange an die schönen Untersuchungen von Sroué (38) über die Struktur der sogenannten Glanzkörper bei Pelomyxa erinnert. Die Glanzkörper enthalten Glykogen und besitzen eine Membran aus einem verdichteten Kohlehydrat. Auch die Membran der Dotterkörner besteht wohl aus einer ähnlichen Substanz. Ich habe nun die Wirkung des Iods auf die Dotterkörner geprüft: es kommt nur zu einer leichten Gelbfärbung, was darauf hinweist, daß Glykogen in ihnen nicht vorhanden ist. Die Membran spielt jedenfalls eine sehr wichtige Rolle bei allen Stoffwechselprozessen in der Zelle, wie wir das namentlich aus den botanischen Arbeiten wissen. Ich habe diesen Nachweis auch in meiner Arbeit über den Stoffwechsel der Zelle zu führen versucht. Die Zellmembran stellt eine halbdurchlässige Membran dar, die den Inhalt zurückhält, wenn er aus einer festen Modifikation in eine flüssige übergeht; zwischen Membran und Inhalt kann sich Flüssig- keit anhäufen usw. Eine ähnliche Rolle kommt auch der Membran der Dotterkörner zu. Wir werden diese Tatsache mit in Betracht ziehen müssen, wenn wir an das Studium jener Veränderungen herangehen werden, die die Dotterkörner im Protoplasma erfahren. Wir waren bisher den Reaktionen der Substanz der Dotterkörner auf die Reagentien nachgegangen, die gewöhnlich zum Nachweis von Eiweiß dienen. Es schien mir aber auch sehr wichtig, das Verhalten der Dotter- körner gegenüber den Eiweißkörpern festzustellen. Derartige Ver- suche bieten besonders große Schwierigkeiten, da viele Eiweißbkörper in Wasser unlöslich sind, wie z. B. auch das Vitellin; die meisten gelösten Eiweißkörper sind nicht neutral (was für unsere Versuche vorausgesetzt ist), aber fallen bei Neutralisierung ihrer Lösungen aus. Hühnereiweib hat stark alkalische Reaktion; bringt man in eine Hühnereiweißlösung Dotterkörner, so verändern sie sich in ihr so wie in alkalischen Lösungen, d. h. sie werden rund und quellen auf. 128 ; C. SAINT-HILAIRE, So habe ich natürlich das Eiweiß möglichst zu neutralisierem versucht. Ich kann aber nicht sagen, daß die Lösungen immer wirklich neutral gewesen sind. Läßt man Dotterkörner über Nacht in neutralisiertem Hühner- eiweiß, so verändern sie sich sehr wenig; nur manchmal runden sie sich ab oder nehmen ein verknülltes Aussehen an. In einer neu- tralisierten wässerigen Eiweißlösung (1:1) werden die Dotterkörner: über Nacht rund und quellen auf. In Lösungen von käuflichem Pepton und in Milch quellen die Dotterkörner auf und runden sich ab. Ungefähr so wirkt auch das Blutserum von verschiedenen Tieren. Im nicht neutralisierten Blutserum vom Ochsen lösen sich die ge- trockneten Dotterkörner des Salamanders auf. Allerdings lösen sich die größeren Dotterkörner nicht ganz auf und nehmen nun ein körniges Aussehen an. Frische Dotterkörner vom Salamander nehmen im Blutserum vom Ochsen oder vom Frosch ein verknülltes Aus- sehen an. Bringt man die Dotterkörner vom Frosch in die Bauch- höhle einer Maus, so nehmen sie in Lymphe schon am nächsten Tage eine runde Form an und werden körnig (Fig. 19). Dasselbe ge- schieht, wenn man sie für zwei Base in die Bauchhühle eines Sala- manders bringt. Bringt man Dotterkérner vom Salamander für zwei oder drei Tage in die Bauchhöhle eines Salamanders, so verändern sie sich: sie quellen auf, und es bilden sich in ihnen von Flüssigkeiten er- füllte Bläschen. Manchmal zeigen sie an den Rändern Risse und bilden unregelmäßige eckige Klümpchen. Bei einem Exemplar eines Salamanders, das schon nahe dem Tode war, konnte ich einige Veränderungen feststellen. Wir sehen hier Körner mit großen Bläschen, Körner, die in Scheiben zerfallen, andere die feinkörnig aussehen, endlich solche, die von engen Hohl- gingen durchbohrt sind. Von besonderem Interesse waren für mich diese letzteren. Man sieht nämlich manchmal, daß in der Umgebung der Vertiefungen in der Membran der Dotterkörner, wie ich sie oben beschrieben habe, eine Verflüssigung sich bemerkbar macht, die immer mehr an Umfang zunimmt, wobei die Flüssigkeit allmählich in die Dotterkörner einzudringen beginnt und hier eine Verflüssigung des Inhaltes mit Bläschenbildung hervorruft. Somit ist klar, daß in Lymphe des Salamanders eine Verände- rung der Dotterkörner stattfindet, die bedingt ist durch einen Stoff- austausch zwischen den Dotterkörnern und dem Medium. Dasselbe Veränderungen der Dotterkürner der Amphibien. 129 fand ich auch im Blute des Bacillus, in welchem die Dotterkörner ein körniges Aussehen annehmen. | Interessante Resultate ergaben sich auch, wenn ich den Eier- stock des Frosches für ein bis zwei Tage nach dem Zerreiben liegen ließ: man findet dann bei neutraler Reaktion eine Abrundung, Er- weichung und Verklebung der Dotterkörner. In Gelatinelösungen bleiben die Dotterkörner unverändert. Aus all diesen Beobachtungen lassen sich folgende Schlüsse ziehen. Die Dotterkörner der Amphibien lösen sich in Eiweiß- lösungen nicht auf, aber die ‚Konsistenz ihres Inhaltes wird in Ei- weiblösungen, namentlich wenn sie sehr schwach alkalisch sind, ver- ändert — sie quellen auf und runden sich ab. Das weist darauf hin, daß die Substanz der Dotterkörner einen Stoffaustausch mit den sie umgebenden Eiweißkörpern erfahren kann. Das äußere Aus- sehen der Dotterkörner braucht dabei gar nicht verändert zu werden. Sie behalten dabei auch sonst die für sie charakteristischen Eigen- schaften bei und lösen sich z. B. in verdünnter Salzsäure auf. Von wesentlicher Bedeutung war es für mich, diejenigen Ver- änderungen festzustellen, welche die Dotterkörner unter der Ein- wirkung von Verdauungsfermenten erfahren. Eine Aufklärung über die Wirkung des Pepsins auf die Dotterkörner war natürlich nicht möglich, da dabei die Wirkung der Säure immer mitspielen muß, und wir haben ja gesehen, daß schon sehr geringe Mengen von Säuren die Dotterkörner auflösen. Ich mußte mich darauf be- schränken, die Wirkungen des Trypsins zu untersuchen. Ich be- nutzte bei diesen Versuchen eine Lösung von Pancreatin in Glycerin von GRÜBLER oder einen wässerigen Extrakt aus dem käuflichen trockenen Pancreatin. Zunächst habe ich mich natürlich in Kontroll- versuchen von der Wirksamkeit dieser Präparate überzeugt. Über die eigentlichen Versuche, deren mehrere ausgeführt worden sind, habe ich folgendes zu sagen. In den ersten Versuchen habe ich die Reaktion der Pancreatin- lösungen nicht genügend berücksichtigt. Ihre Reaktion ist alkalisch. Man gewinnt dabei folgendes Bild. Läßt man die Dotterkörner in der Wärme für 1!/, Stunden in der Pancreatinlösung, so tritt der Inhalt der Dotterkörner aus ihnen in Form charakteristischer Tropfen aus (Fig. 20a,b). In der Kälte nehmen die Dotterkörner unter sonst gleichen Bedingungen ein unregelmäßiges, wie angenagtes Aussehen an (Fig. 22a, b,c) oder tauen allmählich (Fig. 21 a, b). Bald nach dem Versetzen der Dotterkörner in die Pancreatinlösung 130 C. Samrt-Hitaıee, entstehen übrigens Bläschen in den Dotterkörnern (Fig. 23 a, b, c). Von Interesse ist, daß ähnliche Formveränderungen an den Dotter- körnern des Haies von Hıs (17) bei Einwirkung schwacher Koch- salzlösungen festgestellt worden sind. In den weiteren Versuchen habe ich die Lösungen sorgfältig zu neutralisieren versucht. Läßt man frische Dotterkörner vom Frosch für 24 Stunden in Pancreatin-Glycerin, dem etwas Wasser hinzugefügt ist, in der Kälte stehen, so quellen sie auf, runden sich ab, und zahlreiche Dotterkörner verlieren ihren Inhalt, genau so wie in verdünnten Säuren. Untersucht man die Dotterkörner nach 2—3stündiger Dauer des Versuches, so kann man den Zerfall der Dotterkörner in Scheiben beobachten. Führt man denselben Versuch im Reagenzglase aus, so findet man am nächsten Tage keine Dotterkörner mehr. In einem Kontrollversuche hatte ich die Dotterkörner in Glycerin und Wasser (1:1) gebracht; am folgenden Tage waren die Dotter- körner noch erhalten, hatten ihr normales Aussehen und nur wenige von ihnen waren abgerundet und ein wenig gequollen. Ausgetrocknete Dotterkörner vom Salamander erfahren im Deckglasversuch in Pancreatin-Glycerin mit oder ohne Wasser keine Veränderungen. Bringt man Dotterkérner, die mit Fuchsin gefärbt sind, in neutrales Pancreatin-Glycerin, so werden sie nach 1 Stunde bei 40° entfärbt, runden sich ab und verändern ihre Konsistenz. Läßt man sie bis zum nächsten Tage in der Kälte stehen, so verändern sie sich nicht weiter. Trypsin in neutraler Lösung ruft in 20—24 Stunden eine Ab- rundung und eine Trübung der Dotterkörner hervor. Pancreatin- Glycerin wirkt bei 37° in 2>< 24 Stunden auf die Dotterkörner so ein, daß nur wenige von den Dotterkörnern erhalten bleiben, die durchsichtig und abgerundet sind; von manchen der Dotterkörner sind nur noch die Konturen erhalten. Bei Zimmertemperatur bleibt die Mehrzahl der Dotterkörner unverändert, nur manche von ihnen zeigen eine Abrundung; in manchen von ihnen erscheinen Tropfen; manche sind in Scheiben zerfallen (Fig. 24a—d). In dem zerriebenen Pancreas des Frosches verändern sich die Dotterkörner nicht. Die Versuche führen zu folgenden Schlüssen über die Wirkung der Verdauungsfermente auf die Dotterkörner. Eine Wirkung auf Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 131 die Dotterkörner kommt nur dem Trypsin zu, aber auch das Trypsin ruft nur sehr langsam Veränderungen an den Dotterkérnern hervor. Und es sind keine charakteristischen Veränderungen, die etwa nur dem Trypsin zukämen. Es findet nach 1—2 Stunden eine unvoll- ständige, möchte man sagen, Wirkung statt: eine Auflösung der Dotterkörner habe ich nicht beobachten können, die Dotterkörner quellen nur auf. Ich will natürlich nicht sagen, daß eine Auflösung der Dotterkörner beim Trypsin überhaupt nicht in Betracht kommt, denn es ist ja unmöglich, die Trypsinwirkung wirklich in allen ihren Phasen zu erfassen. Aber soviel kann gesagt werden, daß Säuren und Alkalien auch in den schwächsten Konzentrationen um ein viel- faches stärker auf die Dotterkörner wirken als Fermente. Von teleologischen Gesichtspunkten aus könnte in unserem Falle den Fermenten eine biologische Bedeutung nicht zugesprochen werden. Es könnten nun aber außer den Verdauungsfermenten noch andere Fermente in Betracht kommen. Merrscunixow (23), in dessen Buch über die Immunität so viele geniale Gedanken anzutreffen sind, versucht den Nachweis, daß der Organismus die Einführung ver- schiedener körperfremder Substanzen mit der Bildung entsprechender Fermente beantwortet, genau so, wie der Darmkanal mit seinen Drüsen je nach der Nahrung verschiedene Fermente ausscheidet. Dasselbe könnte nun vielleicht auch in unserem Falle angenommen werden. Um diese Voraussetzung zu prüfen, habe ich einige Ver- suche ausgeführt. Ich möchte allerdings den Ergebnissen dieser Versuche keine besondere Bedeutung zusprechen, da ja die Er- scheinungen so überaus kompliziert sind und zudem das in Betracht kommende Untersuchungsmaterial so überaus empfindlich gegenüber den verschiedenen Reagentien ist. Zunächst versuchte ich der Frage beizukommen, ob nicht im Organismus von Kaulquappen sich irgendwelche Fermente nach- weisen ließen, die lösend auf Dotterkörner einwirken. Das Resultat der Versuche war negativ. Ein Auszug aus zerriebenen Kaulquappen ließ die Dotterkörner ganz unverändert. In einem anderen Versuche spritzte ich einem Frosche Dotter vom Frosche in den Lymphsack. Nach 24 Stunden wurde dem Tiere Lymphe entnommen, in welche Dotterkörner aus dem Dotter eines noch nicht abgelegten Eies vom Frosch gebracht wurden. Einmal konnte ich eine Abrundung der Dotterkörner beobachten, ein anderes Mal nicht. Ein gleicher Versuch wurde am Salamander ausgeführt. Die Beobachtung, die 4 Tage nach der Einspritzung vorgenommen 132 C. Sarnz-Hinarrg, wurde, ergab, daß das Resultat negativ war. Das negative Er- gebnis halte ich für beweisender als das positive, da ähnliche Ver- änderungen, wie wir wissen, sehr häufig vorkommen. So ist es sehr zweifelhaft, ob im Blutplasma von Tieren, denen Dotterkörner ein- geführt worden sind, irgendwelche lösende Fermente vorkommen. Die oben beschriebenen Reaktionen weisen darauf hin, daß die Veränderungen, die die Dotterkörner der Amphibien unter verschie- denen Bedingungen erfahren, verschieden geartet sind, und, was für unsere weiteren Betrachtungen von besonderer Bedeutung ist, die Veränderungen sind unter den gegebenen Bedingungen stets von ganz charakteristischer Natur. Die beschriebenen Reaktionen zeigen uns vor allem, daß die Dotterkörner von sehr komplizierter Struktur sind. Wie schon Hıs gezeigt hat, haben die Dotterkörner eine Membran, die fester ist als der Inhalt und sich von letzterem wohl unterscheidet. Der Inhalt der Dotterkörner besteht aus dünnen Scheiben, die miteinander durch eine Substanz verkittet sind, die sich von den Scheiben in chemischer Beziehung wenig unterscheidet. Bei Einwirkung ver- schiedener Reagentien, z. B. verdünnter Säuren und Alkalien, wird nur diese verkittende Zwischensubstanz gelöst, während die Scheiben unverändert bleiben. In konzentrierteren Lösungen von Säuren platzt die Membran der Dotterkörner, und der Inhalt tritt nach außen aus. Die Dotterkörner der Amphibien sind nicht nur gegen- über den Mineralsäuren, sondern auch gegenüber den organischen Säuren so empfindlich Auch Alkalien lösen sie auf; jedoch müssendie Alkalien vonstärkerer Konzentration sein, wenn sie wirksam sein sollen. In Wasser quellen die Dotterkörner nur in ge- ringem Maße auf: Vitellin ist ja in Wasser unlöslich. Eine stärkere Quellung findet in Eiweiblösungen statt. Die Substanz der Dotterkörner kann zu den Stoffen ihres Außenmediums, die ihr chemisch ähnlich sind, in Beziehung treten und sie in das Innere der Dotter- körner aufnehmen. Dabei tritt eine Quellung und eine Veränderungihrer Form ein. Die Veränderungen, die sich im Innern der Dotterkörner ab- spielen, können, wie Hıs treffend bemerkt, dreierlei sein: Ein Zer- fall in Scheiben, ein Zerfall durch innere Vacuolen- Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 133 bildung und ein kôrniger Zerfall. Ich kann diese Be- merkung von His nur bestätigen. Ich muß noch auf eine Reaktion eingehen, die in meinen Unter- suchungen stets eine Rolle gespielt hat — auf das Verhalten der Dotterkörner gegenüber Farbstoffen. Die vitale Färbung verhilft uns in schöner Weise zu einer Orientierung in den Fragen der intra- cellulären Verdauung. Ich habe beinahe ausschließlich Neutralrot benutzt, da ich diesen Farbstoff für meine Zwecke am geeignetsten hielt. Ich habe auch andere Farbstoffe, die für die vitale Färbung in Betracht kommen, geprüft; jedoch waren die Ergebnisse stets negativ. Methylenblau färbt die Dotterkörner nicht, Säurefuchsin färbt sie nur sehr schwach. In der folgenden Darstellung wird sich zeigen, daß auch Neutralrot die Dotterkörner nicht immer gefärbt hat. So entsteht die Frage, warum die Färbung, die in vielen Fällen gelingt, in anderen Fällen wieder ausbleibt. Wegen der großen Bedeutung, die dieser Frage zukommt, habe ich ihr besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Vor allem muß darauf hingewiesen werden, daß bei einer be- stimmten Konzentration das Neutralrot die Dotterkörner stets mit Leichtigkeit färbt. Daraus ergibt sich, daß für unsere Versuche nur sehr schwache Lösungen gebraucht werden. Um Fehlern in dieser Beziehung möglichst aus dem Wege zu gehen, habe ich mir von vornherein eine entsprechend konzentrierte Lösung bereitet, die ich auch in sämtlichen Versuchen angewandt habe. Zur Verdünnung eignet sich am besten physiologische Kochsalzlösung. | In einer schwachen Lösung bleiben die Dotterkörner von Am- phibien, die unmittelbar aus dem Ei entnommen sind, ungefärbt, während Dotterkörner, die der Verdauung unterworfen waren, sich färben können. Ich sage, sich färben können, da Dotterkörner, die nebenan in der Zelle gelegen sind, sich verschieden färben. Die Frage, worauf die vitale Färbung beruht, ist mehrfach diskutiert worden, und ich kann an dieser Stelle in Einzelheiten nicht eingehen, um- somehr als wir in dem Buche von M. Hærpexxai (15) eine aus- gezeichnete Zusammenfassung über diese Frage besitzen. Es ist an- zunehmen, daß die vitale Färbung auf einer physikalischen Ver- bindung der Farbe mit den Dotterkörnern beruht, wie etwa ein Schwamm sich mit Flüssigkeit füllt, oder auf einer chemischen Ver- bindung. Es ist kaum anzunehmen, daß die Dotterkörner in den 134 C. Sainr-HIiLAIRE, Embryonalzellen sich in physikalischer Beziehung gegenüber der Eizelle irgendwie verändert hätten. Jedenfalls sind sie äußerlich nicht verändert; die gefärbten Dotterkörner sind genau so durchsichtig wie die normalen. Ich neige sehr zur Auffassung von HEIDENHAIN, daß hier eine Lack- bildung stattfindet, d. h. daß eine unlösliche Verbindung des Farb- stoffes mit den Substanzen der Dotterkörner entsteht. Was mögen das aber nun für Substanzen sein ? Die Färbung kann auf vielerlei beruhen; es kann die ganze Substanz der Dotterkörner gefärbt sein. Es könnte sich aber auch um eine Anhäufung von Farbstoff unmittelbar unter der Membran der Dotterkörner handeln, und schließlich ist es möglich, daß die Dotterkörner von einer Substanz imprägniert sind, die sich mit Neutralrot leicht färbt. Bringt man Dotter vom Frosch oder Zellen mit Dotterkörnern für längere Zeit in Neutralrot, so färben sich sämtliche Dotterkörner, und beim Zerdrücken sieht man, daß auch einzelne Partikelchen der Dotterkörner gefärbt sind. Das ist aber nicht der Fall, wenn das Material nur für kurze Zeit in die Farb- lösung verbracht worden war; zerdrückt man solche Dotterkörner, so überzeugt man sich, daß die eigentliche Substanz der Dotter- körner beinahe gar nicht gefärbt ist. Auch die Membran selbst färbt sich nicht. Unmittelbar unter der Membran findet sich aber eine Schicht, die Farbstoff aufgenommen hat. Beim langsamen Zer- drücken treten, wie schon erwähnt worden ist, in den Dotter- körnern Tropfen auf, die sich mit Neutralrot färben. Läßt man auf solche Dotterkörner schwache Säuren einwirken, so bleibt nur die Membran und die neben ihr liegenden gefärbten Tropfen übrig (Fig. 24). Ich konnte unter dem Mikroskop unmittelbar beobachten, wie sich die gefärbten Dotterkörner wieder entfärbten, nachdem die gefärbte Flüssigkeit, die sich unter der Membran befand, aus ihnen ausgetreten war. Es sei an dieser Stelle auch darauf hingewiesen, dab Dotterkörner, die schon lädiert sind, was, wie wir später er- fahren werden, auch unter natürlichen Verhältnissen geschieht, sich beinahe gar nicht färben. Es ist klar, daß das Zerreißen der Mem- bran nicht dazu beiträgt, daß die Dotterkörner sich färben, wie das hätte sein müssen, wenn sich wirklich die Substanz der Dotterkörner färben sollte. Im Gegenteil, das Zerreißen der Membran verhindert es, daß die Dotterkörner sich färben. Läßt man die Zellen von Larven längere Zeit in einer Lösung von Neutralrot in physio- logischer Kochsalzlösung liegen, so quillt die Membran der Dotter- Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 135 körner an manchen Stellen gewissermaßen auf und bildet an diesen Stellen kleine Bläschen, die sich über die Oberfläche der Dotter- körner hervorwölben. Das bestätigt wiederum die eben gemachte Annahme. Eine Anhäufung von gefärbter Flüssigkeit unter der Membran der Dotterkörner ist auch dann zu beobachten, wenn es sich um ein Konglomerat von mehreren miteinander verklebten Dotterkörnern handelt. Bleibt die Färbung aus, so kann man an- nehmen, daß in diesem Falle die unter der Membran gelegene Farb- stoff aufnehmende Flüssigkeit fehlt. Um in den Chemismus der Färbung einzudringen, brachte ich die Dotterkörner vom Frosch in Neutralrot, dessen Lösungen ich mir das eine Mal mit physiologischer Kochsalzlösung, dann mit destilliertem Wasser, verdünnter Säure und verdünnten Alkalien bereitet hatte. Das Material blieb jeweils 3 Tage lang in den Lösungen liegen. Ein Unterschied mit Bezug auf die einzelnen Lösungen ließ sich nicht feststellen. Die Färbung ist in allen Fällen nur sehr schwach, schattenhaft. Der Ton ist in der sauren Lösung natürlich etwas mehr purpurrot. In der alkalischen Lösung schlägt die Farbe mehr ins Braune. Manchmal läßt sich nachweisen, daß die Dotterkörner selbst sich gefärbt haben: beim langsamen Aufdrücken auf die Dotter- körner einer kleinen Axolotllarve, die in einer schwachen Neutral- rotlösung gefärbt wurden, war eine gefärbte Flüssigkeit unter der Membran nicht zu sehen, während man aus den aufgespaltenen Dotterkörnern den gefärbten Inhalt austreten sehen konnte. Bei weiterem Drücken trat auch der Farbstoff aus. Auch die Tatsache, dab die Dotterkörner sich auch nach vorhergegangenem Kochen in nicht zu schwachen Neutralrotlösungen färben, spricht für meine oben ausgesprochene Auffassung. Um zu entscheiden, ob nicht die Färbung der Dotterkörner vielleicht von der Imprägnierung mit irgendeiner Substanz abhängt, brachte ich die Dotterkörner in Lösungen möglichst verschiedener Substanzen und prüfte dann das Verhalten der Dotterkörner gegen- über dem Farbstoff. Ich muß hier wiederholen, daß man zu den Versuchen nur sehr schwache Lösungen benutzen darf. Die Mehr- zahl der Substanzen, die ich in diesem Zusammenhange geprüft habe, ergab negative Resultate, so Pepton, Albumin aus dem Blute, Hühner- eiweiß, Gelatine, eine leicht alkalische Lösung von Nuclein und Galle 136 C. SAINT-HILAIRE, vom Frosch. Die Kontrollversuche ergaben an den Zellen von Larven eine ausgezeichnete Färbung. Mit anderen Substanzen ließen sich positive Resultate erzielen, so mit Pancreatin-Glycerin in Wasser, worauf sich einzelne suspen- dierte Klümpchen stark färbten; nach 24stündigem Liegen im Le- eithin im Wasser färben sich einzelne Dotterkörner, aber nur wenige. Behandelt man die Dotterkörner mit Froschlymphe, die einem Tiere entnommen ist, dem man Dotter vom Frosch eingespritzt hatte, so färben sich die Dotterkörner stark. Dasselbe beobachtete ich an Dotterkörnern, die einem Eierstocke entnommen waren, der 24 Stunden vorher aus dem Tiere (einem Frosche) herausgeschnitten war. Po- sitiv waren auch die Resultate nach vorheriger Behandlung der Dotterkörner mit Milch, mit Extrakten aus zerriebenen Organen vom Frosch, wie Pancreas, Leber und Muskeln. In dem letzten Falle war die Färbung stark, wenn auch unvollständig. Daß eine Imprägnation wirklich möglich ist, zeigt die Be- obachtung, daß Galle von den Dotterkörnern aufgenommen wird, um sie grün zu färben. | Overton (29) hat bekanntlich die Färbbarkeit mit Neutralrot und anderen ähnlichen Farbstoffen mit der Anwesenheit von Lipoiden in der Zelle in Zusammenhang gebracht. Auch in unserem 'Falle wird man zunächst geneigt sein, diese Voraussetzung zu machen. Ich habe schon darauf hingewiesen, als ich oben über die chemische Zusammensetzung der Dotterkörner sprach, daß Lecithin und andere Lipoide am Aufbau der Dotterkörner wohl beteiligt sein mögen. Wenn die Voraussetzung über die Bedeutung der Lipoide für die Färbbarkeit richtig ist, so müssen die gefärbten Tropfen, die beim Drücken auf die Dotterkörner aus ihnen herausgepreßt werden, die Lipoidreaktionen geben. Ich versuchte es mit der Einwirkung von Scharlachrot auf ganze Dotterkörner und auf zerdrückte Dotterkörner: eine Lipoidreaktion habe ich in dem einen wie in dem anderen Falle nicht bekommen. Ich brachte Dotterkörner auch in eine Emulsion von Oleinsäure und in eine Emulsion von Lecithin: auch wenn die Dotterkörner neben den Oleinsäure- oder den Lecithintropfen zu liegen kommen, bleibt ihre Färbung aus, während die Oleinsäure sich stark dunkelrot, das Lecithin sich schwach rosa färbt. Aus diesen Beobachtungen schließe ich, daß die Färbung in unserem Falle mit anderen Substanzen in Zusammenhang steht. Es sei hier be- merkt, daß Overron’s Hypothese auch in anderen Fällen sich nicht bestätigt hat. Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 137 Ich nehme somit an, dab aus dem Protoplasma der Zellen gewisse Stoffe in die Dotterkörner eindringen und ihre Substanz so verändern, daß sie die Farbe einnimmt. Ich möchte in diesem Zusammenhange auf die oben erwähnte Beobachtung hinweisen, daß die Färbung gerade besonders stark ist, wenn die Dotterkörner mit Extrakten aus Organen vom Frosch imprägniert werden. Die zuletzt genannte Tatsache steht mit meiner Auffassung in vollem Einklang. Für meine Auffassung ist es nicht wesentlich, ob die in Betracht kommende Substanz nur unter die Membran gelangt oder ob sie in die Substanz der Dotterkörner selbst eindringt. Manchmal kommen die Dotterkörner in den Zellen in Vacuolen zu liegen, deren Inhalt gefärbt ist. Es handelt sich aber in diesen Fällen um einen Spezialfall, da ja nicht die Dotterkörner, sondern die sie umgebende Flüssigkeit gefärbt ist. Wenn wir nun zum Studium der Veränderungen übergehen, die die Dotterkörner der Amphibien unter natürlichen Bedingungen er- fahren, so können wir auf Grund der Tatsachen, die uns nunmehr seläufig sind, der Frage näher treten, worauf die in Betracht kommenden Veränderungen beruhen. Das von mir gewählte Unter- suchungsmaterial ist in dieser Beziehung sehr geeignet, weil die natürlichen Bedingungen hier sehr mannigfaltig sind: 1. die Dotter- körner der Amphibien erfüllen die Zellen der Larven und dienen : diesen als Nährmaterial; 2. sie werden von den Zellen des Folli- cularepithels bei den Amphibien, die einer Degeneration unter- liegen, aufgenommen, um allmählich zu schwinden, da sie ihnen als Nährmaterial dienen; 3. man kann verschiedene Zellen, die eine intracelluläre Verdauung aufweisen, mit Dotterkörnern füttern, so z. B. die Darmzellen von Planarien, die Phago- cyten bei verschiedenen Tierarten, Infusorien u.a. Protisten. Wir wollen in folgendem alle diese Fälle im einzelnen betrachten und wollen sie dann einander gegenüberstellen, um zu allgemeinen Schlüssen zu kommen. Das Protoplasma des Eies bei den Amphibien besteht aus Dotterkörnern von sehr verschiedener Größe, aus Fettrôpfchen und kleinen glänzenden Körnchen, die Eiweißcharakter besitzen. Bei der Furchung des Eies wird, wie allgemein bekannt, der Nahrungs- dotter gleichmäßig auf die Zellen der Larve verteilt. Zu Anfang ist die Zusammensetzung dieser Zellen derjenigen des Eies voll- kommen gleich. Später erfolgt die Differenzierung der Zellen, und 138 C. SarnT-HILAIRE, das Nährmaterial wird von den Zellen allmählich verarbeitet, so haben wir hier die Möglichkeit, einen sehr einfachen Fall der Zell- ernährung zu verfolgen, einen Fall, wo das Nährmaterial gleichmäßig auf alle Zellen verteilt wird. Ich will natürlich nicht sagen, daß sämtliche Zellen wirklich ganz gleiche Portionen vom Nahrungs- dotter mitbekommen; für uns ist aber von Wichtigkeit, daß die einzelnen Zellen mit Bezug auf das Nährmaterial ganz auf sich ge- stellt sind, ohne von anderen Zellen der Larve auf Nährmaterial rechnen zu können. Manche Organe der Larve haben bald sämt- liches Nährmaterial aufgebracht; andere dagegen zehren überaus lange an ihm, zu den letzteren gehört z. B. der Darmkanal, in dessen Epithelien die Dotterkörner noch zu einer Zeit erhalten sind, wo sie in allen anderen Zellen der Larve schon längst geschwunden sind. Um den allmählichen Aufbrauch der Dotterkörner in den Zellen der Amphibienlarven zu studieren, benutzte ich folgendes Material: Larven von gewöhnlichen Fröschen, Tritonlarven, Larven vom Axolotl und Zellen aus dem Darm von Salamanderlarven. Die Salamanderlarven waren eben von der Mutter abgelegt oder hatten schon einige Zeit gelebt, wobei manche von ihnen gefüttert waren, während andere gehungert hatten. Wir wollen nun die oben aufgezählten Fälle jeden für sich 'be- schreiben. IJ. Die Veränderungen in den Dotterkörnern von Larven. A. Zellen von Axolotllarven. In der Literatur finden wir sehr wenig Angaben über die Ver- änderungen, die die Dotterkörner in den Zellen der Amphibienlarven erfahren. GALEOTTI (11) hat das Schicksal der Dotterkörner ver- folgt. Er findet, daß sie allmählich in immer kleiner werdende Partikel zerbröckeln, daß diese verflüssigt werden, indem sie im Plasma verdaut werden. Im Verlaufe ihrer Auflösung im Proto- plasma treten fuchsinophile Körner auf. Die Verdauung im Proto- plasma geschieht durch Vermittiung irgendeiner Substanz, genau so wie bei den Protisten. HERLITZKA (16) bestätigt diese Beobachtung; er findet, daß die Dotterkörner in den Zellen liegen und daß es nur darauf ankommt, die Dotterkörner zu Protoplasma zu verarbeiten. Diejenigen Partien des Protoplasmas, in denen Nahrungsdotter nicht zu liegen kommt, müssen das Nährmaterial aus anderen Partien des Protoplasmas beziehen. Das kommt in ihrer Struktur, die allmählich Veränderungen der Dotterkürner der Amphibien. 139 faserig wird, zum Ausdruck. Dort, wo der Nahrungsdotter gleich- mäßig: über das Protoplasma verteilt ist, ist auch das Protoplasma von einheitlicher Struktur. Die Abbildungen von HE£rLırzkA illustrieren uns sehr schön die Formveränderungen, die die Dotter- körner bei ihrer Verdauung erfahren. In seiner Arbeit über die vitaie Färbung von Amphibienlarven bringt Fischer (10) eine ziemlich große Anzahl von Abbildungen von Zellen, in denen der schwindende Dotter zu sehen ist. Manche Zellen von Axolotllarven sind ganz von Dotterkörnern erfüllt; in manchen Zellen sind außer den Dotterkörnern noch Körner vor- handen, die sich mit Neutralrot färben. In den Zellen von Frosch- larven kommen zweierlei Körner, die sich mit Neutralrot färben, vor: 1. größere Körner, die an der Peripherie der Zelle gelegen sind, 2. kleine Körnchen, die über die ganze Zelle verstreut sind. In den Epithelzellen der ventralen Seite von Salamanderlarven findet man große ungefärbte Dotterkörner vor. Ich habe eine Reihe von Arbeiten über die Embryologie der Amphibien durchgesehen, habe jedoch keine weiteren Angaben über die Veränderungen des Dotters in den Zellen gefunden. Ich gehe darum nunmehr zu meinen eigenen Untersuchungen über. Ich habe oben darauf hingewiesen, daß die Veränderungen, die die Dotterkörner in den einzelnen Zellen erfahren, ungleichmäßiger Natur sind. Ich ging nun darauf aus, genauer festzustellen, inwiefern . die einzelnen Zellen sich in dieser Beziehung unterscheiden. Ich ging dabei so vor, daß ich die Dottermenge in den Zellen in Schnitten von Larven mit Noten belegte. Es ergab sich dabei, daß die erößte Menge von Dotter natürlich in den Entodermzellen ge- legen ist, d. h. im Epithel des Darmes; dann folgen die Zellen der Leber und das Mundepithel, dann die Ausscheidungsorgane und die Muskeln, das äußere Epithel, das Bindegewebe, die Chorda dorsalis, der Knorpel, das Nervensystem und an letzter Stelle das Auge und die roten Blutkörperchen. Das Verschwinden der Dotterkörner in den Zellen der Larven verläuft so, daß zunächst ganze Zellen mit Dotterkörnern erfüllt sind (Fig. 329), zwischen denen nur Fettröpfchen und Eiweißkörner zu liegen kommen (Fig. 36). Später nehmen die Dotterkörner an Zahl ab und beginnen allmählich Veränderungen einzugehen. Die einzelnen Zellarten unterscheiden sich voneinander nicht nur dadurch, daß die Dotterkörner in ihnen verschieden schnell schwinden, sondern auch durch die Art und Weise, wie das ge- Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 10 140 C, Saint-Hiname, schieht. Bei oberflächlicher Betrachtung sehen wir, daß die Dotter- körner gewissermaßen auftauen und allmählich schwinden; es bleiben nur kleine Häufchen von Körnchen zurück, wie das schon die oben zitierten Autoren beschrieben haben. Ein solches Auftauen ist sehr schön an Axolotllarven zu sehen, die in Sublimat-Essig- säure fixiert und mit irgendeinem Kernfärbungsmittel und Eosin oder saurem Fuchsin gefärbt sind. Namentlich kann man sich davon schön überzeugen, wenn man zwei aufeinanderfolgende Stadien mit- einander vergleicht (Fig. 327 u. 323). Um sich darüber klar zu werden, wie dieses Auftauen der Dotterkörner geschieht, tut man gut, lebendiges Material, das man vital mit Neutralrot gefärbt hat, zu untersuchen. Der gewöhnliche Fall ist der, daß die Dotterkörner an den Rändern wie abgerieben erscheinen. Ich bin überzeugt, daß diese Veränderung aus einer wirklichen mechanischen Einwirkung der umliegenden Teile des Protoplasmas auf die Dotterkörner resultieren kann. Ich erinnere nur an diejenigen Veränderungen, die die Dotterkörner erfahren, wenn man auf sie drückt oder sie mechanisch mit Talkkrystallen zu beeinflussen sucht. Dann verändern sie sich im ganzen; hier aber kann eine partielle Verflüssigung vorhanden sein. Ich kann diese Voraussetzungen noch durch folgende Tatsachen stützen: kommen Dotterkörner sehr nahe aneinander zu liegen (wie in Fig. 36), so er- scheinen sie einander mit abgeschliffenen Flächen zugewendet und nehmen dann ganz eigenartige Formen an, sie haben z. B. Sattelform oder weisen Dellen auf (Fig. 29). In derselben Weise wirken wohl auch andere Elemente des Protoplasmas auf die Dotterkörner ein, z. B. allerlei Bläschen und Körner, die im Protoplasma gelegen sind (Fig. 38, 40, 44). Man kann in letzterem Falle natürlich auch annehmen, dad hier chemische Einflüsse in Betracht kommen. Aber diese Annahme läßt sich auch umgehen, da ja die mechanischen Einwirkungen schon genügen, um die genannten Resultate zu erzielen. Solche interessante Bilder lassen sich am besten in den Ento- dermzellen beobachten, in denen, wie wir wissen, die Dotterkörner sehr lange erhalten bleiben. Sie erscheinen hier an den Rändern wie angenagt; diese Veränderung hängt zweifellos von der Be- rührung mit benachbarten, im Protoplasma gelegenen Elementen ab (Fig. 53). Man kann die letzteren beinahe immer in den Ver- tiefungen der Dotterkôrner finden (Fig. 40). Namentlich deutlich ist das zu sehen, wenn man das Präparat mit stark verdünnter Salz- säure behandelt. Die folgenden Abbildungen zeigen, wie vielge- Veränderungen der Dotterkürner der Amphibien. 141 staltig und eigenartig die Formen sein kénnen, die die Dotterkürner dabei annehmen (Fig. 29—35). Von großer Unregelmäßigkeit ist die Form der Dotterkörner in Fig. 34. In der Mehrzahl der Fälle geht das Abschleifen der Dotter- körner von der äußeren Oberfläche aus; es kommt aber auch vor, daß eine Öffnung in der Mitte des Dotterkornes vorhanden ist (z. B. in Fig. 32). In Fig. 29 und 30 habe ich Dotterkörner aus den Zellen zweier verschiedener Stadien von Larven, die 19 Tage von- einander entfernt sind, gegenübergestellt. Ein Vergleich der beiden Abbildungen ergibt, daß die Veränderungen der Dotterkörner in unserem Falle stets nur durch Abschleifung vor sich gehen und dab die Größe der Dotterkörner im Laufe dieser 19 Tage abge- nommen hat. Der Auflösungsprozeß der Dotterkörner geht in unserem Falle sehr langsam vor sich; namentlich ist das klar, wenn man in Betracht zieht, daß die Amphibienlarven ja sehr schnell wachsen. An verschiedenen Stellen des Darmrohres findet man Epithelzellen, in denen die Dotterkörner sich in verschiedenen Stadien von Auf- lösung befinden. Vergleichen wir z. B. die Zellen in Fig. 41 und 42, die von ein und derselben Larve stammen, so finden wir, daß die Dotterkörner in 42 beinahe unverändert sind, während sie in 41 beinahe sämtlich abgerieben sind und unregelmäßige eckige Formen angenommen haben. Von den Dotterkörnern bleibt schließlich nur eine Kruste übrig, während die Hauptmasse ganz geschwunden ist (Fig. 33a). Die Membran der Dotterkörner wird bei diesem Schwund zweifellos durchbohrt, da die Körnchen aus den Vertiefungen, in denen sie gelegen sind, frei austreten können. Ich halte es für möglich, dab die Körnchen zunächst durch diese Öffnungen in der Membran in die ‚Dotterkörner eintreten. Jedenfalls ist die Membran solcher ange- nagter Dotterkörner nicht mehr ganz erhalten. Die Körnchen, die unter die Membran der Dotterkörner eingedrungen sind, geben manch- mal Fettreaktion, wie das an manchen Stellen in Fig. 54 zu sehen ist; die Fettreaktion ist aber nicht immer zu erzielen. Ich habe auch Dotterkörner gefunden, an denen man das beginnende Annagen an den Rändern feststellen konnte (Fig. 43): man sieht unter der Membran ein kleines Grübchen, in dem ein Körnchen gelegen hatte; augenscheinlich wird bei den weiteren Bewegungen der Körnchen die Substanz der Dotterkörner allmählich angenagt. In dieser Weise ‚veränderte Dotterkörner färben sich mit Neutralrot gewöhnlich nicht 10* 142 C. SainT-HiLAIRE, (Fig. 37—39). In früheren Stadien finden wir überhaupt keine Färbung in den Darmzellen (Fig. 36). Dieses Ausbleiben der Färbung kann von dem oben von mir in Betracht gezogenen Gesichtspunkte aus so gedeutet werden, daß die Färbung auf einer Anhäufung von gefärbter Flüssigkeit unter der Membran der Dotterkörner beruht: wenn die Membran zer- rissen ist, bleibt die Anhäufung von Flüssigkeit unter ihr natür- lich aus. In Fig. 44 finden wir einige abgeschliffene Dotterkörner, die sich gefärbt haben. Ihre Färbbarkeit. erklärt sich hier daraus, daß wir hier eine stärkere Neutralrotlösung benutzt haben. Auch sind die Veränderungen, die die Dotterkörner hier erfahren haben, sehr beträchtlich, und in den letzten Stadien der Veränderungen färben sich die Dotterkörner wieder intensiver (Fig. 41), was man durch die chemische Veränderung der Körner erklären kann. Man darf jedoch nicht annehmen, daß das beschriebene Ab- schleifen der Dotterkörner nur in den Zellen des Darmrohres vor- kommt. Wir finden ähnliche Veränderungen an den Dotterkörnern auch in anderen Zellen (Fig. 46, 56). Wir sind nach alledem vor die Frage gestellt, warum denn die Veränderungen, die die Dotterkörner in den Zellen des Darmepithels erfahren, in ganz bestimmter Weise geartet sind, indem sie angenagt werden, während sie in anderen Fällen wieder andere Veränderungen durchmachen. Die Antwort kann hier zweierlei sein: es ist zunächst möglich, daß die Dotterkörner in verschiedenen Zellen sich durch ihre Struktur und ihre Eigenschaften voneinander unterscheiden; es ist aber auch möglich, daß die verschiedenen Veränderungen aus dem ungleichartigen Milieu der Dotterkörner in den verschiedenen Zellen resultieren. So befinden sich die Dotterkörner der Ectoderm- zellen unter dem Einfluß des Wassers, in dem die Larve lebt, und sie lösen sich vielleicht darum leichter auf. Ich glaube jedoch, dab wohl allen Zellen der Amphibienlarven genügende Mengen von Wasser zur Verfügung stehen. Eher könnte man schon annehmen, daß hier die Dichte der Dotterkörner ausschlaggebend ist: die Dotterkörner der Entodermzellen werden größer als alle anderen und nehmen entsprechend ihrer größeren Dichte den unteren Pol des Eies ein. Um die Frage zu entscheiden, welche Veränderungen in den Dotterkörnern sich bei ihrem allmählichen Aufbrauch in den Zellen abspielen, habe ich das Material mit verschiedenen Reagenzien be- Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 143 handelt, und zwar in derselben Richtung, wie ich es mit dem Dotter- material, das dem Ei entnommen war, getan hatte und oben be- schrieben habe. Die Versuche ergaben, daß die Dotterkörner der Zellen der Larven sich in verdünnter Säure lösen, genau so wie die Dotterkörner des Kies: es bleibt nur die Membran zurück; ein Zer- fall in Scheiben ist nicht deutlich zu beobachten; die Säure muß hier etwas stärker genommen werden, in 0,5 °/,iger Salzsäure findet Quellung, aber nicht Auflösung der Dotterkörner statt; die Dotter- körner des Darmepithels zerfallen auch in Scheiben, die aber von unregelmäßigen Formen sind; in verdünnten Alkalien tritt Quellung auf. Die angenagten Dotterkörner des Darmepithels lösen sich im Gegensatze zu den unveränderten Dotterkörnern nicht auf, wenn man sie dem Drucke unterwirft, sie. zerfallen vielmehr in einzelne Partikelchen. Bei Druckanwendung habe ich auch bei anderen Zellen von Larven eine Auflösung der Dotterkörner nicht erzielen können. In Wasser bleiben die Dotterkörner der Zellen so, wie sie waren; sie gewinnen nicht die Fähigkeit sich aufzulösen. So hatte z. B. eine tote Larve längere Zeit (einige Wochen) im Wasser ge- lesen, und die Mehrzahl der Dotterkörner des Darmepithels war an- senagt; sie waren aber gut erhalten, nur zum Schluß begannen sie gewissermaßen aufzutauen. In schwacher Säure quellen die Körner. des Darmepithels auf und werden wurstförmig. Dasselbe findet in verdünnten Alkalien statt. Bringt man das Material in physiologische Kochsalzlösung mit Neutralrot auf 2—3 Tage, so färben sich die Dotterkörner in den Zellen des Außenepithels sehr intensiv. Sie nehmen dabei die Form runder Tropfen an. Man sieht das sehr deutlich, wenn man die in Fig. 46 u. 45, die uns die Epithelzellen von Larven aus ein und dem- selben Stadium zur Anschauung bringen, dargestellten normalen und wie oben angegeben behandelten Dotterkörner miteinander vergleicht. Man sieht deutlich, daß an der Stelle der Dotterkörner gefärbte Tropfen zu liegen kommen. Das weist darauf hin, daß die Dotter- körner in diesem Falle eine andere Konsistenz haben als die Dotter- körner des Eies: letztere quellen in physiologischer Kochsalz- lösung nicht auf. Nur wenn man sie sehr lange, ca. 8—10 Tage, in physiologischer Kochsalzlösung liegen läßt, beobachtet man ein Aufquellen der Dotterkörner und Formveränderungen an ihnen: sie werden rund und quellen auf, manchmal löst sich die Membran ab; in vielen Dotterkörnern werden große Tropfen sichtbar. 144 C. SaïNT-HiLATRE, 10°/,ige Kochsalzlösung löst auch die Dotterkérner der Zellem von Larven auf. Nur die Membran bleibt erhalten. Auch die Wirkung von Ather und Xylol auf das sich ent- wickelnde Ei habe ich geprüft. Äther ist beinahe ohne Wirkung; Xylol ruft eine Abrundung der Dotterkörner hervor, und es ent- stehen in den Dotterkörnern Bläschen, die an Größe immer mehr und mehr zunehmen, bis die Membran schließlich platzt und der schau- mige Inhalt nach außen tritt. | Es fällt schwer, die beschriebenen Reaktionen gut zu verfolgen, da die Veränderungen, die die Dotterkörner dabei erfahren, sehr langsam vor sich gehen. Übersichtlichere Resultate gewinnt man bei der vitalen Färbung; allerdings reagieren nicht alle Dotterkörner auf die Färbung. So hatte z. B. die Kaulquappe eines Axolotls über Nacht (in physiologischer Kochsalzlösung) in Neutralrot gelegen. Die Färbung war ungleichmäßig. Die Entodermzellen waren wenig: ge- färbt; die Zahl der gefärbten Dotterkörner war größer im Ectoderm und Mesoderm, manche Dotterkörner waren gequollen, jedoch war die Zahl der letzteren nicht groß. Überhaupt darf man sagen, daß man in den Zellen von Larven bei Neutralrotfärbung beinahe stets ungefärbte Dotterkörner antrifft (Fig. 47). Es folgt daraus, daß hier bei den Veränderungen der Dotterkörner individuelle Unterschiede mit in Betracht zu ziehen sind. Es existieren keine allgemeinen Veränderungs- bedingungen für das Zellprotoplasmain seinem Ganzen. Sehr charakteristisch verläuft die Aufquellung der Dotterkörner, wenn sich an ihrer Oberfläche Hervorwölbungen bilden, wie wir sie in Fig. 48 und 49 sehen. Ich habe schon oben darauf hingewiesen, wie ich die Färbung der Dotterkörner deute. Hier sieht man nun unter der Membran der Dotterkörner sich eine färbbare Flüssigkeit ansammeln. Zur Zeit, wo die Dotterkörner sich zu verändern be- ginnen, sieht man in ihnen sich kleine längliche Einschnitte bilden, welche sich mit Flüssiekeit füllen. In ihrer charakteristischen Natur ist diese Veränderung in Fig. 49 zu sehen, wo ein Gebilde uns ent- gegentritt, das gewissermaßen aus einzelnen Partikeln zusammen- gesetzt erscheint. In den Faltungen dieses Gebildes finden wir den Farbstoff liegen. Je länger die Dotterkörner in den Zellen der Larven erhalten bleiben, desto größer wird die Zahl derjenigen Dotterkörner, die sich färben (Fig.50—52,55). Im Epithel einer jungen Larve finden wir dagegen nur wenige gefärbte Dotterkörner (Fig. 62). Die oben beschriebenen Beobachtungen weisen mit Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 145 aller Deutlichkeit darauf hin, daß die Dotterkörner in den Zellen der Larve stoffliche Veränderungen er- fahren, die, wie mit aller Sicherheit anzunehmen ist, daraus resultieren, daß irgendwelche Stoffe aus dem Protoplasma in die Dotterkörner eintreten. Die abgeschliffenen Dotterkörner sind oft auch chemisch ver- ändert, was die Vitalfärbung bestätigt (Fig. 56). Um diese Veränderungen verstehen zu können, war es wichtig, die Frage zu entscheiden, ob die Membran der Dotterkörner bei dem allmählichen Auftauen derselben in den Zellen Veränderungen erfährt. Ich ging dabei so vor, daß ich die Dotterkörner der Zellen mit Säurelösungen (Salzsäure, Milchsäure und Essigsäure), die den Inhalt der Dotterkörner lösen, die Membran der Dotterkörner des Eies aber unverändert lassen, nach der Wirkung dieser Reagenzien beim allmäh- lichen Auftauen der Dotterkörner bearbeitete. Es hat sich nun ge- zeigt, dab in der Mehrzahl der Fälle die Membran nicht zu sehen ist; die Scheiben, in die die Dotterkörner dabei zerfallen, liegen dann frei in der Zelle oder in der dieselbe umgebenden Flüssigkeit. Nur in den Entodermzellen, wo die Dotterkörner wie angenagt erscheinen, bleibt die Membran sichtbar, erscheint jedoch an vielen Stellen an- gebohrt. So müssen die Körner des Protoplasmas, die auf die Dotterkörner drücken, zunächst die Membran durchbohren. Schließlich, wenn alle beschriebenen Veränderungen stattge- funden haben, bleiben von den Dotterkörnern nur noch kleine Häuf- chen einer gefärbten Substanz zurück (Fig. 55). Gazxorrr (11) ist der Meinung, daß die Dotterkörner unter dem Einfluß des Zellprotoplasmas in Partikelchen zerfallen. Einen solchen Zerfall habe ich nicht beobachten können. Aber ich muß zugeben, daß nach dem Aufbrauch der Dotterkörner im Protoplasma der Zellen kleine Körnchen von unregelmäßiger Form von den Dotterkörnern übrig bleiben. Man kann sie nur schwer von der Körnelung des Protoplasmas unterscheiden. Gleichzeitig mit dem Auftauen der Dotterkörner finden Verände- rungen im Protoplasma statt, die man in mehrere aufeinanderfolgende Stadien einteilen kann. Zunächst reichert sich das Protoplasma mit Flüssigkeit an; es erscheinen in ihm Bläschen mit einem hellen In- halt oder Bläschen, die sich mit Neutralrot färben, z. B. in Epithel- zellen (Fig. 50—52). Das Erscheinen dieser gefärbten Körnchen und Bläschen kann man am besten in den Zellen des Außenepithels beobachten (Fig. 61, 146 C. Sarnr-HiLARE, 62, 63). In den Zellen des Darmepithels finden wir zunächst nur noch Dotterkörner und kleine Eiweißkörnchen (Fig 60). Später er- scheinen auch in ihnen gefärbte Bläschen (Fig. 37, 38). Von Interesse ist es in dieser Beziehung, die Entwicklung irgend- einer bestimmten Zellart zu verfolgen. Man tut das am besten an Epithelzellen oder noch besser an roten Blutkörperchen, da sich letztere durch ihre größere Beständigkeit auszeichnen. Vier verschie- dene Stadien dieser letzteren Zellen zeigt uns Fig. 57, 58, 59a, b. In Fig. 57 unterscheidet sich die Zelle in nichts von den anderen benachbarten Zellen: sie enthält zahlreiche Dotterkörner, die gefärbt sind, Fettropfen und Pigment; in Fig. 58 ist die Zeile noch immer nicht von regelmäßiger Form, doch ist sie schon von gelblicher Farbe, die Zahl der Dotterkörner hat hier abgenommen, und die Dotterkörner werden augenscheinlich verbraucht, die Zahl der Fettropfen ist sehr groß. In Fig. 59a haben die Zellen schon die Form der roten Blut- körperchen. Ihr Protoplasma ist von Hämoglobin erfüllt und ent- hält die Überreste von Dotterkörnern in Form kleiner roter Kliimpchen. In Fig. 59b sind nur Pigment und einige rotgefärbte Körnchen zu sehen. Später erscheinen im Protoplasma verschiedener Zellen Fett- tropfen (Fig. 39, 53, 55, 56, 62). Fett ist auch in dem Ei enthalten, es kommt hier in Tropfenform zwischen die Dotterkörner zu liegen, wie auch in den Zellen der jungen Embryonen (Fig. 36, 60, 61). Die Menge des Fettes nimmt aber in den Zellen zu. Man kann sich davon überzeugen, wenn man einige aufeinanderfolgende Entwick- lungsstadien, die man mit Scharlachrot gefärbt und in Glycerin be- handelt hat, miteinander vergleicht. In manchen Zellen ist das Protoplasma nach der Behandlung mit Scharlachrot ganz von Fett- tropfen erfüllt (Fig. 54). Das sind wohl die Tropfen, die FısczeL (10) in Salamanderlarven für Überreste von Dotterkörnern hält. Später wird das Fett vom Protoplasma aufgenommen. Über die Anhäufung von Fett in den Zellen nach Aufbrauchung des Dotters werde ich ausführlicher sprechen, wenn ich diesen Vorgang beim Frosche be- handeln werde. Der Vorrat an Nährmaterial in den Zellen nimmt allmählich ab (Fig. 66), und es treten in ihnen Elemente auf, die für das Protoplasma der Zellen des erwachsenen Tieres charakteristisch sind (Fig. 67 und 68). So treten allmählich in allen Zellen, namentlich in den Drüsenzellen, Körnchen auf, in den Muskelzellen werden die Fibrillen sichtbar usw. Einige Eigentümlichkeiten weisen die Bindegewebszellen auf. In Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 147 ihrem Protoplasma werden charakteristische Bläschen sichtbar, die in ihrem Innern ein dunkles Körnchen aufweisen (Fig. 69). Die Bedeutung dieser Bläschen ist mir nicht klar geworden. Beim weiteren Wachstum der Larve vergrößert sich die Masse ihres Körpers. Die Zellen vermehren sich, und die Dotterkörner werden über eine immer größer werdende Zahl von Zellen verteilt. Wenn die Menge des Dotters sogar unverändert bliebe, so würde auch dann die Menge des Dottermaterials, die auf jede einzelne Zelle käme, verringert sein, der Raum, der vom Dotter in jeder einzelnen Zelle beansprucht werden würde, müßte kleiner geworden sein, die Menge des Protoplasmas und der Zelle müßte größer geworden sein. Da jedoch die Dotterkörner allmählich aufgebraucht werden, so wird dieses Verhältnis zwischen Dottermaterial und Protoplasma noch zugunsten des Protoplasmas verändert. Das Protoplasma nimmt sroße Wassermengen auf — das Wachstum der Larve findet zu- : nächst namentlich auf Kosten einer Wasserimbibition statt. Das Protoplasma wird wasserreicher und wirkt auch auf diese Weise lösend auf die noch erhaltenen Dotterkörner ein. In den Zellen der Larve tritt als ein Stoffwechselprodukt Pig- ment auf. Pigmentkörner sind, ebenso wie Fettropfen, auch schon im Ei enthalten. Aber die Menge des Pigments kann, wie es scheint, in den Zellen, die das Dottermaterial aufgebraucht haben, vergrößert sein (Fig. 37, 38, 39, 42, 61, 62, 64, 65). In den Zellen der feed mre finden wir in den späteren Stadien des Aufbrauches der Dotterkörner Verhältnisse, wie man sie auch in anderen Zellen mit intracellulärer Verdauung antrifft. Man findet hier Pigmentkörnchen und andere unverdaute Elemente, die miteinander verschmelzen und Häufchen bilden, die einer allmäh- lichen Resorption verfallen (Fig. 39, 64, 65). Übrigens können auch schon zu Beginn ihrer Aufbrauchung die Dotterkörner in den Zellen der Larven miteinander verschmelzen und Klümpchen bilden, wie das in Fig. 49 u. 52 gut zu sehen ist. Ich habe versucht, die Veränderungen, die die Dotterkörner im Protoplasma der Zellen von Axolotllarven erfahren, mit Hilfe spezi- eller Methoden, z. B. mit Hilfe der Aurtmann’schen Methoden, zu studieren. Eine Größenzunahme der Granula konnte ich jedoch nicht beobachten. Fig. 331 zeigt uns eine Darmepithelzelle; außer dem hellrot gefärbten Kern sehen wir die gelbgefärbten Dotterkörner und zwischen ihnen die schwarzgefärbten Fettrôpfchen und ebenso gefärbte kleine Körnchen; mit Säurefuchsin hat sich nur ein 148 C. Sainr-HILAIRE, ziemlich großes rundliches Gebilde gefärbt. Obgleich ich die Aur- mAnn’sche Methode mit allen Kautelen angewandt habe, habe ich nichts anderes gesehen. Man darf daher sagen, daß sich die fuchsinophilen Elemente nicht vergrößern, daß dagegen die Fett- tropfen an Zahl und Größe zunehmen. Eine zweite von mir verwendete Methode war die von Benpa zur Färbung der Mitochondrien. Auch hier habe ich nichts Beson- deres gefunden. Die Dotterkörner färben sich nämlich mit Krystall- violett ebenso wie Mitochondrien, und so sehen wir in Fig 330 im oberen Teile der Zelle Dotterkörner, im unteren Teile der Zelle un- regelmäßig geformte gefärbte Körnchen, Stäbchen usw. — augen- scheinlich durch Abschleifung veränderte Dotterkörner. Von be- sonderem Interesse ist in dieser Figur ein kleines Gebilde, das un- mittelbar neben dem Zellkern gelegen ist und noch die Form eines Dotterkornes hat. Es folgt aus dieser Beschreibung, daß man eigent- liche Mitochondrien hier noch nicht feststellen kann. Fettropfen kann man auch hier erkennen, und ihre Zahl ist hier größer als in Fig 331. Nach alledem können wir zu folgenden Schlüssen kommen. Die Veränderungen, die die Dotterkörner in den Zellen der Axolotllarven erfahren, gehen nur sehr langsam vor sich. Obgleich die Dotterkörner an und für sich sehr leicht löslich sind, findet eine Auflösung von Dotterkörnernin den Zellen der Larve nicht statt. Aus der Tatsache, daß die Färbung mit Neutralrot mehr ins gelbliche schlägt, ist zu schließen, daß die Dotterkörner von alkalischer Reaktion sind, ebenso wie ihr Medium. Jedoch ist die alkalische Reaktion hier nicht genügend stark, um eine Auflösung der Dotterkörner zu veranlassen. Eine saure Reaktion konnte niemals fest- gestellt werden. Die Dotterkörner werden nicht in Nahrungsvacuolen verdaut, in denen, wie wir aus anderen Fällen der intracellulären Verdauung in Vacuolen wissen, Verdauungs- fermente, namentlich Trypsin, vorkommen. Hier kommen keine fermenthaltigen Verdauungsvacuolen vor. Manchmal liegen die Dotterkörner in Vacuolen, aber das findet sich sehr selten und nur in den letzten Verdauungsstadien. | Die Substanz der Dotterkörner tritt zum Proto- plasma, in dem sie sich befinden, in Beziehung, und dabei werden gewisse Stoffe von den Dotterkörnern auf- genommen. Diese Stoffe sind es, die den Dotterkörnern die Färb- Veränderungen der Dotterkürner der Amphibien. 149 barkeit mit Neutralrot verleihen, und sie sind es, die die Konsistenz der Dotterkörner verändern. Die Dotterkörner geben ihrerseits gewisse Stoffe an das Protoplasma ab und werden auf diese Weise kleiner. Die Dotterkörner, die sich mit Neutralrot nicht färben, sind widerstandsfähiger und unterliegen nicht so leicht dem Zerfall. Es bedarf besonderer Mittel, um ihren Zerfall einzuleiten. In den Entodermzellen werden diese Dotterkörner allmählich abgeschliffen, sei es durch die benachbarten Dotterkörner, sei es durch andere Elemente — jedenfalls handelt es sich hier um eine mechanische Beeinflussung der Dotterkörner. B. Zellen von Froschlarven und Tritonlarven. Die Histogenese verläuft bei verschiedenen Amphibien sehr gleichmäßig, und daher läßt sich das, was ich über den Axolotl gesagt habe, so ziemlich insgesamt auch auf den Triton und den Frosch übertragen. Es ist darum nur noch meine Aufgabe, einige Details besonders hervorzuheben, die beim Triton und beim Frosch deutlicher in Erscheinung treten als beim Axolotl. Mit Bezug auf die Froschlarve sind einige interessante Momente besonders hervorzuheben, zunächst daß die Dotterkörner bei ihrem Aufbrauch eine parallele Strichelung aufweisen, die daher kommt, daß die Dotterkörner in Scheiben zerfallen (Fig. 70). Das steht, wie wir wissen, mit der sauren resp. alkalischen Reaktion der auf die Dotterkörner wirkenden Mittel in engstem Zusammenhang: die Dotterkörner zerfallen unter dem Einflusse von Säuren und Alkalien. Wie ich schon erwähnt habe, kommt Säure hier nicht in Betracht, da ja Neutralrot die Dotterkörner gelblich färbt. Den Zerfall in Scheiben habe ich beim Axolotl nicht beobachtet. Ebenso wie beim Axolotl findet man auch beim Frosch Dotter- körner, die eine Formveränderung unter dem mechanischen Einfluß vonseiten benachbarter Dotterkörner oder irgendwelcher proto- plasmatischer Gebilde erfahren haben. Auch beobachtet man hier das Annagen der Dotterkörner in den Zellen des Darmepithels, wie wir das in Fig. 71a, b,c sehen. In der Mitte mancher Dotterkörner sehen wir hier gewissermaßen ein Viereck herausgehöhlt; manche Dotterkörner sind gewissermaßen in mehrere zerfallen; in manchen haben sich Gänge gebildet. Die Dotterkörner der Kaulquappen verschmelzen häufig mit- einander (Fig. 70). 150 C. Sarnr-HILATRE, Läßt man Kaulquappen in physiologischer Kochsalzlösung mit Neutralrot liegen, so wird die Membran der Dotterkörner an manchen Stellen abgehoben, aufgebläht, so daß die Dotterkörner eine etwa warzenförmige Oberfläche aufweisen (Fig. 72). Wir haben dasselbe auch an den Dotterkörnern des Axolotls beobachten können, wenn auch nicht so ausgesprochen wie hier. Bei länger dauernder Macera- tion der Dotterkörner runden sich diese ab und werden erweicht. In Fig. 74 sehen wir die charakteristischen Formen solcher ge- färbter Dotterkörner. Bei Druck können sie sich verlängern, tropfen- förmig oder kommaförmig werden. In normalen Zellen des Epithels finden wir auch abgerundete Dotterkörner (Fig. 82). Einmal habe ich an einer Kaulquappe, die ich aus dem Ei ge- holt hatte, die aber schon ziemlich weit entwickelt war und bereits Kiemen besaß, gefunden, daß bei gelindem Druck sich die Dotter- körner in den Zellen abrundeten, aufquollen und miteinander ver- schmolzen. Diese Beobachtung zeigt, daß die Dotterkörner beim Frosch eine weniger dichte Konsistenz haben als beim Axolotl. Jedenfalls habe ich beobachten können, daß die gequollenen Dotterkörner in physiologischer Kochsalzlösung eine allmähliche Auf- lösung erfuhren. Eine ganz charakteristische Form nehmen z. B. die Dotterkörner in den Zellen ‘der roten Blutkörperchen an, wie wir das in Fig. 73 sehen. Sehr gut sieht man das auch in den Bindegewebszellen (Fig. 75). Hier nehmen die Dotterkörner wiederum eine charakteristische Form an: sie bilden eine Reihe von Körnern, die sich mit Neutralrot rot färben. Darin ist eine Eigenart im Vorgang des Aufbrauches der Dotterkörner beim Frosche gegeben. Mag sein, daß das damit im Zusammenhang steht, daß hier die Dotterkörner schneller in den Zellen aufgebraucht werden. Ich möchte noch einige Einzelheiten über die Veränderungen, die die Dotterkörner in den, Zellen erfahren, hinzufügen. In den Zellen des Deckepithels schwinden die Dotterkörner, wie wir wissen, am ehesten. Ich habe nun die Epithelzellen von Froschlarven ver- schiedenen Alters miteinander verglichen, und zwar habe ich dabei auch schon Larven berücksichtigt, die noch sehr jung waren, die z. B. aus dem Ei entnommen waren und eine kaum sichtbare Schwanz- anlage zeigten. Die Größe der Zellen und ihrer Elemente ist in den Figuren mit Hilfe des Zeichenapparats dargestellt (Fig. 76—79). Zunächst fällt es auf, daß das Pigment sehr ungleichmäßig über die Zelle verteilt ist. In manchen Zellen, wie schon Fiscnez (10) u. A. hervorgehoben haben, findet man sehr viel Pigment. In anderen Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 151 Zellen ist dagegen der Pigmentgehalt viel geringer. In den letzteren Zellen finden wir dementsprechend mehr Dotterkörner. Die zuletzt genannten Zellen liegen vereinzelt und sind gewöhnlich von allen Seiten von dunkleren Zellen umrahmt. Eine vergleichende Betrachtung über diese 4 Stadien ergibt folgendes. Die Dotterkörner werden allmählich kleiner und sind schließlich, im 4. Stadium, ganz geschwunden. Im 1. Stadium färben sie sich mit Neutralrot schwächer als im 2. und 3. Auch die Form der Dotterkörner erfährt Veränderungen. Im 2. Stadium (Fig. 77) sieht man in der rechts gelegenen Zelle eine Aufquellung der Dotter- körner, die mit einem Abheben der Membran verbunden ist. In diesen beiden Stadien beobachten wir auch das Auftreten ziemlich großer Bläschen, die sich mit Neutralrot färben. Gleichzeitig treten auch Fettröpfchen in großer Anzahl auf. Im 4. Stadium (Fig. 79) ist von den Dotterkörnern nichts mehr zu sehen. Die Zahl der Fettropfen ist hier gering, und die Fettropfen sind klein; man sieht hier eigentümliche, für die Epithelzelle charakteristische, gefärbte Körnchen auftreten. In den helleren Zellen sind diese gefärbten Körnchen in größeren Mengen enthalten als in den pigmentierten. In manchen Zellen des Epithels findet man ziemlich viel Körnchen, bei denen die Färbung nur einen Teil, in Form eines Halbmondes (Fig. 80), einnimmt. Meiner Meinung nach handelt es sich hier um Dotterkörner, die sich abgerundet haben. Die gefärbten Körnchen, die man in den Zellen der Larven vor- findet, stehen zu Degenerationsvorgängen augenscheinlich in keiner direkten Beziehung. Wohl trifft das aber sicher für die Fettröpf- ehen zu. Betrachtet man (Fig. 81) solch eine junge Epithelzelle im Profil, so kann man sehen, daß von oben im Protoplasma eine Schicht von Pigmentkérnchen zu liegen kommt, der nach unten zu Dotterkörner und Fettropfen folgen. Neben der Pigmentschicht ist die Zahl der Fettrépfchen die größte. Die Abbildungen zeigen uns auch, daß der Umfang der Epithelzellen mit dem Alter der Larve abnimmt. Von großem Interesse sind auch die Veränderungen, die man in den roten Blutkörperchen beobachten kann. In jüngeren Stadien ihrer Entwicklung (Fig. 83) sind sie von runder Form. Schon früh- zeitig macht sich die gelbliche Verfärbung ihres Protoplasmas be- merkbar. Sie sind ganz von Dotterkörnern erfüllt, die quellen. Außer den Dotterkörnern finden wir hier Fettropfen und Pigment in großer Menge. Später tauen die Dotterkörner allmählich auf und 152 C. SaINT-HILAIRE, schwinden. In späteren Stadien der Entwicklung dieser Zellen finden wir in ihrem Protoplasma nur Fettröpfehen und Pigment (Fig. 84). Bald entledigt sich jedoch die Zelle sowohl des Fettes als des Pigments. Es ist leicht zu verstehen, daß das Fett allmählich schwinden und im Zelleben verwertet werden kann. Schwieriger ist es zu verstehen, auf welchem Wege das Pigment aus der Zelle schwindet. An jungen roten Blutkörperchen konnte ich die Be- obachtung machen, dab das Protoplasma an der Oberfläche uneben ist. Man sieht gewissermaßen pseudopodienähnliche Bildungen, in die Pigmentkörnchen zu liegen kommen. Mag sein, daß das Pigment mit Hilfe dieser Pseudopodien nach auben abgegeben wird. Wie bei anderen Amphibien so bleiben auch beim Frosche die Dotterkörner am längsten in den Zellen des Darmepithels er- halten. Aber auch diese sind bei der Froschlarve, wenn sie 15 mm lang ist, schon geschwunden. Die Art und Weise, wie sie schwinden, ist ungefähr dieselbe wie beim Axolotl. Wie Fig. 89 u. 71 uns zeigt, findet auch hier ein allmähliches Abreiben der Dotterkörner statt. Allerdings bekommen die Dotterkörner dabei ein anderes Aussehen als beim Axolotl. Die Dotterkörner werden durch Fettropfen ersetzt; in den Entodermzellen finden wir auch Pigment. Die Vorgänge, die sich in ‘den verschiedenen Zellen abspielen, sind von gleicher Art. Das zeigt uns z.B. Fig. 85. Wir sehen hier Muskelzellen, die schon die Querstreifung aufweisen, und neben den Fibrillen sehen wir Dotterkörner, Fettrépfchen und Pigment- körnchen. Von großem Interesse ist es, zu verfolgen, wie sich das Fett in den Zellen der Larve allmählich anhäuft. Im Ei ist das Fett, wie ich schon oben bei der Beschreibung der Zellen von Axolotl- larven hervorgehoben habe, in Form kleiner Tropfen enthalten, die zwischen den einzelnen Dotterkörnern zu liegen kommen. In der- selben Form finden wir das Fett auch in den Zellen der Larve. Es bleibt in den Zellen sehr lange erhalten (Fig. 90), und man kann es zuweilen in den Zellen noch finden, wo schon alle Dotterkörner geschwunden sind. In Fig. 86—88 bringe ich drei Entwicklungs- stadien von Epithelzellen einer Froschlarve Es sind aufeinander- folgende Stadien bei gleicher Bearbeitung und bei gleich starker Vergrößerung. Wie ich schon früher bemerkt habe, gibt es stärker und weniger pigmentierte Zellen. Die helleren, weniger pigmen- tierten Zellen habe ich hier namentlich im Auge. In Fig. 86 sind diese Zellen von Dotterkörnern ganz erfüllt und enthalten nur wenige Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 153 Fettropfen; in Fig. 87 ist die Zahl der Dotterkörner geringer, die Zahl der Fettropfen verhältnismäßig größer. In Fig. 88 sind die Dotterkörner beinahe ganz geschwunden, und das Protoplasma ist ganz von Fettropfen erfüllt. Dabei muß man in Betracht ziehen, daß die Größe dieser Zellen zugenommen hat und daß so auf einen gleichen Raum in den späteren Stadien weniger Fettrépfchen hätten kommen müssen als in den jüngeren. Das ist nun keineswegs der Fall. Wir können daraus schließen, daß das Fett in den Zellen der Larve nicht nur erhalten bleibt, sondern daß die Menge des Fettes, jedenfalls in den Epithelzellen, zunimmt. Und dasselbe gilt in gleicher Weise auch für die anderen Zellen. Woher stammt nun dieses Fett? Im folgenden will ich ver- suchen, dieser Frage beizukommen, einer Frage, die aber schwierig zu entscheiden ist. Zur Ergänzung bringe ich einige Abbildungen von Darmepithel- zellen, die von einer Tritonlarve mit schon entwickelten Extremitäten stammen. Die Aufbrauchung der Dotterkörner ist eigentlich schon zu Ende. In Fig. 93 finden wir große Fettropfen und 3 Klümpchen, in denen sich Überreste von Dotterkörnern erkennen lassen. In Fig. 91, 92 finden wir im Protoplasma der Zellen Pigmentan- häufungen und Fettrôpfchen. Wir können hier auch die charakte- ristische Verschmelzung der Elemente, d.h. der Fettröpfchen mit- einander und der Pigmentkörnchen miteinander, beobachten: das zeigt uns Fig. 94. C. Zellen aus dem Darmepithel der Salamanderlarve. Mit der Frage nach den Veränderungen, die das Darmepithel bei Amphibien im Verlaufe der Entwicklung erfährt, haben sich auber den obengenannten zahlreiche Autoren befaßt. Ich nenne nur REUTER (33), Mary Bowers (4) und DuEsBErG (9). REUTER findet bei Alytes obstetricans, daß die Auflösung der Dotterkörner in den Zellen des Darmepithels in den einzelnen Partien des Darmes verschieden verläuft. So sind z. B. die Zellen des Dotter- darmes noch von Dotterkörnern erfüllt, während sie in den Zellen des Enddarmes nicht mehr vorhanden sind. Die Veränderungen der Dotterkörner gehen nach REUTER in folgender Weise vor sich, dab eine „Auflösung des Nahrungsdotters in den Zellen stattfindet, indem die gröberen Dotterkügelchen sich immer feiner zerteilen, und zu unendlich kleinen Partikelchen auseinanderstieben, daß also der Dotter vor seiner Auflösung den Zustand der allerfeinsten Emul- 154 C. SarnT-HILAIRE, sionierung durchmacht“ (p.630). Im Verlaufe des Aufbrauchungs- prozesses der Dotterkörner wird die Höhe der Zellen geringer. Mary Bowers hat die Veränderungen des Darmepithels bei Bufo lentiginosus in einigen aufeinanderfolgenden Stadien verfolgt. Die Zellen sind hier am 5. Tage von Dotter erfüllt, am 7. Tage bleibt der Dotter in wenigen Zellen erhalten. Nach 3 Wochen ist das Protoplasma mancher Zellen völlig aufgehellt, während in anderen Zellen Fett enthalten ist. Dann beginnt eine Degeneration der Zellen. Wir finden die Überreste von Dotterkörnern in Form kleiner Körnchen in den Zellen der Larven auch in späteren Entwicklungs stadien vor. Mit derselben Frage befaßt sich auch DuEsgere. Seine Unter- suchungen beziehen sich aber auf spätere Stadien, und wir finden daher in seiner Arbeit nichts Neues, was in unserem Zusammen- hange von Bedeutung wäre. Alle diese Untersuchungen gehen vornehmlich der Frage nach der Entstehung des Epithels und der Frage nach seinen Verände- rungen nach. Die Veränderungen, die das Dottermaterial dabei erfährt, werden nur nebenbei erwähnt. Noch dürftiger sind die An- gaben, die man in der Literatur über die Salamanderlarve findet. Und gerade die Salamanderlarve stellt ein besonders geeignetes Untersuchungsmaterial dar, da die Zellen hier von so großen Dimen- sionen und bei Larven, die dem Mutterleibe eben entnommen sind, ganz von Dotter erfüllt sind. Später verschwindet der Dotter aus den Zellen ziemlich schnell. Untersuchungen an frischem Material sind wenig geeignet, unsere Kenntnisse über diese Dinge zu erweitern. Auch hier über- zeugen wir uns, daß die Dotterkörner durch Druck aufeinander Grübchen bilden, woraus: unregelmäßige Gestaltungen der Dotter- körner resultieren (Fig. 95a—m). Wir sehen hier auch ein Annagen der Dotterkörner durch die Protoplasmaelemente (Fig. 95j—m). Ich habe auch vergleichende Untersuchungen über die Reak- tionen der Dotterkörner im Ei des Salamanders und in den Darm- epithelzellen der Salamanderlarven angestellt. Während die Dotter- körner des Eies in verdünnter Salzsäure in Scheiben zerfallen und sich auflösen, bleiben die Dotterkörner der Darmepithelzellen erhalten, ohne in Scheiben zu zerfallen. Es findet eine Auflösung der Dotter- körner und eine Bildung von Bläschen im Innern derselben oder eine einfache Auflösung statt. In 5—10°/,iger Kochsalzlösung lösen sich die Dotterkörner sofort auf, und nur die Membran bleibt er- Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 155 halten. Die Dotterkörner der Darmepithelzellen werden zunächst verflüssigt und nehmen Myelinform an. Äther führt in beiden Zellen zur Bildung von Myelinfiguren. Bei den Salamanderlarven, die die normale Entwicklung in der Gebärmutter durchmachen, findet die Aufbrauchung des Dotters im Darm in derselben Weise statt wie bei noch nicht entwickelten Larven, die frühzeitig aus dem Körper des Muttertieres herausge- nommen werden. Nur geht die Aufbrauchung des Dotters im ersten Falle langsamer vor sich. So war im Darm von Larven, die erst Anfang Februar aus dem Muttertier herausgeholt worden, noch Dotter vorhanden (Fig. 275), während dieser bei freilebenden Larven schon innerhalb 2 oder 3 Wochen schwindet. Ich habe in diesem Versuche einige Besonderheiten in der Veränderung der Dotter- körner beobachten können, zunächst, daß viele Dotterkörner sich grell gelb gefärbt hatten und daß viele Dotterkörner wie angenagt erscheinen (Fig. 144a, b, c), dann, daß manche Dotterkörner in Bläschen zu liegen kommen (Fig. 96, 97, 98), die von irgendeiner Flüssigkeit erfüllt sind [BurKHarpr (6). Die Membran eines der- artigen Bläschens ist in Wirklichkeit die Membran des Dotterkornes. Es ist klar, daß in diesen Fällen eine partielle Auflösung der Dotter- körner stattgefunden hat. Die Reste der Dotterkörner, die in einem solchen Bläschen liegen, färben sich zuweilen mit Neutralrot (Fig. 96). Ich habe übrigens solche Bläschen auch in den Darmzellen von Axolotllarven beobachten können. Es muß überhaupt gesagt werden, daß die Struktur der Zellen bei den hier in Betracht kommenden Salamanderlarven sehr mannig- faltig ist. Manche Zellen sind noch ganz von Dotterkörnern erfüllt (Fig. 275), von denen wieder einige gefärbt, andere ungefärbt sind. Andere Zellen enthalten nur Reste von Dotterkörnern in Form von gefärbten Körnern, die von verschiedener Größe sein können (Fig. 96 u. 276). Eigentümlich ist es, daß in manchen Zellen neben diesen Gebilden auch noch ganz unveränderte und ungefärbte Dotterkörner zu liegen kommen (Fig. 274, 275). Die beschriebenen Bläschen entstehen also meiner Meinung nach infolge einer partiellen Auflösung von Dotterkörnern, genau so wie wir das bei Behandlung mit verdünnten Säuren oder Al- kalien beobachtet haben (Fig. 97, 98a, b, e, vel. Fig. 28). Ich möchte darum diese Bläschen in keinem Falle für wirkliche Nahrungsvacuolen halten. Ich habe mich bei diesen Untersuchungen namentlich der Schnitt- Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 11 156 C. Samvr-Hivatrg, präparate bedient. Die Larven wurden dem eröffneten Uterus des Muttertieres im September und Oktober entnommen. Im Darm ließen sich große Mengen von Dotter nachweisen. Solche Larven erhalten sich sehr wohl im Wasser und beginnen.bald zu fressen. Fixiert habe ich sie in folgenden Flüssigkeiten: in Sublimat-Essigsäure (100 :5), in Fremmıne’scher Lösung, in Hermann’scher Lösung, nach Gozer und in 10°%/,iger Formollésung. Die Paraffinschnitte wurden nach verschiedenen Methoden gefärbt, die ich bei der Beschreibung der einzelnen Präparate nennen werde. Die Epithelzellen in den einzelnen Abschnitten des Darmes enthalten verschieden große Mengen von Dotterkérnern. Am größten ist ihre Anzahl in den- jenigen Partien des Dünndarmes, die unmittelbar auf den Magen folgen. In eben ausgekrochenen Larven sind die Epithelzellen sehr hoch und sehr zart, sie sind in Sublimatpräparaten darum gewöhnlich zerrissen und geknillt. Ich habe mich aus diesem Grunde hier der Celloidinpräparate bedient. Man erzielt dabei gute Resultate (Fig. 332). Die Zellen sind von sehr großen Dotterkörnern erfüllt, zwischen denen Fettropfen liegen, die sich in Osmiumpräparaten schwarz färben (Fig. 333). Manche dieser Tropfen sind sehr groß, beinahe ebenso groß wie die Dotterkörner: die meisten sind jedoch kleiner als diese. Die Dotterkörner liegen einzeln oder zu mehreren zusammen. Zwischen den einzelnen Dotterkörnern sieht man ein dünnes protoplasmatisches Netz, das namentlich schön in den Sublimat- oder Formalinpräparaten zu sehen ist (Fig. 332). In den Maschen dieses Netzes finden wir häufig kleine runde Körnchen, die mit Eosin gefärbt sind (Fig. 332, 341). Die Grundsubstanz einiger Epithelzellen ist ganz von Fettropfen erfüllt. Bei Larven, die 4 Tage nach dem Auskriechen fixiert worden sind, ist das Epithel niedriger (Fig. 336). Wenn man die Höhe der Epithelzellen vergleichen will, muß man dieselben Abteilungen des Darmes nehmen, da dieselbe in verschiedenen Abteilungen ver- schieden ist. Die Zahl der Dotterkörner ist verhältnismäßig ge- ringer, und sie beginnen sich abzureiben. Zwischen den Dotter- körnern häufen sich Fettropfen an (Fig. 334). Die Zahl der letzteren ist größer als die der Dotterkörner, namentlich an der Basis der Zelle. Die Größe der Fettropfen ist geringer als im ersten Präparat, besonders deutlich sind die Fettkörnchen in dem Präparat zu sehen, das in Fig. 334 abgebildet ist. Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 157 Die Zellen werden allmählich niedriger, nähern sich immer mehr und mehr der ausgesprochenen Form des Cylinderepithels, und der Härchensaum wird deutlich sichtbar (Fig. 339). Das Protoplasma ist jedoch noch immer von Dotterkörnern erfüllt. Auf Präparaten, die in Fuemmine’scher Lösung fixiert waren, sieht man zwischen ‚den Dotterkörnern Fettröpfehen liegen. Die Anzahl der Fettröpfchen wird um so größer, je geringer die Zahl der Dotterkörner wird, und schließlich, wenn die Dotterkörner völlig geschwunden sind, sind die Zellen ganz von Fettröpfchen erfüllt (Fig. 335). Später ‚wird auch die Zahl der Fettröpfchen geringer. Das Protoplasma, das in Sublimatpräparaten wegen der hier stattfindenden Auflösung des Fettes ein schaumiges Aussehen hat, wird verdichtet. In Präparaten, die in Sublimat-Essigsäure 4 Tage nach dem Ausschlüpfen der Larven fixiert wurden, findet man nur solche Dotterkörner, die sich intensiv in sauren Farben, in Eosin und Säure- fuchsin, färben (Fig. 336). Fettropfen sind nicht zu sehen, und in dem Protoplasma der Epithelzellen ist nur noch eine netzförmige Struktur zu erkennen, aus der wir auf die Lage der Fettröpfchen Schlüsse ziehen können. Die Menge der Dotterkörner, die in den einzelnen Zellen enthalten ist, ist, wie die Figuren uns zeigen, ver- schieden. Manche der Dotterkörner sind abgerundet oder etwas ab- geschliffen, ihre Konturen sind jedoch noch nicht verändert. Die Veränderungen an den Dotterkörnern gehen, wie uns die fixierten Präparate uns zeigen, in der bekannten Weise vor sich — durch Abschleifung und Annagung. Ebensowenig wie in den Zellen der Larven anderer Amphibien habe ich auch hier einen Zerfall der Dotterkörner in einzelne Partikel und in kleinste Körnchen, wie das Reuter (33) beschreibt, nachweisen können. Die Dotterkörner haben an manchen Stellen ein eigentümliches Aussehen (Fig. 338): man hat den Eindruck, als ob sich ihre Sub- ‘stanz aufgelöst und sich dann unter der Membran der Dotterkörner gesammelt hätte (vgl. mit den Fig. 96, 97, die unfixierte Zellen darstellen. Man findet an dieser Stelle einen feinkörnigen Nieder- schlag, der sich mit den Kernfärbungsmitteln färbt. Ich möchte ‚jedoch nicht irgendwelche Schlüsse aus diesen Präparaten ziehen, da es ja möglich ist, daß die Auflösung der Dotterkörner hier durch die Säure des Fixationsmittels zustande gekommen ist, was um so wahrscheinlicher ist, als neben den so veränderten Dotterkörnern auch solche gelegen sind, die in Scheiben zerfallen sind. Im allgemeinen ist um diese Zeit die Anzahl der Dotterkörner 11* 158 C. SarnT-HILAIRE, stark vermindert, sie sind nur noch in wenigen Zellen zu finden und stark verändert. Ich habe das schon am 10. Tage beobachten können. Am 15. Tage ist die Anzahl der Dotterkörner noch geringer. Am 19. Tage habe ich Dotterkörner schon nicht mehr finden können (Fig. 335). Man findet dann nur Andeutungen solcher. Außer den Fettropfen, die an die Stelle von Dotterkörnern ge- treten sind, findet man im Protoplasma vieler Zellen auch an späteren Stadien eosinophile Körnchen (Fig. 338, 341). Gleichzeitig mit der Anhäufung von Fettrépfchen treten im Protoplasma auch Pigmentkörner auf, allerdings in geringer Zahl. Bowers (4) spricht auch von dunklen Körnchen, die in den Zellen des Darmes bei der Kröte auftreten. Die Dotterkörner kommen in den Maschen des protoplasma- tischen Netzes zu liegen. Manchmal sind sie von einem Saume ge- färbter Substanz umgeben. Manchmal jedoch sieht man in den Maschen des protoplasmatischen Netzes runde ungefärbte Klümpchen liegen, in denen häufig glänzende Körner zu sehen sind. Bei ge- nauerer Durchforschung der Präparate konnte ich feststellen, daß diese Veränderung in der Färbbarkeit der Dotterkörner ziemlich häufig vorkommt. So sind z. B. in dem Präparat, das mit Triacid gefärbt ist, die Dotterkörner größtenteils rot gefärbt (Fig. 336), wobei jedoch auch sehr blaßgefärbte, beinahe farblose Dotterkörner zu sehen sind. Auf einem anderen Präparate, das mit Thionin und Eosin ge- färbt ist, sieht man eine ganze Menge von Dotterkörnern, die ihre Färbbarkeit verändert haben (Fig. 340). Es scheint, als ob diese Dotterkörner sehr viel Flüssigkeit enthielten, da sie bei der Fixierung an Umfang stark reduziert werden und zwischen ihnen und dem protoplasmatischen Netze ein freier Raum zurückbleibt. Auf demselben Präparate finden wir in der links gelegenen Zelle Dotterkörner, die mit Thionin gefärbt sind und einen rosa getärben Saum zeigen (wie auf Fig. 338). Ferner finden wir hier Dotterkörner, wo dieser Saum sich verbreitert hat und in denen die mittlere blaugefärbte Partie allmählich verschwindet. Schließ- lich findet man sehr stark veränderte Dotterkörner, die sich sowohl durch ihre Färbbarkeit als auch durch ihre Form auszeichnen; diese Dotterkörner sind größtenteils rund. Manchmal findet man in den Maschen des protoplasmatischen Netzes ganz kleine, rosa ge- färbte Dotterkörner. In Fig. 337 habe ich von einem anderen Präparate einige Dotter- körner gezeichnet, die Veränderungen erfahren haben. Einige von Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 159 ihnen will ich beschreiben. 1. Manche Dotterkörner sind in ihrer mittleren Partie stark gefärbt, und hier zerfallen sie gewissermaßen in Scheiben, während sie am Rande nur schwach gefärbt sind (e); 2. ähnliche Dotterkörner, die sich von den sub 1 durch ihre Form unterscheiden (f); 3. Dotterkörner, die eine gefärbte Membran be- sitzen (a); 4. Dotterkörner, neben denen sich ein schwach gefärbtes Gebilde mit dunklen Einschlüssen befindet (d); 5. violett gefärbte Klümpchen von unregelmäßiger Form und mit eingeschlossenen Dotter- körnern (c, 8); schließlich 6. Dotterkörner, die denen in Fig. 340 ähn- lich sind (b, h). Anders geartete Veränderungen beobachten wir in der Zelle, die in Fig. 841 abgebildet ist. Wir sehen im Proto- plasma ein größeres Gebilde liegen; augenscheinlich handelt es sich um ein Dotterkorn, das etwas geknillt ist und aus einer körnigen, nach innen zu bläulich gefärbten Masse besteht. Oberhalb dieses Dotterkornes sehen wir ein beinahe blau gefärbtes Dotterkorn mit einer kleineren roten Partie, weiter nach oben einige rotgefärbte Dotterkörner verschiedener Größe; manche von diesen haben an Umfang stark abgenommen und erinnern eher an kleine Körnchen. Dieselbe Zelle weist auch eosinophile Körnelung auf. Alle diese Tatsachen weisen uns auf ein für uns sehr wichtiges Moment hin und zwar darauf, daß die Dotterkörner hier sehr komplizierte Umwandlungen erfahren, die auf Ver- änderungen ihrer chemischen Zusammensetzung und ihrer physikalischen Eigenschaften beruhen müssen. Unser Material ist wegen der Größe der Zellen sehr geeignet, um an ihm die Frage zu studieren, inwiefern das Protoplasma an der Aufbrauchung der in den Dotterkörnern gegebenen Nährmaterialien Anteil nimmt. Bei genauerem Zusehen erweist es sich, daß das Protoplasma, daß die Dotterkörner umgibt, sich in seiner Struktur von den anderen Partien des Protoplasmas der Zellen nicht unter- scheidet. Mit anderen Worten, das Nährmaterial, das von den Dotterkörnern geliefert wird, tritt nicht unmittelkar in irgendwelche protoplasmatischen Gebilde, die in unmittelbarer nächster Nachbar- schaft der Dotterkörner gelegen sind, über. Die Fettropfen sind hier nicht größer als sonst, die Protoplasmabalken nicht dicker, die Körnelung ist hier nicht dichter als sonst. Ich habe oben darauf hingewiesen, dab das Protoplasma häufig eosinophile Körnchen ent- hält. Ich nehme an, daß es sich dabei um besondere protoplasma- tische Bildungen handelt, in denen Nährmaterial angehäuft ist, das aus den Dotterkörnern, die Veränderungen eingegangen sind, her- 160 C. Sarst-HiLaAirE, stammt. Man sieht das auch schon in den ersten Stadien, die ich untersucht habe. Aus alledem darf ich den Schluß ziehen, daß das Nährmaterial, bevor es im Protoplasma als Reservematerial ange- häuft wird, in die Grundsubstanz des Protoplasmas übergehen muß, um erst später in andere Elemente des Protoplasmas überzugehen. Ich habe auch an den Stellen des Protoplasmas, wo sich che- mische Veränderungen abspielen, irgendwelche Veränderungen des Protoplasmas nicht finden können. Ich habe nur gefunden, daß, wenn sich in den Dotterkörnern Vertiefungen infolge von Annagung ge- bildet haben, das Protoplasma in diese Vertiefungen eintritt. Die Tatsachen, die uns hier zur Verfügung stehen, gestatten uns nicht, zubehaupten, dabim Protoplasmairgendwelche spezielle Elemente vorhanden sind, die die chemische VeränderungenderDotterkörner veranlassenkönnten. III. Die Veränderungen der Dotterkörner in den degenerierenden Eiern von Amphibien. Es ist schon seit langem ‚bekannt, daß die nicht abgelegten Eier sowohl bei Amphibien als auch bei anderen Wirbeltieren eine Degeneration in den Eierstöcken erfahren. Zahlreiche inter- essante Arbeiten von Rucz (35), Büacer (5), Perez (30), L. Burk- HARDT (6) u. a. haben sich mit dieser Frage befaßt. Die Autoren haben gefunden, daß die Hauptrolle bei der Degeneration die Zellen des Follikelepithels spielen, die zu einem bestimmten Zeitpunkt ihre Funktion ändern. Während sie bisher dem Ei Nährmaterial geliefert hatten, beginnen sie nun, mit Hilfe von pseudopodienähnlichen Aus- stülpungen, Dotterelemente zu ergreifen, um sie in ihrem Zellkörper zu verarbeiten. Am eingehendsten ist dieser Vorgang von Rucr am Axolotl und anderen Amphibien verfolgt worden. Die degenerieren- den Eier unterscheiden sich schon durch ihr Äußeres von den nor- malen: sie sind von zahlreichen Blutgefäßen umgeben, verknüllt und zeigen abnorme Färbungen. Zunächst verlieren sie ihren Kern. Der Dotter wird von Zellen erfüllt, die aus dem Epithel austreten, das an der Oberfläche des Eies gelegen ist. An der Oberfläche des Kies entsteht ein mehrschichtiges Epithel, in dem folgende Schichten zu unterscheiden sind: 1. ein oberflächlich gelegenes einschichtiges Epithel, 2. eine Reihe von flachen Zellen, die absterbende Zellen Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 161 mit fragmentierten Körnern darstellen, und 3. hohe Dotterzellen, die an Umfang stark zunehmen und deren Kerne sich vergrößern und in Teilung begriffen sind. Von der letzteren Schicht stammen die Zellen her, die in den Dotter eintreten. Zusammen mit diesen Zellen treten ins Ei auch Leucocyten ein, die aus den Gefäßen austreten, welche in den Dotter eindringen. Die Zellen, welche den Dotter umgeben, ergreifen Dotterkörner und Pigment. Die Dotterkörner erfahren in den Zellen Veränderungen: sie erweichen, augenscheinlich unter dem Einfluß des Protoplasmas, verschmelzen miteinander und bilden Schollen. Sie erfahren augenscheinlich Veränderungen, die die Aufnahme des Dotters durch das Protoplasma der Zellen er- leichtern. Das Pigment wird namentlich an jenen Stellen der Zelle aufgenommen, wo es im Ei gelegen ist, namentlich am oberen Pol des Eies. Da das Pigment nur wenig veränderlich ist, so bleibt es in den Dotterzellen erhalten. Die Pigmentkérnchen sind zunächst gleichmäßig über das ganze Protoplasma verteilt; später, wenn die Zelle an Umfang zunimmt, sind sie netzförmig in der Zelle verteilt, was daher kommt, daß das Protoplasma von Bläschen erfüllt ist. Im weiteren Verlauf schwinden die Dotterkörner allmählich in den Zellen. Die Arbeit von BÜHLER fügt den Befunden von Ruck nichts wesentlich Neues hinzu. BurkHarpr hat namentlich den makro- skopischen Bau der Eierstöcke von Fröschen studiert, die gefüttert wurden, den Laich aber nicht abgelegt hatten. Als Vergleichs- material dienten ihm Frösche, die nach dem Laichen gefangen wurden. Mit Bezug auf den mikroskopischen Bau ist er zu denselben Re- sultaten gelangt, zu denen Rue und BÜHLER gekommen waren. BURKHARDT hat Tag für Tag die Eierstöcke der Frösche untersucht, und ich will auf einige Einzelheiten seiner Untersuchungen eingehen. Am 13. Juni fand er, daß die Granulosazellen an Höhe stark zu- genommen haben und daß sich an ihrer Oberfläche Ausstülpungen in der Richtung zum Dotter gebildet haben; das Protoplasma der Zellen ist von dunkel gefärbten ungeformten Klumpen erfüllt, die resorbierten, aber noch nicht verfliissigten Dotter darstellen. In einem anderen Ei desselben Stadiums fand er die Granulosazellen von Dotterkörnern erfüllt, die, wie die Abbildungen uns zeigen, von runder Form sind. Am 13. Juli fand er die Dotterkörner in den Epithelzellen stark verändert, das Protoplasma der Zellen von Va- cuolen erfüllt. Am 16. Juli ist der Dotter beinahe ganz geschwunden, nur geringe Reste des Dotters sind in den Vacuolen gelegen. 162 C. Samvr-Hinatre, Perez beschreibt die Degeneration des Eies bei hungernden Tritonweibchen. Man findet hier so ziemlich dasselbe, was man normalerweise bei der Degeneration der Eier beobachten kann. Die Follikelzellen nehmen Dotter auf und werden von ihm erfüllt. Auch Wanderzellen nehmen Dotter auf. Nachdem der Dotter in den Zellen aufgebraucht ist, häufen sich in den Zellen Fett und Pigment an. Wenig Neues fügen auch Mincazzısı und Hennecuy [nach Duguissox (8)| hinzu mit ihren Untersuchungen an den Eiern des Frosches. In einer Arbeit, die speziell dem Dotter gewidmet ist, befaßt sich DuBuisson (8) sehr eingehend mit der Degeneration der Eier bei Amphibien und zwar beim Frosch, Triton und Axolotl Wenn Dotterkörner in dem Ei nicht vorhanden sind, so werden die Follikel- zellen von kugligen Gebilden und Körnern erfüllt, die ihre Ent- stehung der Aufnahme von Nährmaterialien aus dem Eie verdanken. Sind Dotterkörner im Ei vorhanden, so werden sie von den Follikel- zellen durch Phagocytose aufgenommen. Die Aufbrauchung der Dotter- körner geht nach der Meinung von Dugursson sehr schnell vor sich: eine verlängerte Zelle des Epithels enthält zuweilen im unteren Teile Dotterkörner, während sie in ihren oberen Partien ein pig- mentiertes und von Vacuolen durchbrochenes Netz darstellt. SchlieB- lich ist die ganze Zelle von Vacuolen erfüllt, zwischen denen Pigment zu liegen kommt. Die Menge des Pigments nimmt später noch zu. Die Veränderungen, die die Dotterkörner erfahren, bestehen in Ab- rundung und Formveränderung. Manchmal entstehen in den Dotter- körnern Bläschen, und die Dotterkörner erfahren eine Fragmentation. Über die Einzelheiten in den Veränderungen, die die Dotter- körner erfahren, finden wir in den oben zitierten Arbeiten jedoch nur sehr weniges. Unten werde ich einige Befunde aus der Arbeit von RUGE mitteilen, mit denen meine eigenen Befunde vollständig übereinstimmen. Das oben erwähnte Untersuchungsmaterial ist für meine Zwecke besonders geeignet, da es zu jeder Zeit erhältlich ist. Ich habe die Follikelzellen beim Frosch, Triton, Axolotl und Salamander studiert. Die einzelnen Schichten des Epithels, von denen RuGe spricht, werde ich unberücksichtigt lassen, da sie in unserem Zusammenhange kaum von Bedeutung sind. Ich werde vielmehr nur von denjenigen Zellen sprechen, die als Dotterzellen bezeichnet werden. Von besonderem Interesse sind die Follikelzellen des Frosches, die im Frühling bald nach dem Laichen dem Tiere entnommen sind. In ihnen findet eine Veränderungen der Dotterkürner der Amphibien. 163 intensive Dotteraufnahme statt. Namentlich ein Moment ist es, das hier besonderes Interesse beanspruchen darf. Ich habe nämlich in vielen degenerierenden Eiern dieselben Veränderungen an den Dotter- körnern noch vor ihrer Aufnahme durch die Zellen des Follikel- epithels beobachtet, welche auch Rue, BURKHARDT und Dusuisson gefunden haben: die Dotterkörner rundeten sich ab und begannen miteinander zu verschmelzen. Dabei bilden sich sehr große dichte Schollen, die man auch schon mit bloßem Auge sehen kann. Die Form dieser Klümpchen ist sehr mannigfaltig, wie uns Fig. 99 u. 100 zeigen. Ihre Form hat in jedem einzelnen Eierstocke ihre bestimmten Eigenarten. In den Epithelzellen habe ich nur Dotterkörner der gewöhnlichen Form oder abgerundete Dotterkörner vorgefunden, nur ausnahmsweise findet man hier miteinander verschmolzene Dotter- ‘kérner, und auch dann nur in kleineren Haufen. An der Oberfläche größerer Schollen sieht man sich Zellen ausbreiten, die von Fett- tropfen, Pigmentkörnern und anderen Bildungen erfüllt sind (Fig. 99 u. 102). Diese Zellen ernähren sich zweifellos von dem Material, das in den Schollen gegeben ist, und es entstehen dabei dieselben Stoffwechselprodukte wie in den oben beschriebenen Zellen, Fett und Pigment (Fig. 102). Perez bestreitet die Existenz der Schollen und findet keine Verschmelzung von Dotterkörnern zu Klümpchen. Es mag ja sein, daß beim Triton diese Momente tatsächlich nicht zu beobachten sind. Es ist jedoch eine Tatsache, daß in den Eiern des Frosches und des Salamanders Schollen wirklich vorkommen. Für mich unterliegt das gar keinem Zweifel. Es ist sehr schwer, die Veränderungen, die die Dotterkörner fortlaufend in den Follikelzellen erfahren, festzustellen, da es bei- nahe unmöglich ist, sie in ihrem Verlauf zu verfolgen. Ich will zunächst die Veränderungen, die sich in den Follikelzellen abspielen, nur im allgemeinen zeichnen, wobei ich bemerken muß, daß sich meine Befunde so ziemlich mit denjenigen der genannten Autoren decken. Die Follikelzellen sind, wie schon alle Autoren, die sich mit dieser Frage befaßt haben, hervorgehoben haben, zu Anfang sehr niedrige. Sie bilden eine sehr dünne Epithellage, welche mit der beginnenden Degeneration an Höhe zuzunehmen beginnt. Man kann diese Stadien am besten an den Eiern des Tritons verfolgen. In diesen frühen Stadien (Fig. 103—104) finden wir in der Zelle nur kleine Körnchen zweierlei Art: 1. solche, die sich mit Neutralrot 164 C. Sainr-Hinatre, farben, und 2. solche, die sich mit Neutralrot nicht färben und die zweifellos aus Fett bestehen. Die zu Anfang sehr kleinen gefärbten Körner nehmen allmählich an Umfang zu und erfüllen schließlich die ganze Zelle (Fig. 105). Die Zelle bleibt nur in der Mitte von den Körnern frei — nur dort, wo der Zellkern gelegen ist. Beim weiteren Wachstum nehmen die Zellen der Länge nach zu, der Zellkern wird größer, die Protoplasmakörner werden mannig- faltiger, und es erscheinen immer mehr und immer größere Fett- tropfen (Fig. 106). Gleichzeitig- mit diesen primären Körnchen erscheinen in dem Protoplasma Dotterkörner und andere Bildungen. Es sei bemerkt, daß, während die Größe der Zellen des Follikel- epithels in den ersten Stadien ziemlich gleichmäßig ist, die Zellen in den späteren Stadien sich ihrer Größe nach ziemlich voneinander unterscheiden. Auch der Inhalt der Zellen ist später überaus mannig- faltig. Nachdem die Zellen von Dotterkörnern erfüllt sind, sieht man in ihnen sich auch Fett und Pigment anhäufen (Perez). Das Pig- ment wird von den Zellen aus dem Ei aufgenommen. Aus dem Ei stammt zweifellos auch ein Teil des Fettes, das im Ei in großer Menge in Form kleinster Trépfchen enthalten ist; zum Teil entsteht es jedoch auf chemischem Wege in den Follikelzellen neu, denn es ist hier in größerer Menge enthalten als im Protoplasma des Eies, worauf das histologische Bild ohne weiteres hinweist (Fig. 107 u. 108 — mit Scharlachrot behandelte Zellen von Triton; Fig. 145 u. 146 — die Zellen von Salamandra, unbehandelt, die großen Kugeln be- stehen aus Fett). Die Dotterkörner schwinden allmählich aus dem Protoplasma der Follikelzelle, und an ihre Stelle treten Fettropfen und Pigmentkörnchen (Fig. 111). Das Pigment ist über die ganze Zelle in Form einzelner Körnchen (Fig. 110 und 111) verteilt, oder es liegt in Häufchen, die sehr klein oder auch sehr groß sein können und kugelförmig werden (Fig. 119 und 133); in Fig. 109 ist es mit Fettropfen verschmolzen. Will man die Entstehung des Pigments verfolgen, so benutzt man für seine Untersuchungen am besten das Froschei. In Fig. 112 sieht man die beginnende Anhäufung von Pigment, wo Dotterkörner noch vorhanden sind. In Fig. 114, 116, 117 und 118 sind die Dotter- körner geschwunden. Nur Fett und Pigment sind hier noch vor- handen. Besonders reich an Pigment ist die Zelle in Fig. 116. Das Pigment bildet hier kugelförmige Klümpchen; es ist hier Veränderungen der Dotterkürner der Amphibien. 165 in einer Flüssigkeit suspendiert. Man kann das daraus schließen, daß man in diesen Anhäufungen von Pigment eine molekulare Be- wegung beobachten kann, wenn man zufällig die Pigmentanhäufungen, wie das z.B. unter dem Drucke des Deckglases zuweilen geschieht, sehen kann. Das Pigment liegt namentlich in denjenigen Partien der Follikelzellen, die der Peripherie des Eies entsprechen. Nach den Dotterkörnern schwindet aus den Epithelzellen auch das Fett (Fig. 120 — mit Scharlachrot gefärbt), und es bleibt nur das Pigment (Fig. 121) in Form dichter Häufchen liegen, zwischen denen man kleine ungefärbte Körnchen liegen sieht. Solche Zellen bilden Anhäufungen (Fig. 122), die allmählich wieder auseinander gehen, so daß man sie, wie auch Rucz findet, in den Gefäßen sehen kann, die die degenerierenden Eier umspinnen (Fig. 122, 123). Damit ‘ist die Degeneration der Eier vollzogen. Zur Zeit, wo die Gefäße in die Eier eindringen, sind in den Eiern sehr häufig Leucocyten zu sehen (Fig. 124, 125). Viele Leuco- cyten enthalten Dotterkörner und Fettropfen. Die Veränderungen, die die Dotterkörner dabei erfahren, unterscheiden sich in gar nichts von den Veränderungen, die sie in den Leucocyten auch sonst ein- gehen. Da ich dieser Frage ein besonderes Kapitel widme, will ich mich mit diesen Dingen einstweilen nicht befassen. Ich möchte an dieser Stelle ein Moment hervorheben, auf das ich bei der Untersuchung des Eierstockes beim Frosch gestoßen bin und dessen Bedeutung mir nicht ganz klar geworden ist. Neben den eben beschriebenen degenerierenden Eiern findet man Eier von geringerem Umfang, deren Zellen viel weniger intensiv und zwar bräunlich gefärbt sind. Diese Zellen sind von eigenartigem Bau: außer den kleinen gefärbten Körnchen findet man in ihnen größere Klümpchen einer dichten Substanz, und diese sind scbwach ge- färbt (Fig. 127a, b). Von besonderem Interesse ist es aber, daß in diesen Klümpchen häufig unregelmäßig, knäuelförmig zusammen- gerollte dünne Fäden, die orange oder dunkelrot gefärbt sind, ein- geschlossen sind (Fig. 127). Manchmal konnte ich diese Fäden auch außerhalb der Klümpchen, im Protoplasma selber, finden. Ich möchte die Aufmerksamkeit der Untersucher auf diese Tat- sachen lenken. Es wäre von großem Interesse, die Entstehung dieser Zellen aufzuklären und ihre Bedeutung festzustellen. Mir ist das bisher nicht gelungen. Ähnliche Zellen mit dichten Klümpchen findet man auch beim Triton. Doch kommen in ihnen nicht Fäden, sondern unregelmäßig 166 C. Sarnr-HrLATRE, geformte Kürner zu liegen, die einen Glanz besitzen und gelb ge- färbt sind (Fig. 127c). Es ist nicht unwahrscheinlich, daß diese Zellen in irgendeiner Beziehung zur Aufbrauchung des Dotters stehen, da sie ihrer Lage nach sowie auch durch ihre Struktur sehr an die zuletzt oben be- schriebenen Zellen erinnern. Der Umfang der einzelnen Zellen, die den Dotter in den Eiern des Salamanders aufnehmen, ist überaus verschieden. Vergleicht man z. B. die Zellen in Fig. 147 und 146, so sieht man das ohne weiteres. Alle Zellen der stark veränderten Eier enthalten eine sroße Menge von Dotterkörnern und sind von einer fettähnlichen Körne- lung erfüllt. Die Größe der Körnelung entspricht ungefähr der Größe der Zellen, was darauf hinweist, daß sie sich in den Zellen allmählich anhäufen: in kleinen Zellen sind die Körner noch ganz klein (Fig. 147), in großen Zellen erreichen sie eine ganz auber- ordentliche Größe (Fig. 146); in Fig. 148 nehmen die Körner an Größe eine Zwischenstellung zwischen den kleinen und großen | ein. Die Veränderungen an ihnen spielen sich ungefähr so ab, wie ich das für den Frosch und den Triton beschrieben habe, nur sind die einzelnen Elemente größer. Hier habe ich auch Schollen, so- wohl im Protoplasma der Eier als.auch im Protoplasma der Follikel- zellen, gefunden (Fig. 131). Im Ei des Axolotls habe ich ungefähr dasselbe gefunden. Ich gehe nunmehr zu einer Frage über, die für uns die wichtigste ist, und zwar zu den Veränderungen der Dotterkörner in den Follikel- zellen. Ihre ursprüngliche Form hängt natürlich davon ab, in welch einem Zustande sie von den Zellen aufgenommen worden sind: ob verändert oder unverändert. Die Art und Weise, wie sie in der Zelle aufgebraucht werden, ist augenscheinlich stets dieselbe. Die Aufbrauchung findet so statt, wie wir das für das allmähliche Auf- tauen der Dotterkörner beschrieben haben. Wir sehen die Zellen ganz von Dotterkörnern erfüllt (Fig. 133 und 134), zwischen denen die kleinen Körnchen des Protoplasmas zu sehen sind. Leider ist es hier ganz unmöglich, zu entscheiden, welche von diesen kleinen Körnchen dem Protoplasma der Follikelzelle selbst angehören und welche von ihnen aus dem Ei aufgenommen sind. Beim Triton (Fig. 133) sind die Dotterkörner gelblich gefärbt, beim Frosche aber und beim Salamander sind sie ungefärbt. Im weiteren Verlauf verändern die Dotterkörner ihre Form, Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 167 während die dazwischenliegenden Gebilde an Zahl zunehmen. Zu den letzteren gehören die Fettrépfchen, die Pigmentkérner und schließ- lich Körnchen unbestimmter Art. Wenn die Dotterkörner aufeinander drücken, so entsteht hier dasselbe, was wir in den Zellen der Larve gesehen haben: es bilden sich Vertiefungen, wie wir sie früher be- schrieben haben (Fig. 110). | In Fig. 136 finden wir beim Triton Dotterkôrner. die abge- schliffen sind. Eines der Dotterkörner liegt in der Vacuole zu- sammen mit 2 Fettropfen; es ist eine sehr seltene Erscheinung. Eine Verdauung von Dotterkörnern in Vacuolen habe ich nicht be- obachtet. In Fig. 133 sieht man auch Formveränderungen an den Dotterkörnern. Häufig geht mit den Veränderungen eine Abrundung der Dotterkörner einher. In Fig. 137 sind Dotterkörner sowohl von normaler Form als auch abgerundete Dotterkörner zu sehen. In frischen Präparaten sieht man, daß die größeren Dotterkörner sich von den anderen durch ihre Farbe etwas unterscheiden; es ist schwer, das in der Abbildung wiederzugeben. Ich glaube, daß die Abrundung der Dotterkörner eine Vorstufe der Auflösung der Dotter- körner ist. Bei der Färbung mit Neutralrot färben sich in den Zellen, die noch keine Dotterkörner enthalten, zahlreiche Körnchen und Bläschen, wie wir das in Fig. 105 oder in einem späteren Stadium in Fig. 105 u. 106 sehen. Wenn in den Zellen schon Dotterkörner enthalten sind, so findet man, daß einige von ihnen sich mit Neutral- rot färben, andere nicht — genau so wie das in den Zellen der Larve der Fall ist; die Zahl der gefärbten Körnchen wird dabei geringer. Die Färbung kann sich gleichmäßig oder auch ungleich- mäßig über das Dotterkorn verteilen, wie das uns Fig. 128 zeigt. In Fig. 139 sehen wir Follikelzellen mit einigen ungefärbten Dotterkörnern und zahlreichen sehr mannigfaltigen gefärbten Klümpchen. Manche von diesen stellen zweifellos Dotterkörner dar, die sich mit benachbarten gefärbten Elementen zusammengeballt haben. Ähnliche Verhältnisse sieht man bei starker Vergrößerung in Fig. 128a. In Fig. 129 sieht man neben ungefärbten Körnern auch solche, die sich mit Neutral- rot gefärbt haben; sie sind hier von unregelmäßiger Form, sind also im allmählichen Zerfall begriffen. In Fig. 112, 113 und 115 sehen wir 3 Follikelzellen aus einem Froscheierstock, der am 18. Mai heraus- genommen worden war. Die Dotterkörner sind hier intensiv mit Neutralrot orange gefärbt, sie sind abgerundet, von unregelmäßiger Form und verfallen augenscheinlich der Resorption. In Fig. 113 168 C. SAINT-HILAIRE, hat ein ähnliches gefärbtes Kügelchen eine beträchtliche Größe er- reicht. In den Zellen des Tritons findet man bei Färbung mit Neutral- rot große gefärbte Körner (Fig. 140), die veränderte Dotterkörner darstellen, Dotterkörner, die abgerundet und etwas zusammengeprebt sind. Ich halte auch die kleinen Körner für veränderte Dotter- körner, da man zwischen den oben genannten und den letzteren Übergänge finden kann. Das läßt sich jedoch nicht mit aller Bestimmtheit behaupten, da im Protoplasma ja auch noch andere Gebilde vorkommen können, die sich mit Neutralrot färben. Beim Triton ist noch eine andere Veränderung neben den Dotterkörnern von Interesse. So sehen wir in Fig. 110, 111 und 137, 138 gelb- gefärbte Körner; das ist ihre natürliche Farbe. Im allgemeinen sind die Dotterkörner beim Triton gelb gefärbt. Augenscheinlich sammelt sich bei der allmählichen Größenabnahme der Dotterkörner infolge der Resorption ihres Inhalts das wohl unlösliche Pigment in den Dotterkörnern an, wodurch die Dotterkörner dunkler gefärbt werden. Perez (28) hat diese Erscheinung beschrieben. Er hält aber diese dunklen Körner für Fettropfen. Meiner Meinung nach handelt es sich hier aber um Dotterkörner. Es folgt daraus mit aller Deutlich- keit, daß die Dotterkörner ihren Inhalt an das Protoplasma ab- geben können, während sie selber allmählich an Umfang ab- nehmen. Mit Bezug auf die Veränderungen, die die Dotterkörner er- fahren, ist auch die Zelle in Fig. 138 von Interesse. Hier sind bei- nahe alle Körner von komplizierterem Bau. Sie enthalten runde gelbe Körperchen, je eines oder auch mehrere. In manchen von ihnen sind nur kleine gefärbte Körnchen enthalten. Im Protoplasma dagegen finden wir hier kleine dunkelgelb gefärbte Körner. In manchen Zellen des Tritoneies sehen wir die Dotterkörner mit den Elementen des Protoplasmas überhaupt verschmelzen. So liegen z. B. in Fig. 139 neben den Dotterkörnchen Pigmentkörnchen und körnige gefärbte Klümpchen, welche mit den Dotterkörnern gut ‚verschmelzen könnten. Auch in Fig. 137 finden wir die Ver- schmelzung von protoplasmatischen Gebilden miteinander angedeutet: hier sammeln sich die Pigmentkörperchen in der nächsten Umgebung von anderen im Protoplasma gelegenen Gebilden. In den Zellen des Tritons findet man manchmal Verhältnisse, wie sie in Fig. 128b, c wiedergegeben sind. Hier ist eine Ver- schmelzung von Dotterkérnern miteinander angedeutet. An der Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 169 Oberfläche der Zellen sieht man dann gefärbte Körner und streifen- förmige Gebilde, wie sie auch in anderen Fällen vorkommen. Es handelt sich gewissermaßen um Vorwölbungen, die von Flüssigkeit erfüllt sind. Ich habe schon oben darauf hingewiesen, warum es sehr schwer fällt, in diesen Zellen die Veränderungen im Protoplasma, die mit ‚Übergang von Nährmaterial aus den Dotterkörnern in das Proto- plasma im Zusammenhange standen, genau zu verfolgen. Das Proto- plasma ist hier sehr reich an verschiedenartigen Gebilden, die ständig ihre Form verändern und schwinden. Die Art und Weise, wie die Dotterkörner sich in den Eiern des Salamanders verändern, ist überaus mannigfaltig und läßt sich nicht immer genau definieren. Ich will nur einige Beispiele anführen. In einer kleinen Zelle in Fig. 141 sehen wir drei Dotter- körner, die sich intensiv mit Neuralrot gefärbt haben; die Dotter- körner haben sich kaum verändert. In Fig. 142 sehen wir mehrere Dotterkörner, die sich gefärbt haben; sie haben ein geknilltes Aussehen: Fett ist hier gelb gefärbt. In Fig. 143 ist beinahe die ganze Zelle von großen runden Gebilden erfüllt, die stark gequollene ‚Dotterkörner darstellen, welche Myelinfiguren angenommen haben; sie sind schwach rosagelb gefärbt. Diese Form der Dotterkörner ist von besonderem Interesse, da sie uns darauf hinweist, dab unter dem Einfluß des Mediums die Dotterkörner weitgehende Verände- rungen erfahren können. Ähnliche Veränderungen finden wir auch an den Dotterkörnern, die außerhalb der Zelle liegen und schließ- lich Schollen bilden. In jenen Zellen, in denen die Dotterkörner schon beinahe voll- ständig aufgebraucht sind und die von Fett erfüllt sind, finden wir Über- reste von Dotterkérnern in Form kleiner gefärbter Körnchen (Fig. 130). In manchen Zellen habe ich Verhältnisse beobachten können, wie sie der Fig. 145 entsprechen: zwischen den Fettropfen kommen schwach mit Neutralrot gefärbte körnige Gebilde zu liegen. Ich glaube, daß es sich hier um nichts anderes handelt als um die Überreste von Dotterkörnern. Manchmal finden wir in den Zellen auch ganz unveränderte und ungefärbte Dotterkörner, wie z. B. in Fig. 132, wo das Protoplasma sonst von gefärbten Körnchen, die Überreste veränderter Dotter- körner darstellen, erfüllt ist. Wir finden unveränderte Dotterkörner auch in solchen Zellen, in denen auch schon die Überreste der Dotterkörner geschwunden und die ganz von Fett erfüllt sind. 170 C. Samr-Hıraıee, Um diese Verhältnisse aufzudecken, muß man die Zelle zer- drücken, da sonst die Dotterkörner von den anderen im Proto- plasma gelegenen Gebilden verdeckt bleiben. In der Peripherie des Eies kommen Zellen vor, die von zahl- reichen gefärbten Dotterkörnern erfüllt sind, wie in Fig. 147a u. 149. Zwischen den einzelnen Dotterkörnern liegen kleine Körnchen und einige wenige größere. Die Dotterkörner haben hier ein eigen- artiges Aussehen: sie färben sich karmesinrot, haben Myelincharakter und sind abgerundet. Zerdrückt man an einem derartigen Objekt die Zellen, so kann man deutlich beobachten, daß hier eine allmäh- liche Erweichung und Verminderung der Größe (Fig. 150) der Dotterkörner stattgefunden hat. In Fig. 151 sehen wir z. B. ein etwas zerdrücktes Dotterkorn, das in seinem mittleren Teil noch fest ist und darum geplatzt ist; um diesen etwa festeren Kern herum sehen wir eine weichere Schicht liegen. Dasselbe, wenn auch nicht so deutlich ausgesprochen, sehen wir in Fig. 152 (wie auch bei Triton [Fig. 135]), wo einige Dotterkörner gewissermaßen einen Saum besitzen, was wohl darauf hinweist, daß hier eine Erweichung stattgefunden hat. Im gegebenen Fall dürfen wir nicht annehmen, daß diese Veränderungen aus mechanischen Einflüssen resultieren, da wir in Fig. 151 gesehen haben, daß die einzelnen Partien des Dotterkornes sich in verschiedener Weise verändert haben, und in Fig. 150 sind wieder neben veränderten auch unveränderte Dotter- körner zu finden. Man kann überhaupt beim Drücken häufig sehr charakteri- stische Veränderungen .in den genannten Zellen beobachten, auch dann, wenn der Druck sehr gering ist: die Dotterkörner quellen auf, es entstehen in ihnen Bläschen, so daß sie ein schaumiges Aussehen bekommen. Sie können auch in Auflösung übergehen und Myelin- figuren bilden. | Es unterliegt keinem Zweifel, daß die oben beschriebenen kugligen Gebilde veränderte Dotterkörner sind. Man findet manchmal in ein und demselben Ei Übergänge von Dotterkörnern von gewöhnlicher Form zu abgerundeten Dotter- körnern. Man findet diese Übergänge auch in den Zellen des Fol- likelepithels. Von Interesse ist es, daß die Substanz der größeren Klümpchen, wie sie z. B. in Fig. 102 zu sehen sind, sich schwach rot mit Scharlachrot färbt, während unveränderte Dotterkörner sich über- haupt nicht färben. In den Epithelzellen sind solche abgerundete Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. Til Dotterkörner von Fettropfen sehr schwer zu unterscheiden. Auch RuceE (35) hat auf diese Tatsache hingewiesen. Also muß die Frage diskutiert werden, ob nicht die Dotter- körner hier in Fettropfen übergehen. Eine Bestäti- gung für eine solche Annahme habe ich nicht ge- funden. Die Fettropfen färben sich stets ganz deutlich mit Scharlachrot und Osmiumsäure, während die Dotterkörner und die sich von ihnen ableitenden Gebilde ungefärbt bleiben oder sich sehr schwach färben. Ein Gemisch von Alkohol und Äther löst sie vollständig auf, während siein Alkohol unlöslich bleiben. Bearbeitet man die Zellen mit Reagenzien, die leicht Verbindungen mit Eiweiß bilden, z. B. mit Pikrinsäure, so bleiben die Fettropfen ungefärbt, während die Dotterkörner sich stark gelb färben, ohne allerdings körnig zu werden. In Sublimat und beim Kochen bildet sich in den Fettropfen kein Niederschlag. Aus all dem dürfen wir schließen, daß es zwischen Dotterkörnern und Fettropfen keine Übergänge gibt: es handelt sich stets entweder um Dotterkürner oder um Fettropfen. Ich habe das Verhalten der abgerundeten und miteinander ver- klebten Dotterkörner gegenüber den üblichen Reagenzien geprüft und dabei gefunden, daß sie sich in physikalisch-chemischer Be- ziehung etwas verändert haben. In 0,02°/,iger Salzsäure findet die Autlösung der Dotterkörner nur sehr langsam statt; ein Zerfall. in Scheiben findet hier nicht statt; die Membran bleibt nicht erhalten; der Inhalt löst sich nicht ganz auf, sondern es entstehen im Innern der Dotterkörner transparente Tröpfchen, welche allmählich mit den anderen verschmelzen, aber nur in der Mitte, während am Rande der Dotterkörner ein dichterer unveränderter Saum zurückbleibt, der sich jedoch von der normalen Membran unterscheidet. Die Membran kann geschwunden sein oder sich so verändert haben, daß nun eine Verschmelzung der Dotterkörner untereinander statt- finden kann. In Fig. 101a—d sehen wir mehrere derartige Dotter- körner nach der Behandlung mit verdünnter Salzsäure. Kochsalz- lösungen wirken hier anders als auf normale Dotterkörner, die sich in 10°/,iger Kochsalzlösung und auch in schwächeren Lösungen leicht auflösen. Die kugelförmigen Gebilde lösen sich bald in 10% iger Kochsalzlösung, nur wenige von ihnen bleiben ungelöst zurück. 5°/,ige Kochsalzlösung wirkt langsam, die Membran wird dabei nicht sichtbar, und es entstehen kugelförmige Gebilde mit einem körnigen Inhalt. 2,5°/,ige Kochsalzlösung übt ihre Wirkung Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 12 172 C. SarnT-HILAIRE, nur sehr langsam aus, und es bilden sich im kugelförmigen Dotterkorn Bläschen, wobei schließlich nur ein glänzender Ring zurückbleibt. In Äther lösen sich diese ringförmigen Gebilde und die Membranen der kugelförmigen Gebilde nicht auf, es resultieren hier kugel- förmige gequollene Gebilde von gleichmäbigem kleinkörnigem Bau. Alle diese Beobachtungen weisen darauf hin, daß in dem degenerierenden Ei neue Bedingungen gegeben sind, unter deren Einfluß die Dotterkörner physikalische und chemische Umwandlungen erfahren. Die Annahme von Rucr, daß diese Veränderungen unter dem Einfluß des Proto- plasmas vor sich gehen, sagt uns über die Sache nichts aus. Es kann sich ja hier, wie wir das früher gesehen haben, sowohl um mechanische Einflüsse als auch um chemische Veränderungen handeln, die vom Milieu der Dotterkörner ausgehen. An mechanische Ein- flüsse kann man hier nicht denken; so kommen hier nur chemische Momente in Betracht. Wir sind natürlich nicht in der Lage, den chemischen Einflüssen nachzugehen, da ja unsere Kenntnisse über den Gewebechemismus noch völlig ungenügend sind. Für uns ist zunächst nur die Tatsache wichtig, dab es sich hier um Veränderungen in den Außenbedingungen handelt. wichtig insofern, als wir ähnliche Veränderungen an den Dotter- körnern künstlich hervorrufen können und namentlich unter Einwirkung von Eiweißlösungen. Sehr wertvoll ist es, die Resultate, die man an frischen Prä- paraten erzielt, mit jenen zu vergleichen, die ein fixiertes Präparat ergibt. Der Befund, den man an Schnitten von degenerierenden Eiern des Frosches und des Axolotls in verschiedenen Stadien machen kann, entspricht vollkommen dem, den Ruce(35) und BÜHLER (5) so ausgezeichnet beschrieben haben. Ich habe zu dem, was diese Autoren hierüber gesagt haben, nichts hinzuzufügen. Ich will nur die Veränderungen berücksichtigen, die die Dotterkörner selbst erfahren. Wie ich schon gesagt habe, findet beim Frosche häufig eine Abrundung der Dotterkörner und eine Verschmelzung von Dotter- körnern miteinander unter Bildung von Schollen statt. Ähnliche Schollen habe ich auch in den Eiern des Salamanders gefunden. Man findet die Schollen im Innern des Eies liegen und sieht sie auf Schnitten sehr gut, da sie sich mit Eosin intensiv färben. Sie sind von Zellen umringt, die viel Pigment und Fett in Form von großen Fettropfen enthalten. Die Menge des Fettes, wie es die Scharlachrot- Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 173 präparate zeigen, kann eine sehr große sein. Zwischen den einzelnen Zellen sieht man Bindegewebsbalken liegen. Eine Körnelung oder Vacuolenbildung in der Umgebung der Schollen habe ich nicht beobachtet. Die Schollen verändern sich nur sehr langsam. An einigen von ihnen finden wir in Schnitten Strukturveränderungen, die augenscheinlich mit Substanzveränderungen in Zusammenhang stehen. So sehen wir z. B. in Fig. 342 Schollen, die von lockerem Bau sind, wie das ja gewöhnlich der Fall ist, die aber hier eine Körnelung zeigen. Manche Schollen werden etwa von kleinen Vacuolen erfüllt, andere wieder verändern sich in ihrer Färbbarkeit, indem sie sich in einem Gemisch von Eosin und Methylenblau so ziemlich blau färben. Mit den Substanzveränderungen, die die Schollen wohl erfahren, geht eine allmähliche Abnahme im Umfang der Schollen einher. Die Stoffe, die aus den Schollen austreten, werden wohl von den benachbarten Zellen und Gefäßen aufgenommen. Abgerundete Dotterkörner werden von den Zellen viel schneller aufgenommen, und es ist daher hier die Beobachtung der in Be- tracht kommenden Verhältnisse erleichtert. Wir wissen, daß sie von freien Zellen aufgenommen werden, die, wie RUGE und BÜHLER an- nehmen, aus dem Follikelepithel herstammen oder von den Zellen des Follikelepithels selbst (Fig. 347). Namentlich auf Schnitten kann man deutlich sehen, daß in Zellen des Follikelepithels die Bestand- teile des Protoplasmas in ganz bestimmter Weise über die Zelle verteilt sind. Und zwar liegt an der Basis der Zelle, d. h. in jener Partie der Zelle, die der Peripherie des Follikels zugewendet ist, das Pigment, zwischen dessen Körnern die Fettropfen gelegen sind {auf den Abbildungen sehen wir nur kreisförmige Öffnungen, da das Fett hier durch die Reagenzien herausgelöst ist). Näher zum Dotter finden wir die aufgenommenen Dotterkörner liegen. In etwas älteren Eiern des Frosches finden wir mehrere Zellenreihen, die auch die- selbe Verteilung der protoplasmatischen Gebilde über die Zelle auf- weisen. Die Mehrzahl von ihnen enthält abgerundete Dotterkörner, die jedoch noch keine weiteren Veränderungen erfahren haben. Bei näherem Zusehen finden wir hier jedoch noch manch andere Veränderungen. Zunächst daß in vielen Dotterkörnern hellere Punkte zu sehen sind (Fig. 344 b), die ihrer Lage nach den Öffnungen entsprechen, auf deren Vorkommen bei normalen Dotterkörnern wir schon hingewiesen haben. Solche Punkte sieht man manchmal zu mehreren in ein und demselben Dotterkorn, und das ganze Dotter- korn erscheint dann wie angefressen (Fig. 344a). Fernerhin finden 12% 174 C. SainT-HILAIRE, wir Dotterkörner, die zweifellos einen inneren chemischen Umbau erfahren haben, was man daraus schließen kann, daß sie sich in ihrer Färbbarkeit verändert haben. In Fig. 344c ist ein Dotterkorn abgebildet, um welches sich eine Schicht herumgebildet hat, die sich blau gefärbt hat. In Fig. 348 sieht man außer vier normalen Dotter- körnern einige hellere, die beinahe ganz ungefärbt sind, die aber von großen Dimensionen sind; dasselbe auch in Fig. 347. In Fig. 349 sieht man mehrere Stadien der Veränderung: eines der Dotterkörner hat sich mehr dunkelviolett gefärbt, ein anderes Dotterkorn hell- violett, ein drittes blau, ein viertes hat sich überhaupt nicht gefärbt. An der Basis der Zelle liegt schließlich zwischen den Pigment- körnchen ein Gebilde, das einem Zellkern ähnlich ist, sich dunkel- blau gefärbt hat und von körniger Struktur ist. Da man zwischen diesen verschiedenartigen Dotterkörnern Übergänge finden kann, so halte ich es für möglich, sie genetisch miteinander in Beziehung zu setzen. Ich glaube, daß hier eine Veränderung in der Substanz der Dotterkörner stattfindet und daß sie sich in ungefärbte Körner ver- wandeln. Bei genauerem Zusehen findet man ungefärbte Dotterkörner in Lücken, in denen wir auf den ersten Blick nichts finden und darum annehmen, daß diese Lücken in der Zelle entstanden sind, weil hier das Fett durch die Reagenzien herausgelöst worden ist. Die kernähnlichen Gebilde, die in meinen Präparaten blau ge- färbt sind, halten RuGe und Büazer wirklich für Kerne und sprechen darum von vielkernigen Zellen. Manche Zellen sind von ihnen wirklich ganz erfüllt. Aber schon ihr äußeres Aussehen läßt daran zweifeln, daß es sich hier wirklich um Kerne handelt. Sie sind von sehr ungleichmäßiger Größe, manche von ihnen sind homogen und lassen die typische Kernstruktur vermissen. Vergleichen wir sie untereinander, so finden wir, daß sich Übergänge zwischen ihnen und den blauen Körnern, wie sie in Fig. 349 abgebildet sind, feststellen lassen; und von den letzteren gibt es ja Übergänge zu den Dotterkörnern. So möchte ich auch diese kernähnlichen Gebilde für veränderte Dotterkörner halten. | Etwas anders liegen die Verhältnisse beim Axolotl. Im Ki, in dem eben erst die Degenerationsvorgänge einsetzen, beginnen die Follikelzellen den Dotter aufzunehmen. Die Veränderungen spielen sich in der Peripherie des Eies nicht gleichmäßig ab: während wir an der einen Stelle nur etwas vergrößerte, in die Länge gezogene Zellen antreffen, sind die Zellen an anderer Stelle schon ganz von Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 175 Dotter erfüllt. In Fig. 343 habe ich eine solche Zelle abgebildet. In der Mitte der Zelle finden wir einen großen, von den umliegenden Gebilden zusammengedrückten Kern mit einem dunklen Chromatin- netz und mit Kernkörperchen. Unterhalb des Kerns sieht man ein protoplasmatisches Netz und Pigmentkörnchen, zwischen denen helle Zwischenräume gelegen sind, die normalerweise augenscheinlich der Lage der Fettropfen entsprechen (von letzterem kann man sich über- zeugen, wenn man die vorliegenden Präparate mit solchen vergleicht, die mit Scharlachrot gefärbt sind). Im oberen Teil ist die Zelle ganz von Dotterkörnern der mannigfaltigsten Art und Größe erfüllt. Wenn wir die Dotterkörner im einzelnen betrachten, so bemerken wir, daß sie den Dotterkörnern in den Darmepithelzellen des Axolotls sehr ähnlich sind: manche von ihnen haben eine Öffnung in der Mitte, andere sind an der einen Seite abgeschliffen, manche schließ- lich sind von ganz unregelmäßiger Form. Mit einem Worte, es findet hier ebenso wie in den Darmzellen ein Abschleifen und Annagen der Dotterkörner statt, das augenscheinlich auf denselben Momenten beruht, d. h. auf dem Drucke der Dotterkörner aufeinander und auf dem Drucke anderer Gebilde auf die Dotterkörner. Die Follikelepithelzellen stark degenerierter Eier, die schon ein sehr verknilltes Aussehen haben, bieten ein ganz anderes Bild dar. Schon Russe hat diese Verhältnisse beschrieben. Die Zellen sind hier sehr hoch und haben das Aussehen eines Cylinderepithels. Nur der obere Teil der Zellen ist von Dotterkörnern erfüllt, wie in Fig. 345 zu sehen ist. Ein umgekehrtes Verhältnis mit Bezug auf die Lage der Dotterkörner will Dugursson (8) beobachtet haben. Das ist natürlich gut möglich, man darf jedoch daraus nicht den Schluß ziehen, daß die Aufbrauchung von Dotterkörnern im oberen Teil der Zelle schneller vor sich geht. Meine Abbildung (Fig. 345) stellt die Zellen etwas kürzer dar, als es in Wirklichkeit der Fall ist. Im unteren Teile der Zellen sehen wir ein protoplasmatisches Netz, in dessen Maschen Fettropfen zu liegen kommen. Die Menge des Pigments ist nicht groß. Das Pigment ist übrigens über das ganze Protoplasma zerstreut. Der Zellkern ist groß. Die Dotterkörner haben ihre Form verändert, sie sind abgerundet und erinnern an die Dotterkörner des Frosches. Zu Anfang haben sie, wie wir das eben gesehen haben, ein anderes Aussehen. Sie sind nicht von dichtem, sondern lockerem Bau; sie erinnern eher an Vacuolen mit in ihnen geronnenem Eiweiß. Ihre Größe ist verschieden; manche von ihnen sind sehr klein. 176 C. SarnT-HILAIRE, Thre Färbung ist auch verschieden. Das vorliegende Präparat ist mit DerArıenv’schem Hämatoxylin und dann mit Eosin nachge- färbt. Außer den violett gefärbten Körnern finden wir auch blaue und gelbliche; die blauen sind etwas geknillt, von den benachbarten Körnern zusammengedrückt. Die gelbgefärbten sind dagegen dichter und haben sehr ausgesprochene Konturen, die man beinahe als Membran ansprechen möchte. Die Dotterkörner sind in den Maschen des protoplasmatischen Netzes gelegen, ohne sich aber dem Proto- plasma dicht anzulegen (so sieht man es wenigstens im Präparat). In anderen Zellen (Fig. 346) haben die Dotterkörner ein etwas anderes Aussehen: sie sind beinahe ungefärbt, von ungleich- mäßiger Form und ganz von Pigmentkörnern umringt, das Pig- ment ist hier über das ganze Plasma zerstreut. Manchmal sehen ziemlich große Dotterkörner ganz geknillt aus, z. B. die in Fig. 350 abgebildeten. Die charakteristischen Veränderungen, die die Dotterkörner in den degenerierenden Amphibieneiern erfahren, sind somit die folgen- den: die Veränderungen nehmen häufig ihren Ausgang schon im Ei selber und spielen sich weiter in den Follikelzellen ab, die den Dotter aufgenommen haben. Dabei sind die Veränderungen, die sich unter dem Einfluß des Protoplasmas in den Dotterkörnern ab- spielen, viel ausgesprochener als in anderen Fällen: Die Dotterkörner runden Sich ab, verschmelzen mit- einander und werden erweicht. Häufig bilden sie Myelinfiguren. Die Veränderungen, die die Dotterkörner er- fahren, kann man sehr gut nicht nur am lebendigen Objekt, sondern auch in Schnittpräparaten verfolgen. Der ganze Vorgang spielt sich im Protoplasma selbst ab: beinahe niemals habe ich Beziehungen der Dotterkörner zu Vacuolen beobachtet. Die Dotterkörner nehmen an Umfang ab, und es bleiben schließlich nur veränderte Körner und Klümpchen zurück. Die Substanz der Dotterkörner geht in die Körnchen des Protoplasmas, nament- lich in Fett über. Fett häuft sich in großer Menge an und erfüllt schließlich die ganze Zelle Da wir den sicheren Nachweis, daß die Dotterkörner sich in Fett umwandeln können, zu führen nicht imstande sind, so dürfen wir nur voraussetzen, daß die Substanz der Dotterkörner in komplizierter Weise schließlich zu Fett wird. Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. ri IV. Die Veränderungen der Dotterkörner in den Phagocyten. Alles, was wir bisher über die intracellulären Veränderungen der Dotterkörner gesagt haben, bezieht sich auf Veränderungen, die die Dotterkörner gewissermaßen normalerweise, wo sie als Reserve- stoffe in der Zelle angehäuft sind, erfahren. Ich will nun meine Beobachtungen mitteilen, die sich auf die Umwandlungen des Dotters von Amphibien, der künstlich in den Körper eingeführt wurde, be- ziehen. Ich beginne mit den Phagocyten verschiedener Tiere, von denen ich an folgenden meine Untersuchungen ausgeführt habe: am Frosch, am Salamander, am Regenwurm, an der Maus und an der Taube. Zu dem, was ich in meiner früheren Arbeit (36) über die Verdauung von Stoffen durch Phagocyten bei verschiedenen Tierarten gesagt habe, kann ich jetzt allerdings nicht viel Neues hinzufügen. Meine jetzigen Beobachtungen weisen darauf hin, daß die Ver- dauung nicht immer in ein und derselben Weise vor sich geht. Ich werde daher die Beobachtungen für jede Tierart besonders be- schreiben, um sie später einander gegenüberzustellen und allgemeine Schlüsse zu ziehen. A. Phagocyten des Frosches. Sowohl beim Frosch wie auch bei anderen Amphibien geht die Aufnahme des Dotters, derin den Körper des Tieres eingespritzt worden ist, durch die Phagocyten sehr schnell vor sich. Dagegen spielen sich die Veränderungen an den Dotterkörnern nur sehr langsam ab: ich habe noch 6—7 Tage nach der Einspritzung Dotterkörner in den Phagocyten vorgefunden. Nicht alle aufgenommenen Dotter- körner färben sich mit Neutralrot. Häufig liegen, wie es Fig. 153 zeigt, neben gefärbten auch ungefärbte Dotterkörner. Die Dotter- körner runden sich ab (Fig. 155) oder nehmen eine unregelmäßige Form an. Die Färbbarkeit mit Neutralrot ist manchmal sehr schwach, machmal dagegen sehr intensiv, wie Fig. 154, 159 zeigt. In den Phagocyten, die gefärbte Dotterkörner enthalten, sind gewöhnlich gefärbte Bläschen nicht zu finden, genau so, wie ich das in den Zellen, die irgendwelche andere Substanzen, z.B. Blutkörperchen aufgenommen haben, beobachtet habe. Ich glaube, daß auch hier, genau wie in den früher beobachteten Fällen, die gefärbten Bläschen mit den Dotterkörnern verschmelzen. Drückt man schwach auf das Deckglas, so bilden die Dotterkörner (manchmal auch schon ohne Druck) dunkel gefärbte Hervorwölbungen an ihrer Oberfläche 178 ©. Samvt-Hivatrg, (Fig. 156—158). Augenscheinlich häuft sich unter der Membran eine Substanz an, die sich vielleicht bei der Verschmelzung mit den benachbarten Bläschen des Protoplasmas gebildet hat. Jeden- falls habe ich manchmal Andeutungen einer solchen Verschmelzung beobachten kénnen. Niemals habe ich in den Phagocyten des Frosches gefunden, daß sich um die Dotterkérner Nahrungsvacuolen ge- bildet hatten. Die Veränderungen, die sich hier an den Dotterkérnern ab- spielen, erinnern an das allmähliche Auftauen derselben. Eine Ver- srößerung der protoplasmatischen Elemente habe ich dabei nicht beobachten können. Die Überreste der Dotterkörner sammeln sich in größeren Klümpchen und bilden manchmal sogar ziemlich große Anhäufungen, wie z. B. in Fig. 155. Manchmal findet man in den Phagocyten gefärbte Dotterkörner, die deutlich zeigen, daß sie angenagt worden sind (Fig. 157). Als ich zwei jungen Fröschen Dotter vom Salamander einführte, hatten nach 4 Tagen zahlreiche Phagocyten Dotterkörner aufgenommen. Unter den letzteren fanden sich solche, die sich mit Neutralrot ge- färbt hatten, und solche, die ungefärbt geblieben waren (Fig. 160). Manche von den Dotterkörnern hatten eine Abrundung erfahren (Fig. 161). Da die Dotterkörner sehr groß sind, so nimmt manchmal ein einziges Dotterkorn oder zwei Dotterkörner die ganze Zelle ein, wie z. B. in Fig. 162, 163. In Fig. 163 ist eine Färbung ziemlich schwach. In der Umgebung von Dotterkörnern sammeln sich manch- mal ganze Gruppen von Phagocyten, wobei man sie Pseudopodien bilden sieht (Fig. 164), die sich in der Richtung zum Dotter strecken. Ein Annagen von Dotterkörnern habe ich hier’ nicht beobachten können. Ich stellte auch Versuche mit gekochtem Froschdotter, den ich einem Frosch einspritzte, an. Nach drei Tagen färbten sich die im Protoplasma der Phagocyten gelegenen Dotterkörner mit Neu- tralrot; um die Dotterkörner herum sieht man ein mit Flüssigkeit erfülltes Bläschen liegen. Kaum wird man hier annehmen, daß die Bläschen sich infolge der Abhebung der Membran bilden, da ja die Membran durch das Kochen verändert ist. Eher handelt es sich um eine Vereinigung protoplasmatischer Gebilde mit den Dotterkörnern. B. Phagocyten der Maus. Dotter vom Frosch in physiologischer Kochsalzlösung wurde einer Maus in die Bauchhöhle oder unter die Haut eingespritzt. Die Mäuse gingen 1—2 Tage nach der Einspritzung an Sepsis zugrunde. Veränderungen der Dotterkéruer der Amphibien. 179 Es geht nicht, daß man den Dotter sterilisiert, da er sich ja leicht unter allen chemischen und physikalischen Einflüssen verändert. Das stört natürlich in außerordentlicher Weise die Beobachtung, und man muß aus diesem Grunde die vorliegenden Versuche nur mit srober Vorsicht verwerten. Die Phagocyten sind von Dotterkörnern ganz erfüllt, sie sind von einförmiger Struktur und körnig. Die einen von den Dotter- körnern färben sich mit Neutralrot, die anderen nicht. Außerhalb der Phagocyten färben sich die Dotterkörner nicht (Fig. 165). Hier habe ich, wenn auch nur selten, Dotterkörner in großen Vacuolen liegen gesehen (Fig. 166). Von besonderer Wichtigkeit scheint mir folgende Tatsache. Die in den Organismus der Maus eingespritzten Dotterkörner verändern sich schon in der Bauchhöhle des Tieres, und zwar erfahren sie eine Abrundung. Dieser Veränderung spreche ich eine große Bedeutung zu. Augenscheinlich bildet sich im Blutplasma der Maus eine Sub- stanz, die die physikalische und chemische Struktur der Dotterkörner zu verändern vermag. Die oben aufgezählten Momente verhindern es, daß man den ganzen Verlauf der Veränderungen an den Dotter- körnern in den Phagocyten verfolgt. Die Dotterkörner in den Phago- cyten der Maus runden sich ab (Fig. 168, 169). Manchmal nehmen sie unregelmäßige Formen an und bilden größere Klümpchen (Fig. 168, 167). Eigenartige Beobachtungen konnte ich bei der Einspritzung von Salamanderdotter in die Bauchhöhle der Maus machen. Die Tiere vertragen diese Injektion sehr gut: eine Maus blieb dauernd am Leben (ich wollte sie nicht töten, da sie Junge geworfen hatte); zwei andere Tiere blieben bis zum 5. und 6. Tage augenscheinlich ganz wohl. Die Flüssigkeit, die ich der Bauchhöhle dieser Tiere entnommen hatte, war von Bacterien frei und enthielt zahlreiche Dotterkörner, die frei oder in Phagocyten gelegen waren. Nament- lich groß war die Anzahl der Dotterkörner, die ihrer Größe wegen von Phagocyten nicht aufgenommen werden konnten und neben denen sich verschiedenartige Leucocyten angesammelt hatten, sowohl gekörnte als ungekörnte. Namentlich diese Dotterkörner sind es, an denen sich besonders interessante Veränderungen abspielen: die Leucocyten fressen (Fig. 173—178) an ihnen gewissermaßen Öffnungen an und höhlen sie allmählich aus. Es resultieren daraus die verschiedenartigsten Bilder, die ich in Fig. 170 u. 171 a—k dargestellt habe. Manchmal findet 180 C. SAINT-HILAIRE, die Aushöhlung nur ganz an der Oberfläche statt (Fig. 171 c, g, h, i, j), manchmal geht sie bis tief in das Innere der Dotterkörner hinein (Fig. 171 a, k). Manchmal habe ich Dotterkörner beobachten hönnen, die von innen aus ausgehöhlt waren, wobei in die innere Höhlung radiäre Gänge von außen führten (Fig. 171d). Die Dotterkörner zeigten dabei eine Schichtbildung, ähnlich wie wir sie an Stärkekörnern beobachten (Fig. 171f). Besonders eigentümlich sind die Dotter- körner in Fig. 170 a, b abgeschliffen. An den ausgehöhlten Dotterkörnern sieht man die Pseudopodien der Leucocyten in das Innere der Dotterkörner eindringen (Fig. 173). Die großen Dotterkörner sieht man ganz von Leucocyten besetzt; die letzteren machen sich manchmal in mehreren Reihen oder Schichten an die Dotterkörner heran. Augenscheinlich wirkt der Dotter positiv chemotaktisch auf die Leucocyten. Die angefressenen Dotter- körner färben sich niemals mit Neutralrot. Beim Drücken platzen sie, was darauf hinweist, daß sie ihre Dichte beibehalten und nicht quellen, wie das häufig in anderen Fällen zu beobachten ist. Die um die Dotterkörner gelegenen Leucocyten enthalten zahl- reiche Körner, die sich mit Neutralrot färben. Es läßt sich jedoch nicht sagen, daß sie sich in dieser Beziehung von den anderen Leuco- cyten sehr unterscheiden, denn man findet auch sonst unter den Leucocyten solche mit Körnelung. Manche Leucocyten enthalten große dichte gefärbte Einschlüsse, die man wohl für Überreste von Dotterkörnern, die augenscheinlich früher von den Leucocyten auf- genommen waren, halten darf. Auch bei der stärksten Vergrößerung kann man in dem Protoplasma der Leucocyten, die den Dotterkörnern anliegen, nichts Besonderes finden. Das Ausfressen der Dotterkörner durch die heute seht sehr langsam vor sich: ich habe auch noch nach Verlauf von 5—6 Tagen noch nicht zerfallene Dotterkörner im Blute der Maus ge- funden. Der zweiten Maus hatte ich drei Tage später ein zweites Mal Dotter vom Salamander eingespritzt. Als ich am nächsten Tage Lymphe von dieser Maus betrachtete, machte ich einen eigenartigen Befund: die Überreste von abgeschliffenen Dotterkörnern schwammen in einer Flüssigkeit; Zellen waren in ihrer Nähe nicht zu sehen. Ich glaube, es handelte sich hier um Dotterkörner, die mit der ersten Einspritzung in die Bauchhöhle des Tieres gelangt waren. Was das Schicksal der mit der zweiten Einspritzung in das Tier Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 181 gelangten Dotterkörner gewesen ist und warum die Phagocyten die abgeschliffenen Dotterkörner fallen gelassen haben, ist mir nicht klar geworden. Ich habe auch beobachten können, wie ein einzelner Phagocyt ein Dotterkorn aufnahm (Fig. 172) oder mit dem Aus- höhlen eines Dotterkornes beschäftigt war (Fig. 177). Manchmal gelang es einem Phagocyten, das Dotterkorn auch aufzunehmen. In Fig. 178 sieht man zwei Phagocyten ein Dotterkorn umfassen und es zerstören; in der Mitte ist dieses Dotterkorn verdünnt und hat auf diese Weise Hantelform angenommen. Es ist interessant, daß ich bei keinem anderen Tiere eine ähnliche Art und Weise der Verdauung von Dotterkörnern beobachten konnte. C. Phagocyten von Bacillus. Ich versuchte, Dotter vom Salamander einigen Exemplaren von Bacillus, die bei uns im Laboratorium gezüchtet werden, einzuführen. Sie blieben zwei Tage am Leben, am dritten Tage gingen sie ein. Bei lebendigen Tieren, denen der Dotter eingespritzt wurde, fand ich Leucocyten, die von Dotterkörnern ganz erfüllt waren. Ihr Aussehen war mannigfaltig: es gab solche, die sich mit Neutralrot gar nicht gefärbt hatten (Fig. 227); im Protoplasma solcher Leucocyten finden wir aber auch gefärbte Körner. Es kommen auch Dotter- körner vor, die sich sehr dunkel, beinahe braun gefärbt haben (Fig. 228) Diese dunkle Färbung kommt ausschließlich in den Leucocyten dieser Tiere vor; niemals habe ich diese Färbung bei anderen Tieren beobachten können. Außerdem kommen Zellen mit kleinen, schwach gefärbten Körnern, an deren Oberfläche Auf- blähungen zu beobachten sind, vor (Fig. 229); das haben wir ja auch häufig in den anderen Fällen sehen können. D- Phacocyten von der Taube. In die Bauchhöhle einer Taube wurde eine große Menge Dotter vom Salamander eingeführt. Nach Ablauf von zwei Tagen sind in der Lymphe Dotterkörner beinahe nicht mehr vorhanden, und in den Zellen kommen sie in stark verändertem Zustande vor: sie sind abgerundet, haben das Aussehen von Tropfen, die hin und wieder miteinander verschmelzen, und färben sich mit Neutralrot (Fig. 232); sie liegen zu mehreren in einer Zelle (Fig. 282) oder vereinzelt (Fig. 231). Sehr häufig findet man Dotterkörner in Bläschen; hier verändern sie sich augenscheinlich noch schneller (Fig. 230, 233). 182 ; C. SaINT-HILAIRE, Hin und wieder habe ich Dotterkörner von sehr eigenartigem Aus- sehen in den Phagocyten gefunden; die Dotterkörner waren auber- ordentlich groß, erfüllten beinahe die ganze Zelle (Fig. 234) und stellten ein von körniger Masse erfülltes Gebilde dar. Augenschein- lich handelt es sich hier um stark gequollene Dotterkörner. Die Größe der Phagocyten ist hier sehr verschieden: es kommen kleine (Fig. 230, 231) und sehr große Phagocyten vor, die viel größer sind, als die in Fig. 232 und 233 abgebildeten. Ihr Protoplasma enthält zahlreiche kleine, stark lichtbrechende Körnchen; manche von ihnen färben sich intensiv mit Neutralrot. Augenscheinlich geht die Phagocytose, die Aufnahme und die Verdauung der Dotterkörner bei den Vögeln sehr intensiv vor sich. Es sei daran erinnert, daß die Temperatur der Vögel höher ist als bei den anderen Tieren. Mag sein, daß aus diesem Grunde hier die Verdauung schneller vor sich geht. E. Die Phagocyten des Regenwurmes. Sie sind ziemlich groß und enthalten Einschlüsse in Form von Körnchen und Bläschen. Bringt man Dotter vom Salamander in die Leibeshöhle des Regenwurmes, so findet man die Dotterkörner in den Phagocyten in sehr mannigfaltigen Zuständen, die nur sehr schwer zu beschreiben sind. In früheren Stadien der Verdauung sind die Dotterkörner manchmal schon verändert (Fig. 185). Auch hier verhalten sich die Dotterkörner gegenüber Neutralrot sehr ver- schieden. Die Färbung ist sehr ungleichmäßig; es bilden sich Auf- blähungen, die dunkler gefärbt sind (Fig. 179—180). Manchmal sind die Dotterkörner selbst ungefärbt, während an ihrer Oberfläche sefärbte Streifen und Flecken zu sehen sind, wie z. B. in Fie. 181. Es macht den Eindruck, als ob es sich hier um Risse handelt, die von sefärbter Flüssigkeit erfüllt sind. Später nehmen die Dotterkörner unregelmäßige Form an und färben sich sehr intensiv; sie werden erweicht, was man unmittelbar unter dem Mikroskope beobachten kann; ich habe diese Verhältnisse in Fig. 182 dargestellt. Man kann sich von derselben Zelle eine Vorstellung machen, wenn man auch noch Fig. 183, 184a berücksichtigt, in der Phagocyten mit Dotter- körnern abgebildet sind, die von ganz unregelmäbiger Form sind; solche erweichte Dotterkörner können miteinander verschmelzen (Fig. 180). Manchmal sind die Veränderungen sehr charakteristisch, und diese charakteristischen Veränderungen sind für mich von be- sonderer Bedeutung. Die Dotterkörner zerfallen in Scheiben, wie Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 183 in Fig. 184b. Besonders ausgesprochen sind diese Veränderungen in Fig. 186, in der Dotterkérner dargestellt sind, die nicht aus einzelnen Phagocyten, sondern aus Anhäufungen von ihnen, die sich häufig um die Dotterkérner herum bilden, stammen. Vergleichen wir diese Figuren mit jenen, die uns den Einfluß von Säuren und Alkalien auf die Dotterkörner zur Darstellung bringen, so über- zeugen wir uns, daß man auch bei den Phagocyten den Einfluß des einen oder anderen Mittels in Betracht ziehen muß. Wahrscheinlich handelt es sich um die Wirkung einer alkalischen Reaktion, da die Färbung mit Neutralrot einen gelblichen Ton ergibt. Die Dotterkörner, die einem Regenwurm eingespritzt worden sind, beginnen ihre Veränderungen schon in der Lymphe durch- zumachen, jedoch sind diese Veränderungen von unbeständiger Natur. F, Phagocyten vom Salamander. Dieser Fall von Phagocytose ist der für uns interessanteste, da die Zellen des Salamanders sich durch ihre Größe auszeichnen und hier die Veränderungen an den Dotterkörnern darum am leichtesten zu verfolgen sind. Auch die Gebilde des Protoplasmas sind hier viel leichter zu differenzieren. Man sieht hier in den Zellen mit Neutralrot gefärbte Körner, Bläschen, glänzende Fettröpfchen, durchsichtige Vacuolen und mikroskopisch kleine, dunkel gefärbte Körnchen. Die Veränderungen, die sich hier an den Dotterkörnern ab- spielen, sind überaus mannigfaltig. In den ersten Tagen sind die Veränderungen allerdings noch nicht wesentlicher Natur. Am 3. oder 4. Tage sind jedoch die Veränderungen schon stark ausgesprochen. Die mannigfaltigen Veränderungen lassen sich nur schwer beschreiben. Die Zellen sind manchmal groß (Fig. 223) und von verschiedenen Gebilden ganz erfüllt, manchmal klein (Fig. 211, 212), kaum groß genug, um ein einzelnes großes Dotterkorn zu fassen, wie z. B. in Fig. 225. Die protoplasmatischen Gebilde sind manchmal ganz ein- förmig, manchmal überaus mannigfaltig, wie in Fig. 223. Auch das Verhalten gegenüber Neutralrot ist hier sehr ungleichmäßig (Fig. 211, 221): neben intensiv gefärbten und stark veränderten Dotterkörnern sehen wir hier ganz unveränderte und ungefärbte (Fig. 188, 218, 224, 226). Die Dotterkörner in den Phagocyten des Salamanders können sich abrunden (Fig. 187, 188, 212, 218). Sie färben sich dann oft sehr intensiv mit Neutralrot. Die kugelförmigen gefärbten Gebilde, die wir im Protoplasma 184 C. Sarnr-HILAIRE, der Phagocyten hier vor uns haben, stellen zweifellos veränderte Dotterkörner dar. Häufig sind sie gewaltig groß (Fig. 215, 217). In ein und derselben Zelle findet man dabei sowohl abgerundete als auch nicht abgerundete Dotterkörner, und die letzteren (dunkler gefärbte) haben dann kaum ihre Form verändert (Fig. 216). Große veränderte Dotterkörner liegen zuweilen zu mehreren in den Zellen (Fig. 216, 218, 223). Ich glaube, daß hier außer einer Erweichung der Substanz der Dotterkörner auch eine Quellung derselben stattfindet. In diesem Falle der intracellulären Verdauung kommt als charakteristisches Moment namentlich die Erweichung der Dotterkörner in Betracht. Als Beispiel mögen uns hier Fig. 202—204 dienen, die Phagocyten eines Salamanders darstellen, dem am 31. Oktober Dotter vom Frosch eingespritzt worden war und der am 4. November getötet wurde. Das Präparat wurde gefärbt. Die Dotterkörner werden weich, ver- kleben miteinander zu Klümpchen, ihre Ränder werden unregel- mäßig. In Fig. 202 sehen wir ein Dotterkorn mit einer gefärbten Vacuole verschmelzen. Die schwarzen Punkte, die den Klümpchen im Protoplasma aufliegen, stellen Pigmentkörner dar, die aus dem Ei des Frosches herstammen. Man sieht die Membran der Dotter- körner sich abheben und die Flüssigkeit unter der Membran sich stärker färben. Die Ausstülpungen sind hier von verschiedener Form: sie können langgezogen sein, wie in Fig. 189 und 219 zu beiden Seiten der Dotterkörner, oder bläschenförmig, wie in Fig. 190; oder die Dotterkörner sind abgerundet und mit kleinen Höckern besetzt, wie in Fig. 220. In letzterem Falle ist es sehr wahrschein- lich, daß dabei eine Verschmelzung von Dotterkörnern mit gefärbten Bläschen aus dem Protoplasma stattgefunden hat. Manchmal habe ich jedoch in den Leucocyten ungefärbte Dotterkörner neben zahl- reichen gefärbten Körnern gefunden (Fig. 208). Daß die Elemente des Protoplasmas miteinander verschmelzen können, folgt daraus, daß in manchen Vacuolen außer Dotterkörnern auch noch andere protoplasmatische Gebilde, wie Körner und Pigment (Fig. 200, 210), vorkommen. Charakteristisch für die Verschmelzung von Dotter- körnern mit gefärbten Vacuolen ist auch Fig. 222, 223. In Fig. 201 habe ich einen interessanten Fall von Verschmelzung eines gefärbten Dotterkornes mit einem ungefärbten Fettropfen und eines ungefärbten Dotterkornes mit einer Vacuole, in der ein glänzendes Körnchen gelegen ist, dargestellt. Beim Salamander liegen die Dotterkörner sehr häufig nicht unmittelbar im Protoplasma, sondern sind von einer Höhlung um- Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 185 geben, die man manchmal erst dann zu sehen bekommt, wenn man ein wenig auf die Zelle drückt. Solche Höhlenbildungen sieht man in Fig. 188, 191 (links), 199. Seltener finden wir bei Salamandern wirklich Verdauungsvacuolen, wie in Fig. 207, 210 und 221. Man sieht manch- mal auch Dotterkörner, die in Scheiben zerfallen (Fig. 191, 195, 219). Einen völligen Zerfall in Scheiben habe ich jedoch nicht beobachten können. In Fig. 192 ist ein Dotterkorn von eigenartiger Form ab- gebildet: es ist gewissermaßen im Zerfall in quere Scheiben be- eriffen, und zugleich sieht ihre Membran wie gefältelt aus; manchmal sehen wir, daß an ihrer Oberfläche kleine rote Striche in regel- mäßiger Anordnung vorhanden sind. Mag sein, daß diese Form- veränderungen daher kommen, daß auf die Dotterkörner, bevor sie noch von den Phagocyten aufgenommen wurden, schon das Blut seinen Einfluß ausgeübt hatte. Zweifellos handelt es sich hier um den Einfluß der alkalischen Reaktion, da die Dotterkörner bei der Färbung mit Neutralrot hier einen stark gelben Ton annehmen. In Fig. 193 habe ich einen Phagocyten mit einem Dotterkorn abgebildet, dessen Veränderung jenen gleicht, wie man sie unter der Einwirkung von Alkalien erzielen kann. Diese Formveränderungen können, wie gesagt, daraus resultieren, daß sie schon vor ihrer Aufnahme in die Phagocyten dem Einfluß des Blutplasmas unterlegen hatten. Solche und andere Veränderungen findet man ja in letzterem Falle häufig. Bei einem Salamander habe ich solche veränderte Dotterkörner gefunden (Fig. 213a, b und 214). In Fig. 206 habe ich Formveränderungen aus der Bauchhöhle eines anderen Tieres zur Darstellung gebracht; man sieht hier eine Strichelung oder eine Bläschenbildung (manchmal unmittelbar neben der Öffnung in der Membran) oder eine Körnelung; manchmal sind die Dotterkörner gewissermaßen von Gängen durchbrochen. Manchmal werden die Dotterkörner von dem Protoplasma so angecriffen, dab nur ganz unregelmäßig geformte Gebilde von ihnen zurückbleiben, wie uns Fig. 194 und 225 (links, oben) zeigen. Die Formveränderung kann auch daraus resultieren, daß die Dotter- körner aufeinander drücken, wie das bei den Darmzellen der Fall ist; auch diejenigen Formveränderungen, die in Fig. 195 abgebildet sind, resultieren augenscheinlich aus einer Druckwirkung von Dotter- körnern aufeinander oder von anderen protoplasmatischen Gebilden auf die Dotterkörner. Häufig beobachtet man in den Phagocyten des Salamanders die Bildung gefärbter Vacuolen um die Dotterkörner herum. Das sieht 186 C. SAINT-HILAIRE, man sehr deutlich an den Vacuolen wie in Fig. 196, 197. Dabei sieht man in manchen von ihnen Veränderungen, die unter dem Einfluß der Substanz zustande gekommen sein müssen, die in diesen Bläschen enthalten ist (Fig. 198). Das Verhalten dieser Elemente gegenüber Neutralrot ist verschieden: manchmal färbt sich der flüssige Inhalt der Vacuole, während der feste Inhalt ungefärbt bleibt (Fig. 197). Manchmal färbt sich der gesamte Inhalt der Vacuole und zwar sehr intensiv (Fig. 196). Manchmal färben sich ausschließlich die Dotterkörner (Fig. 198). Es ist schwer zu sagen, warum wir in den Phagocyten des Salamanders Dotterkörner in den Vacuolen liegen sehen, in anderen Fällen aber nicht. Das wahrscheinlichste ist wohl, daß das Proto- plasma der Phagocyten des Salamanders sich von dem der anderen Zellen unterscheidet, und zwar enthalten die Phagocyten des Sala- manders sehr viel in Vacuolen eingeschlossene Flüssigkeit. Die Dotterkörner können wahrscheinlich in diese Vacuolen eindringen. Die mit Neutralrot gefärbten Vacuolen erreichen manchmal eine außerordentliche Größe. Ihre Entstehung ist augenscheinlich darauf zurückzuführen, daß das Protoplasma der Phagocyten sehr wasser- reich ist. | Das Nährmaterial der veränderten Dotterkörner wird von den Elementen des Plasmas aufgenommen, wobei die Körner kleiner werden. Schließlich bleiben nur noch Bläschen oder Klümpchen aus Überresten von verdauten Dotterkörnern übrig (Fig. 205, 209 oben). In den Phagocyten des Salamanders habe ich eine interessante Erscheinung beobachtet. Manche dieser gefärbten Klümpchen lassen sich unter dem Deckglas zerdrücken, wobei dann aus ihnen gefärbte Flüssigkeit austritt und der ungefärbte Inhalt zurückbleibt. Dar- auf färbt sich der Kern sofort. Daraus folgt, daß die austretende Flüssigkeit den Kern abtötet: erst der getötete Kern färbt sich. Außer diesen Veränderungen an den Dotterkörnern habe ich auch noch andere beobachtet: es entstehen in ihnen kleine Vacuolen, wobei die Substanz der Dotterkörner schaumig wird (Fig. 206a, f). Wir wissen, daß sich ähnliche Bläschen in den Dotterkörnern auch unter dem Einfluß verschiedener Reagenzien auf die Dotterkörner oder beim Drücken auf die Dotterkörner bilden. Welche Schlüsse sind es nun, die wir über die Art und Weise, wie die Dotterkörner in den Phagocyten der Tiere verdaut werden, Veränderungen der Dotterkömer der Amphibien. 187 ziehen dürfen ?. de een wir die beschriebenen Tatsachen mit dem, was wir für die anderen Fälle der Verdauung von Dotter- aera festgestellt haben, so überzeugen Wir uns, daß die Ver- dauung in den Phagocyten sich nicht nur bei den verschiedenen Tieren, sondern auch bei ein und demselben Tiere in sehr mannig- faltiger Art und Weise abspielen kann. Zunächst lassen sich 2 Typen der intracellulären Verdauung feststellen: 1. eine lang- same Verdauung ohne Vacuolenbildung und 2. eine schnelle Verdauung mit Bildung einer Nahrungs- vacuole. Der zweite Typus ist bei den Phagocyten seltner anzutreffen. Die Struktur des Protoplasmas ist auf die Art und Weise, wie sich die Verdauung vollzieht, von oro$em Einfluß. | Das Protoplasma kann die Dotterkörner in ver- schiedener Weise beeinflussen: so können sich die Dotterkörner infolge einer Flüssigkeitsaufnahme ab- runden, wobei dann die Eigenschaften ihrer Membran ie: werden und sie miteinander leicht ver- schmelzen; oder es können die Dotterkörner ünter dem Einfluß der alkalischen Reaktion der sie um- gebenden Flü ssigkeit inScheiben zerfallen. Ich halte es für sehr wahrscheinlich, daß bei der Verdauung der Dotterkörneri inden PR protoplasmatische Gebilde, wie Körnchen und Vacuolen, mit ihnen nos een können. Von großer Bedeutung halte ich die Anpassungsfähigkeit der Phagoeyten verschiedener Tiere an die verschiedenen Formen der Verdauung. Die Phagecyten sind Zellen, die eigens für das Ergreifen und Verdauung von festen en wenn diese in ihren Körper gelangt sind, eingerichtet sind, und es ist darum wohl anzunehmen, daß sie verschiedene Mittel zur Beeinflussung von Dotterkörnern besitzen und daß die Verdauung in den Phagoeyten schneller vor sich geht als in anderen Zellen. Einen Fall für sich stellt das Annagen der Dotterkörner durch die Leucocyten von Säugetieren dar; das findet nicht innerhalb der Zellen, sondern nur an der Oberfläche des Protoplasmas statt. V. Veränderungen der Dotterkôrner in den Zellen des Darmes von Dendrocoelum lacteum. 7. Um die Aufnahme von Dotterkörnern durch die Darmzellen zu. studieren, habe ich diese Planarie gewählt, da sie für solche Unter- Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 13 188 C. SarnT-HiLAIRE, suchungen sehr geeignet sind und die Verhältnisse mir hier vou vornherein gut vertraut waren. In einer eigenen Arbeit (37) habe ich festgestelit, daß die Verdauung aufgenommener Partikel, und im speziellen die der Dotterkörner von Amphibien, welche von den Planarien sehr gern gefressen werden, in dreierlei Weise vor sich gehen kann. Es können sich große Vacuolen bilden, in denen die Verdauung sehr schnell vor sich geht; die Dotterkörner können auch unmittelbar im Protoplasma liegen bleiben und allmähliche Veränderungen erfahren; schließlich können die Dotterkörner in be- sondere Eiweißkörner gelangen und sich mit dessen Inhalt ver- schmelzen. Hier habe ich mich nur noch darüber eingehend aus- einanderzusetzen, welche Veränderungen die Dotterkörner selbst dabei erfahren. Am Tage nach erfolgter Fütterung sieht man zahlreiche Zellen ganz von Dotterkörnern erfüllt. Manche von diesen haben unregel- mäßige Form, manche verschmelzen miteinander. Einige färben sich, andere bleiben ungefärbt (Fig. 242). Solche Dotterkörner erfahren noch weitere Veränderungen. Nur wenige Dotterkörner liegen un- mittelbar im Protoplasma; häufiger findet hier die Verdauung auf anderem Wege statt. Am nächsten Tage finden wir viele Dotter- körner in Vacuolen liegen; in Fig. 235 sehen wir eine kleinere Vacuole mit 2 Dotterkörnern und einem mit Neutralrot gefärbten Inhalt; in Fig. 236 eine große Vacuole mit zahlreichen, miteinander verschmolzenen gefärbten Dotterkörnern. Der flüssige Inhalt der Vacuole ist hier ungefärbt geblieben. In Fig. 237 sehen wir eine große Vacuole, in der zahlreiche leicht orange gefärbte Dotterkörner gelegen sind; der Inhalt der Vacuole ist rot gefärbt, woraus wir schließen müssen, daß er von saurer Reaktion ist. Zellen, die 4 Tage später aus demselben Tiere entnommen wurden, enthalten Vacuolen, ‘in denen zahlreiche, noch nicht verdaute Dotterkörner vorhanden sind. Das weist darauf hin, daß, wenn auch in den Vacuolen Säure vorhanden ist, ihre Konzentration jedenfalls sehr schwach ist und nicht genügt, um die Dotterkörner zu lösen. Die Veränderungen, die die Dotterkörner in den Vacuolen erfahren, sind eigentümlicher Art — es findet eine allmähliche Aushölung der Dotterkörner statt. In Fig. 238 ist eine Vacuole mit beinahe unveränderten Dotter- körnern abgebildet; in Fig. 239, 240, 241, 243, 244 sind verschiedene Fälle solcher Aushöhlung zur Darstellung gekommen. Die Verhältnisse, wie wir sie hier beobachten, erinnern sehr an das, was wir in den Zellen des Darmes bei den Amphibienlarven gesehen haben, wenn Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 189 auch im letzteren Falle Vacuolen nicht vorhanden waren. Auch bei der Planarie sieht man neben den Dotterkörnern Körnchen liegen, die häufig sogar in besonderen, gewissermaßen von ihnen selbst ge- bohrten Höhlungen zu liegen kommen. Mag sein, daß diese Körn- chen genau so wirken wie in den Zellen des Amphibiendarmes. Ihre Entstehung zu verfolgen, ist überaus schwierig. Es ist möglich, daß sie zusammen mit den Dotterkörnern in die Vacuolen geraten, was man um so eher annehmen darf, als in den Vacuolen auch noch Pigmentkörnchen vorhanden sind, die ja zweifellos direkt aus dem Dotter herstammen müssen. Die Verdauung in Vacuolen verläuft bei Planarien wahrscheinlich unter der Wirkung des Enzyms; hier kann man auch dasselbe vermuten. Eine letzte Form von Verdauung, die für unseren Fall so ziem- lich die typische ist, findet unter Verschmelzung der Dotterkörner mit den Eiweißkörnern der Zelle statt. Die letzteren entstehen, wie ich in meiner früheren Arbeit gezeigt habe, in großer Anzahl, wenn man eine Fütterung der Planarie vornimmt. Es ist sehr schwer, die Verschmelzung der Dotterkörner mit diesen Eiweißkörnern zu sehen, da die aufgenommenen Substanzen, sowohl die roten Blut- körperchen als auch die Dotterkörner, sich in der Substanz der Körner allmählich auflösen — die Substanz der Körner ist in ihrer Zusammensetzung den aufgenommenen Gebilden augenscheinlich sehr ähnlich. Sehr gut sind aber in ihnen die Dotterkörner zu sehen, wenn man diese vorher in kochendem Wasser hält; mit aller Sicher- heit läßt sich die Anwesenheit von Dotterkörnern in diesen Eiweiß- gebilden in Schnitten von fixierten Planarien nachweisen. Dafür, daß diese Gebilde Dotterkörner aufnehmen, zeugt auch die Tatsache, daß in ihnen Pigment enthalten ist (Fig. 246). Die in Betracht kommenden Gebilde färben sich nicht mit Neutralrot; nur selten färben sie sich (Fig. 245). Sie bleiben sehr lange unverändert in den Zellen liegen: sogar 14—18 Tage nach erfolgter Fütterung kann man sie noch gut sehen. Augenscheinlich nehmen sie allmählich an Umfang ab, genau so, wie das mit den anderen Elementen des Protoplasmas geschieht. An Tieren, die in späteren Stadien in Bearbeitung genommen sind, machen wir die interessante Beobachtung, daß hier die Eiweißkörner häufig in Vacuolen liegen, deren Inhalt sich rosa färbt (Fig. 249). Neben ihnen liegen aber auch noch unveränderte Körner. Nach der Fütterung häuft sich das Nährmaterial im Protoplasma der Zellen der Planarien in Form von gefärbten Körnern, Fett- ‚tropfen u. a. an (Fig. 248). In älteren Zellen läuft alles so ab, wie 13* 190 C. SAINT-HILAIRE, ich das oben schon beschrieben habe: das Nährmaterial nimmt an Menge, an Umfang ab. Die unverdaulichen Reste ballen sich zu Kliimpchen zusammen, verschmelzen miteinander und werden von den Zellen nach außen abgegeben. Bei der Aufnahme des Dotters ist noch folgende Erscheinung zu beobachten. Augenscheinlich nehmen die Darmzelien bei den Planarien auch flüssiges Nährmaterial auf; jedenfalls habe ich manch- mal die Zellen des Darmes 8—10 Stunden nach Fütterung mit Dotter vom Frosch stark vergrößert und mit großen Vacuolen ausgestattet gefunden, wobei die Vacuolen von einer transparenten Flüssigkeit, die leicht rosa gefärbt war und kleine Körnchen (Fig. 247) enthielt, erfüllt waren. Eine solche Aufquellung von Zellen kann man ja nur dann erklären, wenn man annimmt, daß eine schnelle Imbibition mit. Flüssigkeit stattfindet. Gekochter Dotter vom Frosch verändert sich viel later als frischer: 3 Tage nach der Fütterung sind gekochte Dotterkörner noch sehr gut erhalten; viele von ihnen liegen in Vacuolen, ohne aber dabei irgendwelche Veränderungen erfahren zu haben. Nach 6 Tagen beginnt eben erst die Verdauung der Dotterkörner in den Nahrungsvacuolen. Um in meinen Schlüssen sicherer zu sein, habe ich die ange- führten Resultate an Schnitten von Planarien, die mit Dotter vom Frosch gefüttert und 21/,, 8 und 24 Stunden später fixiert wurden, zu kontrollieren versucht. In Fig. 354 ist eine Zelle aus dem Darm einer Planarie abgebildet, die 21}, Stunden nach erfolgter Fütterung in konzentrierter Sublimatlösung (in physiologischer Kochsalzlösung) fixiert, in Schnitte zerlegt und mit Eosin und Methylenblau gefärbt wurde. Wir sehen im Protoplasma einige Klümpchen liegen, die aus miteinander verklebten Dotterkörnern, zwischen denen Pigment liegt, bestehen. In einzelnen Klümpchen können wir noch ganz deutlich die einzelnen Dotterkörner unterscheiden. In anderen hat. eine Verschmelzung stattgefunden, so daß die Grenzen der Dotter- körner nicht mehr zu unterscheiden sind. In der Mitte der Zelle liegen zwei kleine eosinophile Körnchen. Zwischen diesen Gebilden liegt das protoplasmatische Netz, welches an manchen Stellen eine schaumige Struktur aufweist. Außer den aufgezählten Gebilden sehen wir noch Pigmentanhäufungen, die vielleicht Überreste von Körnern sind. Fig. 355 stammt von demselben Präparat. Wir sehen hier eine große Vacuole mit einem körnigen Inhalt, in der Vacuole außerdem Pigment und einige stark veränderte Dotterkörner. Unter- Veränderungen der Dotterkürner der Amphibien. 191 halb dieser großen Vacuole liegt eine andere große Vacuole, die nur Pigment und schwach gefärbte Kérner enthalt; 3 ähnliche Bläs- chen liegen daneben. In Fig. 353 sind 2 nebeneinander gelegene Zellen abgebildet, in deren Protoplasma zahlreiche Eiweißkörner vorhanden sind, die verschiedene Nuancen von Blau und Rosa an- genommen haben. Dotterkörner habe ich in ihnen nicht finden können; eines der Bläschen weist Eigentümlichkeiten auf: es enthält Pigment und einige stark gefärbte Körner — zweifellos Dotterkörner. In den Zellen einer Planarie, die8Stunden nach der Fütterung untersucht wurde, finden wir (Fig. 358) zahlreiche Eiweißkörner; hier hat jedoch die Mehrzahl derselben an Umfang infolge einer Wersmelaue mit Dotterkörnern zugenommen; auf diese Verschmelzung weist die An- wesenheit von Pigment in den Eiweißkörnern hin. Es kommen auch sehr kleine Körner vor, aber an manchen Stellen erreichen diese Körner wieder eine ganz kolossale Größe, wie in Fig. 351, und ent- halten viel Pigment. Nach 24 Stunden sind die Zellen von ver- schiedenen Gebilden ganz erfüllt (Fig. 356); es handelt sich nament- lich um Pigmentanhäufungen, die in der Umgebung von Körnern gelegen sind, die meiner Meinung nach Eiweißkörner sind, da wir Übergänge von diesen kleinen Körnern zu größeren, die zweifellos Eiweißnatur haben, finden. Die letzteren färben sich verschieden — rosa, blau oder gemischt. Diese Tatsache können wir wohl verstehen, wenn wir in Betracht ziehen, daß diese Körner in früheren Stadien, wie z. B. in Fig. 353, auch verschieden gefärbt sind. | Ich habe auch Planarien untersucht, die zum Teil bald nach der Fütterung mit Dotter vom Frosch, zum Teil erst zwei Wochen später fixiert worden waren. Sie wurden in Kaliumbichromat mit Osmiumsäure (24 Stunden) fixiert und dann 24 Stunden lang in Holzessig gehalten. Die erste Portion der Planarien enthielt große Darmzellen, die von dunkel gefärbten Körnern (Eiweißkörner) erfüllt waren und Dotterkörner aufgenommen hatten. In den Planarien, die zwei Wochen später vorgenommen wurden, waren die Zellen niedriger, die Eiweißkörner von geringerer Größe, manche von ihnen waren ungefärbt und enthielten Pigment. Andere Zellen, deren Zahl übrigens ziemlich beträchtlich war, waren von dunklen Körnern von ungefähr derselben Größe erfüllt. Die. letzteren Zellen erinnern sehr an die gekörnten Drüsenzellen des Planariendarmes, die an der Auf- nahme des Nährmaterials nicht beteiligt sind... Irgendeine. charakte- ristische Körnelung in den Zellen habe ich nicht gefunden, nur große Fettropfen kommen in ihnen vor. Die Abbildungen dieser Zellen 192 C. Sarnt-HiLAIRE, habe ich weggelassen, da sie uns nichts aussagen, was nicht auch in anderen Figuren zu sehen ist. Als Stoffwechselprodukt erscheint auch hier, genau so wie im anderen Zellen, die Dottermaterial verbrauchen, Fett, das sich im unteren Teil der Zelle anhäuft. Darauf habe ich in meiner früheren Arbeit im Jahre 1907 hingewiesen. ArnoLp (1), der nach mir diesen Vorgang studiert hat, hebt auch die Anhäufung von Fett in den Zellen des Darmepithels bei der intracellulären Verdauung hervor, kommt aber zu etwas anderen Schlüssen: das Fett erscheint in den Darmzellen der mit Blut gefütterten Planarien in Form kleiner Tröpfehen, welche allmählich zusammenfließen; das Fett entsteht synthetisch, da es im Blute nur in sehr geringen Mengen vor- handen ist; auch tritt es in den Zellen schon zu einer Zeit auf, wo diese noch keine Blutkörperchen aufgenommen haben. Der Dotter der Amphibien enthält sehr viel Fett, jedoch nicht so viel, scheint es mir, daß es ausreichen könnte, um jene Fettmengen abzu- geben, die in den Epithelzellen schließlich vorhanden sind. Außer- dem weist auch die Verteilung des Fettes in der Zelle darauf hin, daß es wahrscheinlich wohl aus dem aufgenommenen Dotter selbst entsteht. In Fig. 357 ist eine Zelle aus einem Präparat dargestellt, das ich nach ALTMANN behandelt habe. Im oberen Teil der Zelle sehen wir einige intensiv mit Fuchsin gefärbte Eiweißkörnchen und zahl- reiche schwach gefärbte Körner von wenig regelmäßiger Form; die letzteren möchte ich als aufgenommene Dotterkörner ansprechen. Der untere Teil der Zelle wird von Fettropfen eingenommen. Aus all diesen Beobachtungen kann man den Schluß ziehen, daß bei der Ernährung der Zelle die Anzahl der Eiweißkörner zunimmt und daß diese mit den aufgenommenen Dotter- körnern verschmelzen; dabei wird ihre Zusammensetzung ver- ändert. Außer ihnen kommen noch die Pigmentkörnchen des Frosch- eies, die wir auch in frischen Zellen angetroffen haben, in Betracht. Die Eiweißkörner nehmen allmählich an Umfang ab, und ihre Sub- stanz wird für die Ernährung des Protoplasmas verwendet. Auch die Dotterkörner können Veränderungen erfahren, wobei sich diese Veränderungen unmittelbar im Protoplasma der Zel- len abspielen können, oder es geht die Verdauungin einer Vacuole vor sich. \ Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 193 VI. Die Veränderungen der Dotterkörner in den Protozoenzellen. Die Veränderungen an den Dotterkörnern im Körper der Pro- tozoen habe ich besonders berücksichtigt, da es ja von größter Be- deutung ist, diesen Vorgang am ganzen Tier und nicht nur in ein- zelnen Zellen, wie bei den Metazoen, zu studieren. Leider stößt man bei diesem Unternehmen auf eine sehr zahlreiche Schwierig- keiten, da es nur sehr selten gelingt, Protozoa mit Dotterkörnern zu füttern. Außerdem enthält der reife Eierstock des Frosches augenscheinlich eine giftige Substanz, die die Infusorien abtötet. Dieses Moment wird niemanden wundern, da wir ja heute wissen, daß solche Substanzen im Eierstock enthalten sein müssen. Für “unsere Versuche erweist sich dieses Moment als eine große Schwierig- keit. Ich bin nun so vorgegangen, daß ich Dotter vom Frosch in mit Deckel versehene Schalen, die mit Wasser gefüllt waren, brachte und dazu Wasser aus verschiedenen Aquarien, in denen Protozoen stets in großer Menge enthalten waren, hinzufügte. Inter- essant ist es, daß der Dotter dabei niemals in Fäulnis übergeht. Beläßt man den zerriebenen Eierstock in Wasser, so bleibt die Fäulnis aus. Es erscheinen allerdings Bacterien in großer Menge, jedoch handelt es sich keinesfalls um Fäulnisbacterien, da der spe- zifische Fäulnisgeruch nicht wahrzunehmen ist. Der Dotter blieb in diesen Versuchen 4—5 Wochen unverändert. Die Dotterkörner bleiben im Wasser unverändert; wie wir wissen, lösen sie sich ja in Wasser nicht auf; nur manchmal beob- achtet man einige Veränderungen, die augenscheinlich unter dem Einfluß von Alkalien und Säuren, die im Wasser entstehen, zustande kommen. Nach einiger Zeit fand ich in meinen Schalen, wenn auch nicht immer, Amöben und Infusorien, die sich von Dotterkörnern ernährten. Die Methode ist insofern nicht sehr geeignet, als sich nicht feststellen läßt, wann das zu beobachtende Dotterkorn aufge- nommen ist und wie lange es schon der Verdauung unterlegen hat. Das macht es unmöglich, daß man auf diese Weise den Gang der Verdauung verfolgt. Wir haben es in diesen Versuchen stets nur mit einzelnen Stadien der Verdauung zu tun, die zur Beobachtung kommen. A. Amöben. Zunächst erscheinen in solchen Kulturen sehr kleine Amöben, wie ich sie in Fig. 250—258 abgebildet habe. Man kann in ihnen 194 C. Sarnr-Hicarrs, Dotterkörner vom Frosch in verschiedenen Stadien von Verdauung beobachten. Man findet unmittelbar im Protoplasma beinahe ganz unveränderte Dotterkörner (Fig. 251) oder solche mit unregel- mäßigen, angenagten Randern (Fig. 256 u. 257); man findet auch große Dotterkörner, die kugelförmig geworden sind und die ganze Amöbe einnehmen (Fig. 255); eh findet man stark veränderte Dotterkörner in Vacuolen liegend (Fig. 250, 254, 258 u. 253). Diese Dotterkörner sind von unregelmäßiger Form und transparent; manche von ihnen erscheinen angenagt (Fig. 254) oder kürnig (Fig. 261); manchmal zerfallen sie in Scheiben (Fig. 262). Die Vacuolen sind manchmal sehr. groß (Fig. 261). In Fig. 264 habe ich eine Amöbe abgebildet, in der man gleichzeitig verschiedene Stadien der ven von Dotterkörnern vor sich hat: außer Dotterkörnern, die unmittelbar im Protoplasma gelegen sind, findet man Do körner, die in Vacuolen liegen; die Vacuolen sind in manchen Fällen von einer schwach gefärbten Flüssigkeit erfüllt und haben mit der Verdauung der Dotterkörner nichts zu tun; in anderen Fällen finden wir in der Vacuole Dotterkörner, die sich siti Neutralrot firben und unverändert sind, manchmal wieder veränderte Dotterkörner, die von kleinen klarem von ungefärbten Körnern umgeben sind; manch- mal findet man nur Überreste von Körnern in der Vacuole, während Dotterkörner schon nicht mehr vorhanden sind. Es sei bemerkt, daß man in ein und derselben Vacuole manchmal zwei und mehrere Dotterkörner antrifft; das weist darauf hin, daß Nahrungs- vacuolen miteinander verschmelzen können (Fig. 265). Im weiteren Verlauf ihres Wachstums nehmen die Amöben immer mehr und mehr Dotterkörner auf (Fig. 263). __ Fügt man der Flüssigkeit eine sehr verdünnte Lösung von Neutralrot hinzu, so färben sich die Dotterkörner, sowohl diejenigen, die in den Vacuolen, als auch diejenigen, die SI te Boss plasma gelegen sind (Fig. 267, 259, 260). Die von den Amöben noch nicht aufgenommenen Deiterkormer bleiben ungefärbt. Daraus ersehen wir, daß die Dotterkörner im Körper der Amöben gewisse D erfahren. In den Vacuolen findet man außer den Dotterkörnern Körnchen, die sich mit Neutralrot färben, während die Flüssigkeit der Pacman ungefärbt bleibt (Fig. 266). Nach der vollzogenen Verdauung: der Dotterkörner bleiben in den Vacuolen Häufchen von gefärbten Körnchen zurück, wie iin Fig. 264 u. 267. Die Dotterkörner, die unmittelbar im Protoplasma liegen, sind übrigens auch von einer geringen Menge von Flüssigkeit umgeben, so dab Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 195 auch sie eigentlich in eine Vacuole, die nur sehr arm an flüssigem Inhalt ist, zu liegen kommt; namentlich schön ist das an toten, etwas gedrückten Amöben zu schen (Fig. 268). Die Anzahl solcher, unmittelbar im Protoplasma gelegenen Dotterkörner ist manchmal sehr groß (Fig. 266). Die Verdauung der Dotterkörner verläuft in den Vacuolen viel schneller, als wenn die Dotterkérner unmittelbar im Protoplasma zu liegen kommen. Bei der Verdauung der unmittelbar im Proto- plasma gelegenen Dotterkérner werden manchmal ihre Ränder an- genagt (Fig. 256). Manchmal beobachtet man dasselbe auch innerhalb der Vacuolen (Fig. 266). Im weiteren Verlauf der Verdauung tauen die Dotter- körner auf und nehmen dabei eine unregelmäßige Gestalt an (Fig. 269). In Fig. 270 sind gewissermaßen geschrumpfte Dotterkörner abge- bildet, neben welchen in der Zelle außerhalb der Vacuole beinahe ganz unveränderte Dotterkörner liegen. Die Verdauung kann sich auch in anderer Weise abspielen: die Dotterkörner runden sich ab und werden von Vacuolen durchbrochen (Fig. 263). Ziemlich häufig habe ich auch eine Schrumpfung und gewissermaßen ein Auspressen von Stoffen aus den Dotterkörnern beobachten können. Auch eine partielle Auflösung von Dotterkörnern habe ich beobachtet. Die Anzahl der sich färbenden Körner und Vacuolen ist im Protoplasma einzelner Amöben sehr verschieden: gewöhnlich ist ihre Anzahl nicht groß, wie in Fig. 266; man trifft jedoch auch Amöben, die ganz von solchen Körnern erfüllt sind, wie in Fig. 267. Die Anzahl dieser Körner steht in gar keiner Beziehung zur Ver- dauung der Dotterkörner, da die Verdauung dieser bei den Amöben, ob sie mit viel oder mit wenig Körnchen und Vacuolen ausgestattet sind, in derselben Weise vorgeht. A Zwischen den Verdauungsvacuolen liegen im Protoplasma ver- schiedenartige Gebilde: transparente Vacuolen, Bläschen, die sich mit Neutralrot färben und gelbliche Körnchen. Die Anzahl der letzteren ist namentlich groß, wenn die Amöben viel gefressen haben: die ganze Amöbe er scheint dann von diesen Körnchen erfüllt. Diese Erscheinung haben wir augenscheinlich so zu deuten, daß die Amöben Nahrung aufnehmen und sich Reservestoffe bereiten. In einer sehr alten Kultur, in der sich die Dotterkörner schon ziemlich merklich im Wasser zu verändern begannen, fand ich zahlreiche kleine und große Amöben, die alle ganz von Dotter erfüllt waren. Hier liefen die Veränderungen anders ab — augenscheinlich, weil 196 C. Sainr-HILAIRE, die Dotterkörner gequollen waren. Ich fand hier in den Vacuolen Dotterkörner, die sich mit Neutralrot gefärbt hatten und im Zerfall in Scheiben begriffen waren, ebenso Dotterkörner, die in eine körnige Masse verwandelt waren, und solche, die in allmählicher Auflösung begriffen waren. Der flüssige Inhalt der Vacuolen war in letzterem Falle häufig gefärbt. Augenscheinlich geht hier die Auflösung viel schneller vor sich. B. Infusorien. Die Resultate meiner ersten Experimente an Infusorien mit dem Froschdotter waren unsicher. Ich will nur auf einige Bei- spiele hinweisen. In Fig. 271 ist ein COhrlodon cucullulus ab- gebildet, der mit Dotter gefüttert wurde. Im Protoplasma finden wir zahlreiche Dotterkörner, die nicht in Vacuolen gelegen sind; manche von ihnen haben Formveränderungen erfahren, manche wieder sind zu mehreren miteinander verschmolzen; man sieht auch Vacuolen, die Körnchen und kleine Dotterkörner enthalten, und schließlich 2 gefärbte Gebilde, über deren Bedeutung ich mir nicht ganz klar bin. 2 Tage nach der vorgenommenen Fütterung findet man die Dotterkörner schon häufiger in den Vacuolen liegen; der flüssige Inhalt der Vacuolen färbt sich schwach mit Neutralrot (Fig. 272 und 273); die Dotterkörner haben sich sehr intensiv orange gefärbt. Sie sind angenagt (Fig. 272) und zerfallen manchmal in Scheiben (Fig. 273), obgleich eine saure Reaktion bei diesen Infusorien nicht festzustellen war. Bei Euplotes patella sieht man die Dotterkörner größtenteils in Vacuolen liegen, wenn auch, allerdings, manche Dotterkörner un- mittelbar im Protoplasma gelegen sind (Fig. 286). Zu Anfang färben sie sich mit Neutralrot nicht, später aber färben sie sich und verändern ihre Form (Fig.284). An einem Exemplar beobachteten wir Vacuolen mit Klümpchen, die sich intensiv mit Neutralrot gefärbt haben (Fig. 285). Solche Klümpchen finden wir auch unmittelbar im Proto- plasma (Fig. 284, 285). Diese dunkelrote Färbung ist übrigens für den protoplasmatischen Inhalt dieses Infusors ganz charakteristisch. In besonderen Vacuolen sieht man auch glänzende Körner, augenschein- lich excretorischen Ursprungs, liegen. In Stylonychia pustulata findet man häufig orange gefärbte Dotter- körner (Fig. 288). Im Protoplasma finden wir hier zahlreiche Ein- schlüsse: gefärbte und ungetärbte Körner und Bläschen. Es fällt schwer, den Verlauf der Verdauung hier festzustellen. Ich habe Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 197 Vacuolen beobachtet, die Körner enthielten und sich dunkelrot mit Körnelung färbten (Fig. 287), ähnlich wie man es bei Paramaecium beobachtet. Aber gerade in diesen Fällen verlief die Verdauung wie sonst; mag sein, daß die Verdauung hier auch bei saurer Reak- tion stattfindet. In einigen meiner Kulturen entwickelten sich einmal in großer Menge Infusorien, die Enchelys pupa sehr ähnlich waren. Sie lebten jedoch nur sehr kurze Zeit und konnten darum nicht genau be- stimmt werden. Bei einem normalen Infusor finden wir im Protoplasma glänzende Körner und kleine mit Neutralrot gefärbte Körnchen (Fig. 278). Die eben aufgenommenen Dotterkörner liegen zunächst im Protoplasma als ungefärbte Körner, während die gefärbten Körner des Proto- plasmas sich um die transparenten Bläschen herum sammeln (Fig. 279). Bald beginnen die Dotterkörner sich mit Neutralrot zu färben (Fig. 280) und werden immer dunkler und dunkler; besondere Veränderungen habe ich an ihnen dabei jedoch nicht feststellen können (Fig. 283). In Fig. 280 sehen wir um manche Dotterkörner herum einen intensiv gefärbten Saum und an sie herangetretene ge- färbte Körnchen. Darauf erscheinen Verdauungsvacuolen. Die Dotterkörner, die in Verdauungsvacuolen zu liegen kommen, ver- ändern sich schneller als sonst; die Veränderungen gehen aber auch hier allmählich vor sich. Auf Grund der Färbung darf man an- nehmen, daß hier Säure vorhanden ist (Fig. 281). Eine dunkelrote Färbung können wir auch an manchen, im Protoplasma gelegenen Dotterkörnern beobachten (Fig. 282); ich glaube jedoch, daß es sich hier um Überreste von Vacuolen handelt, da die Dotterkörner hier sehr stark verändert sind. Zuletzt gelang es mir, bestimmtere Resultate an Infusorien zu erzielen. Mag sein, daß das daran gelegen hatte, daß ich nun statt Frosch- Salamanderdotter benutzte. Der Dotter wurde zerrieben und auf einige Gefäße verteilt, in die ich zum Dotter Wasser aus Aquarien brachte. Schon nach 5—6 Tagen fanden sich in den Ge- fäßen Infusorien, die Dotterkörner aufgenommen hatten. Nach 2 Wochen war die Anzahl der Infusorien im Wasser ganz gewaltig groß. In den einzelnen Gefäßen gab es verschiedene Infusorienarten. Es überwogen Paramaecium, Stylonychia und Coleps hirtus (ich nenne hier nur diejenigen Arten, die Dotterkörner aufgenommen hatten). Die Verdauung bei Paramaecium wurde schon mehrfach studiert, und ich werde darum hier nur auf diejenigen Momente eingehen, die 198 C. SarnT-HiLAIRE, uns unmittelbar interessieren müssen. Eingehender will ich mich nur mit den Beobachtungen von NIRENSTEIN befassen. NIRENSTEIN (27) findet, daß der Nahrungsballen in os Ento- plasma gelangt und von einem Saume umschlossen wird. Um den Saum herum sammeln sich kleine mit Neutralrot gefärbte Körnchen, die an den Nahrungsballen herantreten, zur Zeit, wo er in das Protoplasma eintritt. Die Nahrungsvacuole enthält zunächst viel Flüssigkeit, später nimmt sie an Umfang ab, und die sie umringenden Körner verschmelzen allmählich miteinander. Die Vacuole färbt sich um diese Zeit sehr intensiv. Die Körner treten in die Vacuole ein, und auch der Inhalt der Vacuole färbt sich; darauf beginnt die Ware sich aufs neue auszudehnen, ihre Rosier wird alkalisch, ihre Färbung schwindet allmählich, und der Nahrungsballen beginnt sich aufzulösen. Im allgemeinen kann ich die Beobachtungen von NIRENSTEIN bestätigen. Die Aufnahme der Nahrung, im gegebenen Falle die Aufnahme der Dotterkörner, spielt sich so ab, wie sie NIRENSTEIN beschreibt. Nicht alle Dotterkörner kommen bei Paramaecium caudatum in Vacuolen zu liegen: manche von ihnen liegen außerhalb der Vacuolen. Allerdings kann man, wenn man auf die Infusorien etwas drückt, manchmal um die Nahrungsballen herum Konturen bemerken, was aber nicht immer der Fall ist. Diejenigen Dotterkörner, die unmittelbar im Pr otoplasma liegen, oder richtiger zu liegen scheinen, sind größtenteils rosa gefärbt (Fig. 289 und 292), was darauf hinweist, daß sie von saurer Reak- tion sind. Andere Dotterkörner färben sich dunkelrot (Fig. 290, 291), woraus wir ersehen, daß die saure Reaktion der Dotterkörner hier etwas stärker ausgesprochen ist. Nur ausnahmsweise habe ich jedoch einen Zerfall in Scheiben beobachten können; daraus folet wieder, daß die saure Reaktion niemals so stark ausgesprochen. ist, dab sie die Dotterkörner verändern könnte. Diese Beobachtung halte ich für sehr wesentlich, da zahlreiche Autoren auf die saure Reak- tion der Nahrungsvacuolen besonderes Gewicht legen. Nicht alle Dotterkörner färben sich übrigens mit Neutralrot; man findet auch ganz ungefärbte Dotterkörner (Fig. 292). Die Färbung der Dotterkörner im Körper der Infusorien bietet großes Interesse dar. Wenn die Dotterkörner in Vacuolen gelegen sind, so sind sie ganz ungefärbt, wobei dann der Inhalt der Vacuole gefärbt ist; oder umgekehrt, sind die Dotterkörner intensiv gefärbt, während der flüssige Inhalt der Vacuole ungefärbt ist (Fig. 294). Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 199 Eigentümlichistes, daß ich gerade unter den ungefärbten Dotterkörnern solche gefunden habe, die im Zerfall in Solae lee begriffen waren vil 292). - Die Dotterkörner, die im Protoplasma der Infusorien gelegen sind, erfahren einige Veränderungen: sie runden sich ab und nehmen Myelinform an, wobei sie sich rosa färben. Es kommt auch vor, daß die Done ner sich dabei eigentlich knüllen (Fig. 289, 291 oben). Jedenfalls habe ich hier eine regelrechte Verdauung nicht beobachten können. Diese findet nur in den Nahrungsvacuolen statt. / _ Von großem Interesse ist es, den weiteren Verlauf der Verdauung der Dotterkôrner in den Vacuolen zu verfolgen. Die Vacuolen nehmen an Umfang zu (Fig. 290), und um diese Zeit verändern sich gewöhn- -Jich die Dotterkörner in ihrer Färbbarkeit: sie färben sich orange (Fig. 291, 298), was darauf hinweist, daß ihre saure Reaktion einer alkalischen Platz gemacht hat. Bevor die Färbbarkeit sich ver- ändert hat, beginnt die schnelle Verdauung nicht. _ Diese Beobachtungen stimmen mit dem überein, was schon früher GREENWOOD u. SAUNDERS (12), namentlich aber Nırenstein (27) und MerALnıxow (22) für Paramaecium beschrieben haben. Wesentlich ist, daß nach der Aufnahme der Nahrungsballen von saurer Reaktion ist und noch keine Veränderungen dabei erfährt; dann macht die Saure Reaktion der alkalischen Platz, und damnit erst beginnt die Verdauung. Darauf verändern die Dotterkörner ihre Form: sie quellen auf (Fig. 390, 291, 296, 299, 303), runden sich ab, ihr Inhalt wird körnig, und schließlich platzen sie (Fig. 298, 295, 300). In den zwei letzten Figuren sind die Hüllen der Dose der sehr deutlich. Ahnliche Veränderungen habe ich bei anderen Infusorien nicht beobachtet. In der Nahrungsvacuole finden wir häufig mehrere Dotterkörner liegen (Fig. 290, 292, 301, 303, 326), wobei sie miteinander verkleben und dichte Haufen bilden; manchmal jedoch liegen sie jedes ganz für sich (Fig. 326). Außer den Dotterkörnern finden wir in den Vacuölen auch noch andere Gebilde, z. B. Grünalgen (Fig. 290, 291, 292). Ich glaube, daß das auf ein ‘Vengclinnel aan einzelner Vacwolen miteinander zurückzuführen ist; manche der Vacuolen erreichen ja Kolossale Dimensionen und nehmen beinahe die ganze Breite des Tieres ein; sie enthalten in diesem Falle zahlreiche und verschieden- artige Gebilde (Fig. 293). Die beschriebenen Veränderungen sind überaus charakteristisch. 200 C. SAINT-HiLAIRE, Sie weisen deutlich darauf hin, daB eine Substanzveränderung der Dotterkörner stattfindet. Die Dotterkérner büßen allmäh- lich ihre Färbbarkeit ein und schwinden. In der Vacuole bleiben dabei gewöhnlich kleine glänzende Körnchen zurück (Fig. 302). Ich habe manchmal auch etwas veränderte Verhältnisse beobachten können, so z. B. daß sich in den Dotterkörnern Bläschen bilden, die ihnen ein schaumiges Aussehen verleihen (Fig. 298, 320), oder daß die Dotterkörner angenagt werden wie in Fig. 296, 321. Das sind aber Ausnahmefälle. Man findet in Paramaecien bei der Verdauung des Dotters beinahe stets Vacuolen, die von großen rot gefärbten Bläschen umringt sind (Fig. 290, 322). Sie sind denjenigen ähnlich, die NIRENSTEIN in seinen Figuren abbildet; ich weiß jedoch nicht, ob NIRENSTEIN gerade diejenigen Vacuolen im Auge hat, welche ich beobachtet habe. Die Bläschen verschmelzen manchmal an der Ober- fläche der Vacuole miteinander (Fig. 319, 323), manchmal geraten sie in die Vacuole hinein (NIRENSTEIN) und verschmelzen hier mit- einander (Fig. 324). Sie sind augenscheinlich im Wasser unlöslich und von zähflüssiger Konsistenz. Die Formen, die sie annehmen, sind sehr eigentümlich, wie es in Fig. 323 zu sehen ist. In einem Falle habe ich in der Vacuole ein Gebilde gesehen, das bandförmig und auf- geringelt (Fig. 325) war und sich intensiv färbte. Derartige Vacuolen sind nicht immer bei der Verdauung des Dotters zu sehen, und man kann sie daher nicht in Zusammenhang mit der Verdauung des Dotters bringen. Auch durch direkte Beobachtung läßt sich hier ein Zusammenhang nicht feststellen. Es muß jedoch gesagt werden, daß die Dotterkörner bei der Verdauung ja gerade den eben be- schriebenen Gebilden ähnlich sind, daß sie Myelinform annehmen. Daß sie um diese Zeit stark erweicht werden, folgt aus der Tat- sache, daß Algen, die in dieselbe Vacuole zu liegen kommen, ein gequollenes Dotterkorn einzudrücken vermögen (Fig. 289, 291). Die Dotterkörner erfahren die Erweichung, noch bevor ihre Reaktion verändert wird. So scheint die Verdauung der Dotterkörner bei Paramaecium sich in mehreren Stadien abzuspielen: die Dotterkörner quellen auf, werden erweicht und nehmen Myelinform an; das findet bei saurer Reaktion statt. Sobald die Reaktion alka- lisch wird, findet eine schnell vor sich gehende Auflösung statt. Man muß annehmen, daß letztere durch ein Ferment ver mittelt wird, wie das auch NIRENSTFIN annimmt. Da man niemals Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 201 beobachten kann, daß der schnellen Auflösung der Dotterkörner eine Aufnahme irgend welcher Stoffe von außen in die Nahrungsvacuolen vorausginge, sondern daß nur eine Veränderung der Reaktion statt- findet, so kann man annehmen, daß das Ferment von vornherein in der Vacuole vorhanden ist. Und ich möchte zusammen mit NIREN- STEIN vermuten, daß das Ferment schon mit den Körnern in die Vacuole hineingebracht wird. Um die Veränderungen, die die Dotter- körner in den Vacuolen erfahren, hervorzurufen, würde die alka- lische Reaktion allein, wie meine Beobachtungen zeigen, nicht genügen. Wenn die so deutliche saure Reaktion der Vacuole nicht genügt, um Veränderungen hervorzurufen, so müßte die alkalische Reaktion, wenn sie all die Veränderungen machen sollte, noch unvergleichlich stärker sein. Außerdem kommt in Betracht, daß bei der künstlichen Verdauung von Dotterkörnern mit Trypsin bei schwach alkalischer Reaktion überaus ähnliche Veränderungen an den Dotterkörnern zu beobachten sind. Die sehr groß gewordenen Vacuolen werden allmählich wieder kleiner, und ebenso nehmen die in ihnen liegenden Dotterkörner an Umfang ab. Eigentümlich ist es, daß auch hier keine schnelle Auf- lösung der Dotterkörner stattfindet, während diese ja sonst so leicht dieser Veränderung unterliegen. Der flüssige Inhalt der Vacuolen färbt sich um diese Zeit wieder mehr rot. Das Aussehen der Vacuole ist sehr mannigfaltig: manchmal ist sie von kleinen unregelmäßig geformten Körnern, manchmal von größeren Klümpchen, um die herum gefärbte Körner zu liegen kommen, erfüllt. Manchmal habe ich in solchen Vacuolen kleine Krystalle gefunden (Fig. 297). | Coleps hirtus. Dieses Infusor stellt ein ausgezeichnetes Objekt für Untersuchungen über die Verdauung der Dotterkörner dar. Es war in vielen Gefäßen mit Dotter vom Salamander zu finden, und sämtliche Exemplare waren von Dotterkörnern erfüllt. Die Tiere sind nicht groß und können darum nur kleine Dottermengen auf- nehmen. Die Verdauung verläuft hier etwas anders als bei Para- maecium. Zunächst muß bemerkt werden, daß hier beinahe gar keine Vacuolenbildung stattfindet. Die Dotterkörner liegen unmittel- bar im Protoplasma, wobei sie orange gefärbt sind (Fig. 304 und 305); manchmal jedoch kommen auch ungefärbte (Fig. 308) und rot gefärbte (Fig. 306) Dotterkörner vor. Die rote Färbung hängt natürlich von der sauren Reaktion der Dotterkörner ab, und letztere ist wohl auch hier ebenso wie bei Paramaecium für das erste Stadium der Verdauung charakteristisch. Die ungefärbten Dotterkörner sind 202 C. Satnr-Hivairg, wohl diejenigen, die eben erst aufgenommen worden sind. Manchmal gelingt es, den allmählichen Farbwechsel bei den Dotterkörnern auch an ein und demselben Tiere zu beobachten (Fig. 315 u. 318). Die Färbung hängt hier wie auch in anderen Fallen zweifellos von der um das Dotterkorn sich sammelnden Fliissigkeit ab, da diese Blaschen beim Drücken auf die Infusorien platzen, während die gefarbte Flüssigkeit aus ihnen ausfließt und die Dotterkörner ungefarbt zurück- bleiben (Fig. 309). Ebenso wie früher, sind wir auch hier wieder vor die Frage gestellt, wovon die Färbung abhängt. -In der ersten Kultur fand ich keine gefärbten Bläschen im Protoplasma, während sie in den anderen Kulturen sehr deutlich zu sehen waren (Fig. 308, 310). Ich stelle mir nun vor, daß die Färbung der Dotterkörner, oder richtiger die der sie umgebenden Flüssigkeit, darauf beruht, daß sie mit den gefärbten Bläschen des Protoplasmas verschmelzen, wie es häufig auch bei anderen Objekten der Fall ist. Der Umstand, daß bei den- jenigen Tieren, die keine gefärbten Bläschen enthalten, die Dotter- körner ungefärbt bleiben, bestätigt meine Vermutung. Manchmal findet man, daß diese gefärbten Bläschen miteinander verschmelzen (Fig. 312, 313). Es entsteht nun die Frage, wo sich die gefärbte Flüssigkeit sammelt, ob unter der Membran der Dotter- kôrner oder jenseits der Membran. Ich bin überzeugt, daB das letztere der Fall ist, da bei der Behandlung der Infusorien mit ver- dünnter Säure die Dotterkörner aufgelöst werden, während ihre Membranen erhalten bleiben (Fig. 277). Folglich findet auch bei Coleps eine Vacuolenbildung statt (s. auch Fig. 307), nur bleiben hier die Vacuolen sehr klein. Manchmal kann man das Verkleben von Dotterkörnern miteinander beobachten, manchmal schließen sich den Dotterkörnern auch noch durchsichtige fettähnliche Gebilde an (Fig. 314 u. 315). Die Dotterkörner erfahren Formveränderungen, sie werden gefaltet und gekniillt (Fig. 307, 304). Augenscheïinlich quellen sie auf und erweichen. Dee deutlich wird das in jenen Fallen, wo die Dotterkôrner aufeinander drücken und wo sie miteinander verschmelzen (ee Ich habe Fälle beobachtet, wo die Körner des Protoplasmas auf die Dotterkörner drückten und Dellen i in ihnen bildeten (Fig. 315, 317, 314). So resultieren hier Formen (Fig. 316), die an diejenigen Sonne die wir in den Zellen des Darmes gesehen haben. In den letzten Stadien der Verdauung findet man im Protoplasma Konglomerate, die aus verschiedenen Elementen zusammengesetzt sind: in Fig. 314 Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 203 liegen z. B. in einem Bläschen Überreste von Dotterkörnern, glänzende und gefärbte Körnchen; hier sehen wir ein Bläschen mit einem Dotterkorn und zahlreichen Fettrépfchen; in Fig. 315 enthält das Protoplasma sehr mannigfaltige Einschlüsse: ein un- gefärbtes Dotterkorn, orange gefärbte Dotterkörner, ein Dotterkorn, dem sich glänzende Körner angelegt haben. Es muß überhaupt ge- sagt werden, daß die Verhältnisse, die man hier zu beobachten be- kommt, überaus mannigfaltig sind, so daß man sie nur schwer syste- matisieren kann. Bei gesättigten Exemplaren von Coleps sieht man das Proto- plasma von Fettropfen erfüllt (Fig. 311), die sich mit Scharlachrot charakteristisch färben. Je mehr die Tiere gefressen haben, desto größer sind die Fettropfen. Manchmal findet man, daß diese mitein- ander oder mit Dotterkörnern verschmelzen, wobei sie besondere Klümpchen im Protoplasma bilden. Die Verdauung verläuft also bei Coleps ungefähr so wie bei Paramaecium, doch sind hier die einzelnen Stadien nicht so stark ausgesprochen wie bei Paramaecium. | So kann man sagen, daß die Verdauung der Dotter- körner bei Einzelligen in charakteristischer Weise in Nahrungsvacuolen stattfindet. Augenscheinlich ist das ein fortgeschrittenerer Modus, der sich allmählich herausentwickelt, indem der Weg von den amöbenähnlichen Einzelligen ELUTE ane bis zu den Infusorien hinaufführt. Jedoch können die Dotterkörner, noch bevor sie der Verdauung in den Vacuolen der Protozoen unter- liegen, einige Veränderungen auch schon im Proto- plasma erfahren und ebenso in den Vacuolen, bevor die Reaktion in diesen verändert ist. Ich glaube, daß es wohl kaum gerechtfertigt ist, die Verdauung bei den vielzelligen höheren Tieren mit der Verdauung bei den Einzelligen in Parallele zu setzen, wie das manche Autoren, z. B. METALNIKOW (22), tun, namentlich mit Bezug auf die einzelnen Reaktionen, die man im Ver- lauf der Verdauung bekommt. Wie meine Versuche zeigen, bleibt da die saure Reaktion in den Vacuolen nicht dauernd erhalten, und auch solange sie vorhanden ist, ist sie nur sehr schwach und kann von sich aus die Dotterkörner gar nicht beeinflussen, obgleich diese gegenüber Säuren so empfindlich sind. Es sei daran erinnert, daß Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 14 204 C. SAINT-HILAIRE, ja noch 0,002°/,ige Salzsäure die Dotterkérner von Amphibien zu beeinflussen vermag. Schluß. In diesem Kapitel will ich versuchen, meine Beobachtungen über die Veränderungen, die die Dotterkörner der Amphibien er- fahren, zusammenzufassen. Zunächst möchte ich darauf hinweisen, daß man die Dotter- elemente als besondere morphologische Elemente des Protoplasmas aufzufassen hat, die in der Zelle ein eigenes Leben führen. Sie werden in ihr geboren, wachsen heran und sterben. Es handelt sich bei ihnen nicht einfach um Reservematerial, das, be- stimmte Form angenommen hat. Das vergleichende Studium der Dotterelemente bei verschiedenen Tieren zwingt uns zu dieser Auf- fassung. Ich hoffe, in kurzer Zeit weiteres Material, das eingehender diese Frage behandelt, zu bringen; aber auch schon das, was wir von den Amphibien und von den ihnen nahe stehenden Fischen, den Selachiern und den Knochenfischen, wissen, genügt. um uns zu zeigen, daß die Dotterkörner morphologisch einander ähnliche Elemente darstellen. / Ebenso charakteristisch und für uns wichtig ist die Gleich- artigkeit in der chemischen Zusammensetzung der Dotterelemente. Zahlreiche Untersuchungen zeigen uns, daß alle Dotterelemente aus Vitellinen bestehen und daß ihnen ganz bestimmte chemische Eigenschaften zukommen. Andererseits muß aber auch darauf hingewiesen werden, dad die Dotterelemente auch bei nahe verwandten Tieren sich in ihrer Struktur und ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden können. Wir finden hier, ebenso wie bei der Untersuchung der anderen Teile des Organismus, eine Individualisierung. Die Dotter- körner vom Frosch, Triton, Axolotl und Salamander sind einander sehr ähnlich. Man findet jedoch bei ihnen auch Artunterschiede, manchmal sogar auch individuelle Variationen. Den äußeren Unter- schieden entsprechen solche, die chemischer Natur sind. Daß letztere vorhanden sind, können wir daraus schließen, daß die Dotterelemente von verschiedener Dichte sind und sich verschieden mit Bezug auf ihre Löslichkeit verhalten. Man muß das sehr im Auge behalten, wenn man die Resultate vergleichen will, die man bei der Arbeit mit Dotterkörnern, die von verschiedenen Exemplaren stammen, er- halten hat. Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 205 ' Die Dotterkörner, die als Nährmaterial für die Larve dienen, erfahren eine Auflösung und schwinden allmählich; die Nährstoffe werden vom Protoplasma assimiliert. Dieser Vorgang bleibt überall ein und derselbe. Zieht man jedoch — wie wir es getan — auch diejenigen Veränderungen an den Dotterkörnern in den Kreis seiner Be- obachtungen, die sich nicht nur im Körper der Larve, sondern auch unter anderen Umständen abspielen, und erweitert man auf diese Weise seine Beobachtungen, so überzeugt man sich, namentlich wenn die Details der Vorgänge berücksichtigt, daß die Sache nicht überall in gleicher Weise verläuft. Um diese Veränderungen in ihren Be- dingungen zu erkennen, bringen wir die Dotterkörner in künstliche - Verhältnisse und untersuchen die Veränderungen an ihnen, um diese später mit denjenigen Veränderungen zu vergleichen, die sich an den Dotterkörnern in natürlichen Verhältnissen abspielen. Das Leben der Dotterkörner wird jedenfalls von den Außenbedingungen beeinflußt. Diese Bedingungen sind gegeben in den Wechselbeziehungen zwischen den Dotterkörnern auf der einen und ihrem Medium, d.h. dem Protoplasma der Zelle, in der sich die Dotterkörner gegebenen- falls befinden, auf der anderen Seite. Diese Wechselbeziehungen sind es, die wir erkennen müssen, wenn wir das Leben der Dotter- körner und die Veränderungen, die diese erfahren, verstehen wollen. | Man faßt gewöhnlich die Veränderungen, die die Dotterkörner in den Zellen erfahren, als das Resultat ihrer Beeinflussung durch das Protoplasma auf. So spricht z. B. GALEortı (11) von „un- bekannten Kräften, welche das lebende Protoplasma besitzt.“ Ich habe es mir zur Aufgabe gestellt, durch die Analyse der Er- :scheinung selbst diese „unbekannten Kräfte“ nach Möglichkeit zu ‚erkennen. Da ich für meine Versuche ein und dasselbe Material, z. B. die Dotterkörner vom Frosch, unter verschiedenen Bedingungen der Ver- dauung aussetze, so müssen die Unterschiede, die wir hier beobachten, - von Unterschiedlichkeiten in der Zusammensetzung des Proto- plasmas der Zellen, in denen die Dotterkörner verdaut werden, abhängen. Diese verschiedenen Eigenschaften des Proto- plasmas stehen wieder in direktem Zusammenhang mit der Struktur des Protoplasmas: sie hängen ab von dem ‘Wassergehalt der Zellen, der in dem Reichtum der Zellen an 14* 206 C. SarnT-HiLAIRE, Vacuolen zum Ausdruck kommt, von der Anwesenheit anderer Elemente im Protoplasma, wie z. B. von Fettropfen, von der Be- weglichkeit des Protoplasmas usw. Wenn wir wieder ein und das- selbe Untersuchungsobjekt, z. B. die Blastomeren des Eies von ver- schiedenen Amphibien nehmen, so bleiben die Verhältnisse, unter denen die Dotterkörner ihre Veränderungen erfahren, natürlich einander ziemlich gleich. Aber der weitere Verlauf der Ver- änderungen kann verschieden sein, je nach den Verschiedenheiten in den Dotterkörnern selbst. Diese Wechselbeziehungen komplizieren sich noch dadurch, daß ein und dieselbe Zelle in den verschiedenen Perioden ihres Lebens verschieden auf die Dotterkörner reagiert. Sehen wir nun zu, in welcher Art und Weise die Veränderungen an den Dotterkörnern .sich in den einzelnen Fällen abspielen, und versuchen wir, indem wir diese Veränderungen denjenigen gegen- überstellen, die unter künstlichen Bedingungen stattfinden, uns über die Natur der Veränderungen Aufschluß zu verschaffen. Hıs (17) weist darauf hin, daß der Zerfall der Dotterkörner in dreierlei Weise vor sich gehen kann: es kann sich um einen Zerfalt in Scheiben, um einen Zerfall durch innere Vacuolenbildung und schließlich um einen körnigen Zerfall handeln. Auch ich habe diese drei Abarten bei den Amphibien beobachten können; jedoch lege ich auf diese Abgrenzung der einzelnen Abarten kein Gewicht, denn - es handelt sich hier eher um einzelne Stadien in der Veränderung der Dotterkörner. Alle drei Abarten können mit Hilfe ein und des- selben Mittels, z. B. durch Alkalien, hervorgerufen werden. Das Schema für die Veränderungen der Dotterkörner fasse ich in etwas veränderter Form auf: SES 1. Die Dotterkörner können im Protoplasma der Zellen all- mählich auftauen, wie das z. B. in den Zellen der Amphibien- larven und ebenso im Follikelepithel der Amphibien geschieht; das ist der häufigste Fall. 3. Die Dotterkörner können sich zunächst abrunden und dann eine allmähliche Auflösung zum wir sehen das z. B. in den Follikelzellen. 3. Die Dotterkörner werden in Vacuolen, die von Flüssigkeit erfüllt sind, aufgelöst, z. B. im Körper der Amöbe und anderer Protisten, manchmal in Phagocyten. 4. Die Dotterkörner können vor der Auflösung in Scheiben zer- fallen; das sind seltne Fälle. Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 207 5. Die Dotterkörner erfahren keine Auflösung, sondern werden allmählich ausgehöhlt; wir haben das an den Zellen des Darm- epithels bei den Amphibienlarven gesehen. Wenn wir den Bedingungen dieser Veränderungen naöhechen, so müssen wir unsere Aufmerksamkeit zunächst auf jene Wer- änderungen richten, die die Dotterkörner bei mechanischer Be- einflussung, z. B. bei Druck der Dotterkörner aufeinander oder bei Druck anderer Gebilde, wie der im Protoplasma gelegenen Körner, auf die Dotterkörner, erfahren. Ich glaube, daß die Momente, auf die ich im Kapitel über die Dotterkörner der Amphibienlarven hingewiesen habe, vollauf genügen, um diese Stellungnahme zu rechtfertigen. In der Literatur habe ich Hinweise auf diese Tat- sache nicht gefunden. Bei der Aushöhlung der Dotterkörner durch - protoplasmatische Gebilde könnte man an die Wirkung auflösender Stoffe denken; diese Annahme kommt aber bei der Wirkung der Dotterkörner aufeinander in keinem Falle in Betracht. Natürlich wäre meine Annahme, daß es sich um eine mechanische Beeinflussung der Dotterkörner handeln kann, kaum genügend fundiert, wenn uns keine weiteren Beweise zur Verfügung ständen als die Beobachtungen über die Form der Dotterkörner in den Zellen. Aber wir wissen ja, daß die Dotterkörner tatsächlich ihre Struktur ganz verändern, ‚wenn man auf sie drückt, und daß sie sich dabei auflösen. Folglich können die Dotterkörner, wenn verschiedene Gebilde auf sie drücken, eine partielle Auflösung wohl erfahren. So können wir uns das allmähliche Auftauen der Dotterkörner im Protoplasma und ihre Aushöhlung durch benachbare Gebilde, d. h. die Fälle 1 und 2 in meinem Schema, zum Teil erklären. el: Was nun die chemischen Veränderungen betrifft, so wissen wir, daß die Dotterkörner sich auch in sehr verdünnten Säuren, Alkalien und Salzlösungen auflösen. Allerdings lösen sich in der Zelle Dotterkörner nur sehr selten auf diese Weise auf. In der Mehrzahl der Fälle handelt es sich, wenn eine solche Auflösung in Betracht kommt, um eine Wirkung von Alkalien; um die Wirkung von Säuren handelt es sich manchmal bei den Protisten, j edoch nicht immer; und dabei ist die saure Reaktion so schwach, daß man die schnelle Auflösung der Dotterkörner nicht auf die Säurewirkung zurückführen kann. Salze können hier kaum von irgendwelcher ‘Bedeutung sein, da sie ja erst in viel stärkeren Konzentrationen ‚wirksam sind alk Säuren und Alkalien. © : PRE Dir ‘Der Zerfall der Dotterkörner in Scheiben, ‘der für 208 C. SaINT-HILAIRE, die Wirkung schwacher Säuren und Alkalien auf die Dotterkörner so charakteristisch ist, ist in den Zellen nur sehr selten zu be- obachten, z. B. in den Zellen der Froschlarve, manchmal in Nahrungs- vacuolen. Und wenn er zu beobachten ist, so ist er jedenfalls nur sehr geringfügig. Es folgt daraus, daß Säuren und Alkalien in den für einen Zerfall in Scheiben nötigen Konzentrationen in der Zelle: nicht vorhanden sind. Hıs hat uns Dotterkörner bei einem Haifischembryo demonstriert, die einen Zerfall in Scheiben erfahren. Ähnliche Verhältnisse habe ich im Dotter beinahe ausgewachsener Embryonen von Carcharias beobachtet; die Dotterkörner verlängern sich und werden zu Ge- bilden, die aus einer Reihe von quer aneinandergereihten Scheiben bestehen. ‚Natürlich können auch in den zuletzt betrachteten Zellen Säuren, Alkalien und Salze mit im Spiele sein; aber sie wirken hier augen- scheinlich nur sehr langsam, weil sie in zu geringen Konzentrationen vorhanden sind. | Die chemischen Veränderungen an den Dotterkörnern können in verschiedener Weise vor sich gehen. Eine Untersuchung über die Wirkung verschiedener Reagenzien auf die Dotterkörner hat uns gezeigt, daß die Dotterkörner nicht nur eine Auflösung erfahren, sondern unter dem Einfluß verdünnter Säuren, Salzlösungen usw. auch charakteristische Zustandsveränderungen erfahren können. Wie ich gezeigt habe, können die Dotterkörner bei gewissen Bedingungen Myelinform annehmen, d.h. sie werden halb flüssig, zerfließen in Wasser, ohne sich aber wirklich aufzulösen. Ebensolche Former nehmen Myelin und Lecithin in Wasser an. Ich betone diese Be- ziehungen ganz besonders, da man erstens diese Veränderungen sehr häufig, sowohl in den Zellen der Larve als auch in anderen Fällen, wo eine Verdauung von Dotterkörnern stattfindet, beobachten kann, und zweitens, weil diese Veränderung gut als Übergang zur voll- ständigen Auflösung der Dotterkörner aufgefaßt werden kann. Lecithin- ähnliche Substanzen verbinden sich auch leicht sowie mit Eiweiß- stoffen als auch mit Fett. Am meisten widersteht einer Erklärung das allmähliche Auf- tauen der Dotterkörner im Protoplasma. Aber unsere Beobachtungen ‚zeigen mit aller Deutlichkeit, daß zwischen den Dotterkörnern und dem Protoplasma bestimmte Beziehungen gegeben sind und daß ein Austausch von Stoffen zwischen ‚beiden stattfindet. Folgende Momente weisen darauf hin: die Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 209 charakteristisch e Umwandlung der Dotterkörner in kugel- förmige Gebilde beruht auf einer Erweichung der Dotter- körner oder auf einer Aufnahme von Flüssigkeit aus dem Protoplasma. Weiter habe ich versucht, zu zeigen, daß die Färbung der Dotterkörner mit Neutralrot, die man beobachtet, wenn die Dotterkörner verdaut werden, auf einer Ansammlung ver- schiedener Stoffe unter der Membran oder auf einer Imprägnierung der Dotterkörner mit färbbaren Substanzen beruht. Die Dotterkörner nehmen dabei ein charakteristisches Aussehen an, sie quellen auf und zeigen Ausstülpungen; beim Frosch werden sie dabei so stark erweicht, dab sie bei Druck ihre Form verändern. Es findet hier eine chemische Reaktion zwischen dem Eiweiß der Dotterkörner und dem Eiweiß des Proto- plasmas statt. Solche Beziehungen sind eher möglich als Be- ziehungen zwischen dem Protoplasma auf der einen und Fettropfen und Stärkekörnern auf der anderen Seite. Wir haben nun gesehen, daß nicht alles Eiweiß in gleicher Weise auf die Dotterkörner wirkt. Da das Protoplasma eine Mischung zahlreicher Eiweißstoffe darstellt, so ist es nicht verwunderlich, daß hier stoffliche Beziehungen zwischen Dotterkörnern und Protoplasma hergestellt werden können. Die Veränderungen, die die Dotterkörner im Protoplasma _ erfahren, können äußerlichkaum merklich sein, während in Wirklichkeit sich wohl Veränderungen an den Dotter- körnern abspielen. Das ersieht man daraus, daß solche Dotter- körner anders reagieren, wie ich das oben gezeigt habe. Daß die Dotterkörner bei der Verdauung stoffliche Ver- änderungen erfahren, folgt auch daraus, daß sich die Dotterkörner dabei in ihrem Verhalten gegenüber Neutralrot verändern. Die Dotterkörner färben sich außerhalb der Zellen gewöhnlich nicht. Manchmal färben sie sich rosa, größtenteils aber orangerot. Die Färbbarkeit weist darauf hin, daß sich in den Dotterkörnern Ver- änderungen abspielen. Alles, was bisher gesagt, bezieht sich auf eine Aufnahme von Stoffen durch die Dotterkörner. Aber auch das Umgekehrte kann der Fall sein. Augenscheinlich ist aber das Vitellin der Dotter- körner so verdichtet, daß es ohne vorherige Erweichung vom Proto- plasma nicht aufgenommen werden kann. Eine wichtige Rolle bei der Auflösung der Dotterkörner scheint ihre Membran zu spielen. Die Membran besteht, wie wir wissen, aus einem dichteren Stoff, der sich höchstwahrscheinlich von der 210 C. Sarnr-HILaïrE, übrigen Masse der Dotterkörner unterscheidet; bei der Auflösung dieser bleibt die Membran häufig unverändert. Augenscheinlich kann sie die Rolle einer semipermeablen Membran spielen, die die Substanz der Dotterkörner vom Protoplasma trennt. Dicke, Zu- sammensetzung und Dichte der Membran können unter verschiedenen Bedingungen Veränderungen erfahren; damit verändert sich auch ihr Einfluß auf den Stoffaustausch zwischen Dotterkorn und Protoplasma. Da andrerseits die Membran in ihrer Zusammensetzung bis zu einem gewissen Grade der Masse des Dotterkornes doch ähnlich ist, so er- fährt sie auch ähnliche Veränderungen wie das Dotterkorn, d. h. sie löst sich auf. In manchen Fällen habe ich die Membran vermißt. Es ist leicht zu verstehen, daß in diesen Fällen der Stoffaustausch zwischen Dotterkorn und Protoplasma sehr erleichtert ist. Das Vor- handensein der Membran erklärt uns auch bis zu einem gewissen Grade, warum die Auflösung der Dotterkörner so langsam vor sich geht. Wenn eine Aushöhlung der Dotterkürner durch protoplasmatische Körner stattfindet, so dringen die letzteren zunächst durch die Membran in das Innere der Dotterkörner ein. Mag sein, dab in der Membran verdünnte Stellen vorhanden sind, durch welche die protoplasmatischen Körner in die Dotterkörner eindringen können. Daß die Membran in ihrer Zusammensetzung und in ihrer Struktur wirklich Veränderungen erfährt, zeigt uns die Tatsache, daß unter gewissen Bedingungen die Dotterkörner mit- einander verschmelzen können, wie das z. B. bei der Abrundung der Dotterkörner der Fall ist. Die Verschmelzung der Dotterkörner miteinander findet häufig auch in Zellen statt, wo wir dann Kon- glomerate von Dotterkörnern antreffen. Von Bedeutung ist hier nicht nur die Membran der Dotterkörner, sondern auch die Membran derjenigen Elemente, in denen die Dotterkörner im Protoplasma zu liegen kommen, z. B. die Membran der Körner und Bläschen. Durch diese Membran findet ein Stoffaustausch zwischen Bläschen und Protoplasma statt. Die Tatsache, daß die Verdauung der Dotterkörnerin Vacuolen beinahe ausschließlich nur in jenen Zellen vor sich geht, die den Dotter von außen aufnehmen, bestätigt meine Annahme, daß in diesem Falle der Nahrungsballen von einer protoplasmatischen Schicht umgeben ist, und so wird uns die Ent- stehung der Nahrungsvacuole verständlich. Die Veränderungen, die die Dotterkörner im Protoplasma der Zellen von Larven erfahren, sind, wie mir scheint, denjenigen Ver- Veränderungen der Dotterkürner der Amphibien. 911 änderungen vollständig analog, die andere protoplasmatische Kérner, namentlich solche, die als Reservematerial dienen, erfahren. Genau so wie in dem letzteren Falle die Körner zunächst an Umfang zunehmen und Reservematerial sich in ihnen anhäuft, um später, wenn ein Höhepunkt erreicht ist, wieder an Umfang abzunehmen, wobei eine Auflösung der Körner eingeleitet wird, genau so ist das auch bei den Dotterkörnern der Fall. Es fragt. sich nun, wann dieser Auflösungsprozeß bei den Dotterkörnern einsetzt und warum er gerade eben zu diesem Zeitpunkt beginnt? Ich glaube, daß die Auflösung gerade zu einem Zeitpunkt beginnt, wo im Protoplasma neue Gebilde entstehen, die für die Zellteilung, für das Wachstum der Zelle und für die Anhängung von Wasser in ihr charakteristisch sind. Wir wissen schon, daß die Verdauung der Dotterkörner in den verschiedenen Zellen in verschiedener Weise verläuft und daß diese Verschiedenheiten in engstem Zusammenhang mit der jeweiligen Struktur des Protoplasmas stehen. Wenn das Protoplasma, z. B. in den Zellen der Amphibienlarven, nur Körner enthält, so gehen die Veränderungen an den Dotter- körnern sehr langsam vor sich; wenn dagegen Vacuolen im Proto- plasma entstehen und das Protoplasma wasserreicher wird, so wird der Auflösungsprozeß beschleunigt. Namentlich das Protoplasma der Amöben und anderer Protisten ist an Wasser sehr reich, und darum finden wir hier Nahrungsvacuolen, die viel flüssigen Inhalt haben. Die Elemente des Protoplasmas könnenin Wechsel- beziehung mit den Dotterkörnern treten, genau so wie wir das auch in anderen Fällen der intracellulären Verdauung ge- sehen haben. Wenn die Zellen von Dotterkörnern erfüllt sind, die Menge der protoplasmatischen Elemente aber gering ist, so drücken die Dotterkörner aufeinander und werden auf diese Weise deformiert. Außer diesem Druck können die Dotterkörner auch eine Ver- schmelzung mit gefärbten Bläschen, mit Vacuolen und mit dichten Körnern (bei Planarien) erfahren. Die Folgen dieser Verschmelzung sind mannigfaltig: wenn die Dotterkörner mit gefärbten Bläschen verschmelzen, so werden auch sie gefärbt und erfahren eine Er- weichung; verschmelzen sie mit dichten Körnern, so findet ein lang- sames Auftauen statt, das sich auch auf die Körner bezieht, mit denen sie verschmelzen; wenn sie mit Vacuolen verschmelzen, so findet eine schnelle Auflösung der Dotterkörner statt. 212 C. SAINT-HILAIRE, Es ist sehr wahrscheinlich, daß in dem zuletzt besprochenen Fall eine Vereinigung zweier Elemente in Betracht kommt, und zwar eines Enzyms und eines Aktivators. Fehlt das eine oder der andere, so bleibt die Verdauung aus: wir können zuweilen auch sehen, daß Dotterkörner in der Vacuole unverändert liegen bleiben. In den Zellen jüngerer Amphibienlarven finden wir keine Elemente, mit denen die Dotterkörner verschmelzen könnten. Das erklärt meiner Meinung nach die Tatsache, daß hier die Dotterkörner nur sehr langsam Veränderungen eingehen. Die Elemente des Protoplasmas wirken auf die Dotterkörner nicht nur in der Weise ein, daß sie mit ihnen verschmelzen, sondern auch, indem sie sie nur berühren und ihnen dabei Substanzen ab- geben oder Stoffe ihnen entnehmen. Die Meinung, die ich hier vertrete, steht im Widerspruch mit der geläufigen Vorstellung von der Rolle, die das Protoplasma bei den Veränderungen der Dotterkörner spielt. „Es ist gewiß“, meint GALEOTTI (11), „und auch Bazrour und HERTWIG sagen es, daß das Protoplasma der Zellen auf die Elemente des Dotters eine analy- tische Wirkung ausübt, wodurch diese korrodiert werden und zer- fallen“ (p. 469). Die Beweise, die Ganrorrr zur Stütze dieses Satzes anführt, halte ich für ungenügend. GALEOTTI stützt sich nament- lich darauf, dab in fixierten und gefärbten Präparaten neben proto- plasmatischen Strängen Gruppen von angeblich zerfallenen Dotter- körnern zu liegen kommen. Dagegen ist aber zunächst einzuwenden, dab es gar nicht bewiesen ist, daß diese Dotterkörner durch das Protoplasma verändert worden sind; und dann ist das Protoplasma in den Präparaten derart verändert, daß es unmöglich erscheint, seine Wirkung auf die Dotterkörner so zu studieren. Die Tatsache, daß die Dotterkörner des Salamanders von den Phagocyten der Maus angefressen werden, könnte für die Behauptung von GALEOTTI sprechen. Diese Tatsache steht ja zweifellos fest. Aber ich meine, daß auch hier keine direkte Wirkung des Plasmas existiert. Man kann nicht annehmen, daß die Pseudopodien dabei in die Dotterkörner eindringen, da die Substanz der Dotterkörner viel zu dicht ist. Zweifellos findet die Aushöhlung auf chemischem und nicht auf mechanischem Wege statt. Man muß annehmen, daß die Phagocyten an ihrer Oberfläche irgendeinen Stoff auscheiden, der Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 213 die Dotterkörner andaut, etwa eine Säure, Lauge oder ein Ferment; oder daß zwischen dem Dotterkorn und dem Protoplasma der Zelle ein Stoffaustausch stattfindet, in dessen Folge eine partielle Auf- lösung des Dotterkornes stattfindet. Der Unterschied zwischen diesen beiden Möglichkeiten läge nur darin, daß in dem ersten Falle die Zelle zuerst eine gewisse Menge vom verdauenden Stoffe ausscheiden und dann das aufgelöste Dotterkorn aufnehmen muß, während in dem zweiten Falle die Substanz des Dotterkornes unmittelbar im Protoplasma der Zelle aufgelöst wird. Welcher Fall der Wirklich- keit entspricht, ist schwer zu sagen. Jedenfalls ist es für mich klar, daß hier genau dasselbe geschieht wie im Innern der Zelle nach Aufnahme der Dotterkörner, d. h. daß hier ein allmähliches Auftauen der Dotterkörner stattfindet. Übrigens kann ja auch im Innern der Zelle eine Ausscheidung von Stoffen, die lösend auf das Dotterkorn wirken, stattfinden. Es liest darum gar kein Anlaß vor, diesen Vorgang von den anderen beobachteten Fällen zu isolieren. . Viele Tatsachen weisen darauf hin, daß zwischen dem Protoplasma und den Dotterkörnern gewisse Wechselbeziehungen hergestellt werden, in deren Folge die beobachteten Veränderungen an den Dotterkörnern wohl eintreten können; und dabei bleibt es sich ganz gleich, ob die Dotterkörner im Protoplasma gelegen sind oder nur der Oberfläche der Zelle anliegen. Die Grundsubstanz des Protoplasmas, d. h. die Substanz, die zwischen den Körnern, Bläschen und anderen Einschlüssen gelegen ist, stellt gewissermaßen das Medium der Zelle dar, in welchem sich diejenigen Vorgänge abspielen, die auf die Zelle in ihrer Ge- samtheit Bezug haben. Diese Tatsache schließt nicht die Möglich- keit aus, daß in derselben Zelle in benachbart gelegenen Körnern sich verschiedenartige Vorgänge abspielen: so färben sich manche Körner mit Neutralrot, während die anderen ungefärbt bleiben. Die einen erfahren eine Abrundung, die anderen nicht usw. Man kann sich diesen scheinbaren Widerspruch dadurch erklären, daß die proto- plasmatischen Gebilde, die in der Zelle von vornherein vorhanden oder von außen aufgenommen sind, isoliert sind, d. h. von einer Membran umgeben oder in Bläschen und Körnern eingeschlossen sind, die ein selbständiges Leben im Protoplasma führen. GaAneortı war der Meinung, daß die Dotterkörner unter der Einwirkung des Protoplasmas der Zelle in Partikelchen zerfallen. Ein solcher Zerfall ist dann möglich, wenn die Dotterkörner aus- gehöhlt sind. Im allgemeinen jedoch kommt einem derartigen Zer- 214 C. SAINT-HiLAIRE, fall keine große Bedeutung zu. Allerdings bleiben im Protoplasma nach der Verdauung der Dotterkörner kleine unregelmäßig gestaltete Körnchen zurück; man kann sie jedoch nur schwer von den Körnchen des Protoplasmas unterscheiden. Das Protoplasma kannaufden Dotter seine Wirkung ausüben, indem es ein Ferment ausscheidet. Für manche Falle trifft das zweifellos zu, z. B. bei den Einzelligen. Ein derartiges Ferment ist schon aus dem Körper der Einzelligen gewonnen worden. Die Schnelligkeit der Verdauung und die Art und Weise, wie sie geschieht, weisen mit aller Entschiedenheit darauf hin, daß es sich hier um einen fermentativen Vorgang handelt. Die Dotterkörner werden nur dann schnell aufgelöst, wenn sie in Vacuolen liegen. Wir sehen, daß für die Auflösung eine größere Flüssigkeitsmenge nötig ist. Wahrscheinlich ist auch die Anwesen- heit eines Ferments für die Auflösung nötig, wie das z. B. bei den Einzelligen der Fall ist. Wir haben bislang noch nicht die Mög- lichkeit, festzustellen, wie das Ferment in die Nahrungsvacuolen hineingelangt und wie das Ferment auf die Dotterkörner wirkt. NIRENSTEIN (27) hat die Vermutung ausgesprochen, daß das Ferment in diesen Zellen in Form von Körnern enthalten ist. Auch ich habe häufig charakteristische, fettähnliche Körnchen in den Vacuolen ge- sehen, die man vielleicht als die in Betracht kommenden Träger des Ferments ansprechen könnte Es läßt sich jedoch nicht nach- weisen, daß das wirklich so ist. GUILLERMOND (13) ist es nicht selungen, eine Lokalisierung von Fermenten in den keimenden Samen von Gramineen nachzuweisen. Er weist nur darauf hin, daß man in der Epidermis der Cotyledonen eine basophile Körnelung finden kann. Wenn es gelänge, nachzuweisen, daß das Ferment im Pröfo- plasma wirklich in Form von Körnern gegeben ist, so hätten wir die Möglichkeit, jene Aushöhlung der Dotterkörner, die wir in den Zellen des Darmepithels beobachten, durch die Wirkung dieser Körner auf die Dotterkörner zu erklären. Zunächst müssen wir aber bei der Vermutung bleiben, daß diese Aushöhlung auf mechanischem Wege geschieht. Es ist. wohl möglich, daß das Protoplasma seine Herman nicht nur an die Nahr Inseln abgibt, sondern mit Hilfe von Fermenten ‚auch auf die Dotterkörner wirkt, die unmittelbar im Protoplasma gelegen sind. Mag sein, daß auch in den Zellen der Larve irgend- welche Fermente wirksam sind. Wir wissen ja schon, daß die ge- Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 215 wöhnlichen Verdauungsfermente, namentlich Pancreatin und Pepsin, Dotterkörner verändern, aber nur sehr langsam, so daß man hier eigentlich nicht mehr von einer Fermentwirkung sprechen kann. Folglich müssen wir hier die Anwesenheit eines anderen Ferments vermuten. Ein Extrakt aus zerriebenen Kaulquappen übt auf Dotterkörner keine Wirkung aus. Aber das negative Er- gebnis der Versuche entscheidet ja die Frage noch nicht. Theore- tisch ist es wohl möglich, daß irgendein spezielles Ferment, das: die Dotterkörner zu verdauen vermag, in den Zellen der Larven’ vorhanden ist. Erinnern wir uns an die Betrachtungen von METSCHNIKow (23), dab die Zelle unter Einfluß der auf sie wirkenden Substanz eine spezifische lösende Substanz ausscheiden kann, so z. B. eine Ver- dauungsdrüse auf den Wechsel der Nahrung jeweils mit der Aus- scheidung ganz spezifischer Fermente reagiert. Die sich hier abspielenden Vorgänge erinnern sehr an die Kor- rosion, die die Stärkekörner in pflanzlichen Zellen erfahren. Die Veränderungen an den Stärkekörnern, wie sie KrABBE (20) ab- bildet, und an den Dotterkörnern in den Darmzellen der Amphibien, wie sie in unseren Abbildungen in Fig. 29—35 zum Ausdruck kommen, sind einander sehr ähnlich. BIEDERMANN (3) sagt im „Hand- buch der Vergleichenden Physiologie“: „Die nächstliegende Vor- stellung, welche man sich bezüglich der Ursache dieser so eigen- artigen intracellulären Auflösungserscheinungen der geformten Stärke machen könnte, scheint die einer direkten unmittelbaren Einwirkung des Plasmas der betreffenden Zellen zu sein. Die so vielgestaltigen lokalen Korrosionen, die während der Stärkeauflösung zu beobachten sind, drängen fast unwillkürlich zu der Annahme, dass es irgend- welche lebende Plasmateilchen seien, durch deren Tätigkeit die Stärkekörner in so eigentümlicher Weise zerstört werden.“ Wenn man das mit Bezug auf die Stärkekörner in Form einer Annahme aussprechen kann, so ist das für die Dotterkörner dagegen eine Tatsache. | | | Diese Art der Auflösung der Stärkekörner erschöpft nicht alle Möglichkeiten: die Stärkekörner können sich ja auch unter der Ein- wirkung von Fermenten, wie der Diastase, auflösen. Krapse, dem BIEDERMAnN die Abbildungen entnimmt, kommt jedoch nicht zu sehr bestimmten Resultaten. Er behandelt sehr ausführlich die verschiedenen Formen der Korrosion, die die Stärke- körner erfahren, und sucht nach den Bedingungen, aus denen die 216 C. Sarnt-Hivarrg, Korrosion erwächst. Er sagt zum Schluß: „So stehen wir nunmehr in der Frage nach den Ursachen der eigentümlichen Art der Stärke- auflösung vor einem Problem, dessen völlig befriedigende Lösung nicht so bald gelingen wird“ (p. 583). Er betrachtet alle Möglich- keiten für die Veränderungen der Stärkekörner: die Wirkung von Diastaselösungen, die Wirkung von Mikroorganismen und die Wir- kung des Plasmas. Für uns ist namentlich der dritte Fall von be- sonderer Bedeutung. KrABBE glaubt sich zu einer Auffassung auf Grund folgender Beobachtung berechtigt. In den Kanälchen, die das Stärkekorn durchdringen, konnte er niemals Elemente aus dem Protoplasma, Körner oder andere Gebilde, nachweisen; Abkühlungs- versuche, die an den Zellen vorgenommen wurden, zeigten, daß die Wirkung der Diastase „von lebendem Protoplasma völlig unab- hängig sein muß“. KraBse sagt schließlich, daß „das Protoplasma auch während der Keimung nicht direkt an fe Stärkeauflösung beteiligt ist“. Dem zuletzt genannten Satze von KrABBE kann ich mich an- schließen, jedoch nur, wenn KRABBE hier die Grundsubstanz des Protoplasmas im Auge hat. Denn ich halte es für sehr wahrschein- lich, daß die Körner des Protoplasmas auf die Dotterkörner eine Wirkung ausüben, und namentlich gerade dann, wenn diese, wie z. B. in den Darmzellen, korrodiert werden: man findet ja dann in den Dotterkörnern Vertiefungen, in denen Körner aus dem Proto- plasma liegen. Die Anschauungen der älteren Autoren, die, wie z. B. Wıcanp!), ADOLF Mayer’), Brown u. Heron), das Ferment mit lebendem Protoplasma identifizierten, miissen wir natiirlich heute verlassen. Wir fassen ja heute den Fermentproze8 ganz anders auf. Die Dotterkörner, die das Reservematerial der Zelle darstellen, erfahren allmähliche Veränderungen und werden aufgelöst, und zwar findet das nicht nur dann statt, wenn die Zelle die Dotterkörner vom Ei mitbekommen hat, sondern auch dann, wenn die Zelle die Dotterkörner von außen auf- genommen hat. Die Stoffe, die bei der Auflösung entstanden sind, treten natürlich ins Protoplasma über. Es ist nicht mög- lich, das weitere Schicksal dieser Stoffe unmittelbar zu verfolgen: 1) Zitiert nach GUILLERMOND. a A nn nl ul Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 217 Wir können uns jedoch auf Grund verschiedener Beobachtungen eine Vorstellung darüber machen. Wir finden in den Zellen neben den Dotterkörnern keine besonderen Elemente, die für die Auf- nahme von Nährstoffen in Betracht kämen. In vielen Fällen, namentlich bei den Einzelligen, befinden sich die Elemente des Protoplasmas in ständiger Bewegung, und sie bleiben daher niemals in der Nähe eines bestimmten Dotterkornes stehen. Man kann je- doch andrerseits eine Größenzunahme der Körner und anderer Ele- mente des Protoplasmas, wie z. B. der Fettropfen, bei den Amöben, in den Zellen des Darmepithels bei der Salamanderlarve, in den Follikelzellen usw. mit aller Sicherheit nachweisen. Daraus folgt, daß der gelöste Nährstoff in die Grundsubstanz des Protoplasmas, in der die Körner eingebettet sind, gelangen muß, um den Weg in diese Körner zu finden. So stellt sich die Grundsubstanz dar ge- wissermaßen als eine Nährlösung, ein Milieu, von der aus Körner und andere Elemente Nährstoffe aufnehmen. Die Wanderung des Nährmaterials aus den Dotter- körnern in die anderen Teile der Zelle braucht nun natürlich nicht ausschließlich durch die Grundsubstanz des Protoplasmas ver- mittelt zu werden. Die Rolle der Vermittler können auch Elemente spielen, die in festgelegter Weise zu den Dotter- körnern gelagert sind. Die Voraussetzung aber, der HERLITZKA (16) zuneigt, daß sich im Protoplasma Strömungen bilden, die in der Struktur des Protoplasmas ihren Ausdruck finden und die fasrige Struktur des Protoplasmas bedingen, ist wohl kaum gerechtfertigt. Die Fibrillen der Zelle sind protoplasmatische Bildungen, die all- mählich entstehen und „prospektive“ Bedeutung haben — sie sind die zukünftigen Organe der betreffenden Zelle. Die Ernährung der Zelle geschieht ausschließlich auf den beiden oben genannten Wegen. Die Körnelung des Protoplasmas, die nach Aufnahme von Dotter- elementen in der Zelle entsteht, ist sehr mannigfaltig und schwer zu bestimmen. In lebenden Zellen finden wir außer Fettropfen ge- färbte Körnchen, gefärbte Bläschen, ungefärbte Bläschen, dichte Körner usw. Diese Gebilde sind auch in fixierten Präparaten zu sehen: ich habe sie für die Darmzellen der Planarien u. a. be- schrieben. GALEoTTI hat sie in verschiedenen Zellen von Triton- und Spelerpes-Larven untersucht und findet, daß der Abnahme der Dottermenge in den Zellen die Bildung von fuchsinophilen Körnern im Protoplasma parallel geht und die Menge der letzteren immer 218 C. Samvt-Hivame, mehr und mehr zunimmt. Später nimmt ihre Menge wieder ab. Er ist der Meinung, daß diese Abnahme auf einem Austritt der Körner aus der Zelle beruht; ein solches Austreten der Körner aus den Zellen hat er in Präparaten wirklich beobachten können. Ich möchte es dahingestellt sein lassen, wieweit das als eine normale Erschei- nung aufzufassen ist; es sei nur bemerkt, daß ich einen ähnlichen Vorgang nur an den roten Blutkörperchen, und zwar an lebendigen Zellen, beobachten konnte. Man kann darum auf Grund dieser Tatsachen kaum den Schluß ziehen, den GAreorrı dahin definiert, daß die fuchsinophilen Körner ein excretorisches Produkt darstellen und daß sie den Pigmentkörnern an die Seite zu stellen sind. GALEoOTTI glaubt, daß „diese durch Fuchsin gefärbten Körnchen das Resultat der Verdauung des Dotters sind“. Ich bin der Meinung, daß die Pigmentkérner ein Stoffwechselprodukt sind. Darüber besteht überhaupt kein Zweifel. Jarısch!) hält das Pigment für ein Zerfallsprodukt speziell des Nahrungsdotters. In Fuchsinpräpa- raten findet man ähnliche Körner, die sich aber manchmal nicht färben, manchmal dagegen Fuchsin aufnehmen. Jedoch kann man keinesfalls alle fuchsinophilen Körner mit ihnen identifizieren. Es ist wahrscheinlich, daß die größeren Körner Reservematerial dar- stellen. Da die Körner des Protoplasmas verschiedener Natur sind und auch in ihrem Wachstum sich verschieden verhalten, so muß man annehmen, daß die Nährstoffe von verschiedenen Körnern aufge- nommen werden, mit anderen Worten, daß eine Differenzierung der Körner des Protoplasmas in dieser Beziehung vorhanden ist. All das bestätigt vollauf die Anschauungen, die ich in meiner früheren Arbeit (36) zum Ausdruck gebracht habe, und zwar, daß die Körner und Bläschen des Protoplasmas Organe für den Stoff- wechsel der Zelle sind. Sie besitzen die Fähigkeit, gewisse Stoffe aus dem Protoplasma aufzunehmen und sie in ihrem Innern aufzustapeln. Das ist namentlich deutlich zu sehen, wenn die Dotter- körner in genügender Menge von außen in die Zelle aufgenommen werden, z. B. bei künstlicher Fütterung in den Darmepithelzellen der Planarien und im Körper Einzelliger. In den Zellen der Am- phibienlarve stellen die Dotterkörner genau so morphologische Ein- heiten dar wie die anderen Körner; sie sind Reservematerial, genau so wie die Fettropfen. Das in ihnen gestapelte Reservematerial 1) Zitiert nach GALEOTTI. Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 219 geben sie an andere Körner ab. Die letzteren tauen ihrerseits all- mählich auf und geben die Nährstoffe wieder an andere Elemente ab. So sind die Elemente des Protoplasmas funktionell miteinander verbunden. Es findet eine ständige Wanderung, wenn man will, eine un- unterbrochene Metamorphose des Reservematerials in der Zelle statt. Der Stoffwechsel der Zelle ist geknüpft an eine ständige Auflösung der Elemente, die wieder durch andere Gebilde im Protoplasma er- setzt werden. Die Substanz, die an die Stelle der Dotterkörner im Proto- plasma tritt, ist das Fett. Wir finden das Fett neben den Dotter- körnern auch schon im Ei. Das Fett überdauert jedoch die Dotter- kôürner und erfüllt häufig die ganze Zelle, in der die Dotterkörner schon ganz verdaut sind. Das Fett ist dann nicht nur ein Über- rest des von vornherein vorhandenen Fettes, sondern es wird auch aus der Substanz der Dotterkörner neu gebildet. Der Chemismus dieses Vorganges ist wohl sehr kompliziert und völlig unaufgeklärt; jedoch liegt es nahe, das Fett von den Dotter- körnern abzuleiten, um so mehr, als, wie ich oben gezeigt habe, an der Zusammensetzung der Körner Lecithin beteiligt ist: Lecithin ist den Fetten chemisch nahe verwandt. Man zweifelt heute sehr daran, ob Fett aus Eiweiß entstehen kann, und wir müssen schon allein darum das Fett zu anderen Substanzen in Beziehung bringen. Das Wabhrscheinlichste in unserem Falle ist nun, daß das Fett aus dem Lecithin entsteht. Die Versuche von NIRENSTEIN (27a) aber zeigen, daß „in der Infusorienzelle Fett auf Kosten von Eiweiß zu entstehen vermag“. Es ist möglich, daß auch in anderen Zellen solche Umwandlung stattfindet. Bei dieser ständigen Umwandlung der Elemente des Protoplasmas ineinander kommt es nicht nur zu Modifikationen der Träger des Reservematerials: ein Teil der neu entstehenden Gebilde sind schon die spezifischen Organe oder Teile der Zelle. Dem Schwund des Reservematerials in der Zelle geht ein Wachstum des Protoplasmas parallel: es entstehen die Fibrillen in den Muskelzellen, die Körnchen in den Drüsenzellen, die Nervenfasern usw. So entsteht auf Kosten des Nährmaterials das Protoplasma mit allen seinen Differenzierungen. Wenn wir vom Protoplasma des Eies mit seinem undifferenzierten Bau ausgehen, so sehen wir, dab die vielgestaltigen, so kompliziert aufgebauten Zellen ganz allmählich Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 15 220 C. SarnT-HiLAïRE, auf Kosten eines einheitlichen Nährmaterials, des Dotters, gebildet werden. Wenn die Zelle die Fähigkeit einbüßt, die Elemente des Proto- plasmas aus dem Nährmaterial neu aufzubauen, so altert sie und stirbt. Je größer die aufbauende Kraft in der Zelle, um so lebens- kräftiger ist die Zelle. Die Entwicklung neuer Elemente des Protoplasmas und die da- mit einhergehende Auflösung des Dotters in den Amphibienlarven steht in engem Zusammenhange mit der Vermehrung der Zelle. Im Ei und auch noch in den ersten Blastomeren findet man keine Auflösung von Dotterkörnern. Dieser Vorgang setzt erst dann ein, wenn die Zellen schon bis zu einem gewissen Grade an Umfang abgenommen haben. Mag sein, daß die Ursache hier in der Kern- vermehrung und ihrem Einfluß auf das Protoplasma gegeben ist. Daß der Kern auf den Stoffwechsel in der Zelle von Einfluß ist, unterliegt ja gar keinem Zweifel, wenn es auch sehr schwierig ist, morphologische Veränderungen im Kerne nachzuweisen, die dieser Voraussetzung entsprechen. In meinen Untersuchungen habe ich bisher die Frage nach den Veränderungen, die der Kern eventuell erfährt, ganz unberücksichtigt gelassen aus zweierlei Gründen: zunächst weil ja der Zellkern vom Protoplasma, in welchem sich die wichtigsten Vorgänge in der Zelle abspielen, isoliert ist, und dann, weil das Studium der Struktur des Zellkernes viel kompliziertere und mühseligere Methoden verlangt. So viel sei jedoch gesagt, daß es mir nicht gelungen ist, einen Unterschied festzustellen zwischen dem Zellkern in Zellen, die noch ganz von Dotter erfüllt sind, und dem in Zellen, in denen der Dotter schon der Verdauung unterliegt. Manchmal habe ich die Dotterkörner in den Zellkern eingedrückt, eingefügt gefunden, z. B. in den Darmzellen beim Salamander und in den Epithelzellen der Axolotllarve. Ich habe jedoch dabei keine Veränderungen, sowohl an den Dotterkörnern als an Zellkernen, beobachten können. So unvollständig meine Untersuchungen, so zahlreich auch die Fragen sind, die bislang unentschieden bleiben müssen, so kann ich auf Grund meiner Untersuchungen doch zu dem Schlusse kommen, daß die Veränderungen, die die Dotterkörner in den Zellen erfahren, nicht unter dem Einfluß irgendwelcher unbekannter Kräfte des lebenden Protoplasmas vor sich gehen, wie das manche meinen, sondern auf denjenigen chemisch-physikalischen Beziehungen be- ruhen, die zwischen dem Protoplasma und den Dotterkörnern ge- Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 991 geben sind. Aus dem Protoplasma treten Stoffe in die Dotterkörner ein, die die letzteren erweichen, und andrerseits treten aus den Dotterkörnern gelöste Nährstoffe in das Protoplasma über. In diesem Vorgang spielt die Grundsubstanz des Protoplasmas die Rolle eines vermittelnden Mediums, während die verschiedenen Elemente des Protoplasmas, wie Körner und Bläschen, die Hauptrolle spielen: die Grundsubstanz ist in allen Zellen vorhanden, und doch verlauft, wie wir gesehen haben, die Verdauung der Dotterkörner in den einzelnen Zellen sehr verschieden. 15* 222 12. 13. C. SaINT-HILAIRE Literaturverzeichnis. ARNOLD, G., Intra-cellular and general digestion process in Planaria, in: Quart. Journ. microsc. Sc. (N.8.), Vol. 54, 1910. BANG, Biochemie der Zelllipoide, in: Jahresber. Physiol., 1910. BIEDERMANN, in: Handbuch der vergleichenden Physiologie, WINTER- STEIN, Vol. 2, 1911. BowErs, Mary, Histogenesis and histolysis of the intestinal epithelium of Bufo lentiginosus, in: Amer. Journ. Anat., Vol. 9, 1909. BÜHLER, Rückbildung der Eifollikel bei Wirbelthieren, in: Morphol. Jahrb., Vol. 31, 1902. BURCKHARDT, Ueber Rückbildung der Eier von Rana esculenta, in: Arch. mikrosk. Anat., Vol. 79, 1911. McCLENDON, On the chemistry and development of the yolk platelets. in the egg of the frog (Rana pipiens), m: Sience (2), Vol. 29, 1909. Duguisson, Contribution à Vétude du vitellus, in: Arch. Zool. expér. (4), Vol. 5, 1906. DUESBERG, Contribution à l’étude des phénomènes histologiques de la métamorphose chez les Amphibiens Anures, in: Arch. Biol.,. Vol. 22, 1906— 1907. FISCHEL, A., Untersuchungen über vitale Färbung, in: Anat. Hefte, Vol UL, Use). GALEOTTI, Ueber die Granulationen in den Zellen, in: Internat. Monatschr. Anat. Physiol., Vol. 12, 1895. GREENWOOD and SAUNDERS, On the role of acid in protozoam digestion, in: Journ. Physiol., Vol. 16, 1894. GUILLERMOND, Recherches cytologiques sur la germination des graines de quelques graminées, in: Arch. Anat. microsc., Vol. 10, 1908 bis 1909. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24, 25. 26. 27. 27a. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 223 HAMMERSTEN, Lehrbuch der physiologischen Chemie. HEIDENHAIN, M., Plasma und Zelle, Vol. 1, 1907. HERLITZKA, Ricerche sulla differenziazione cellulare nello sviluppo embrionale, in: Arch. Entw.-Mech., Vol. 16, 1898. His, Lecithoblast und Angioblast der Wirbelthiere, in: Abh. Sachs. Ges. Wiss., math.-phys. Cl., Vol. 26, 1900. KozB, Chemische Untersuchungen der Eier von Rana, Diss., 1901. KosseEL, in: „Das Mikroskop und die Methoden der mikroskopischen Untersuchung“ von BEHRENS, KOSSEL und SCHIEFFERDECKER, 1889. KRABBE, G., Untersuchungen über das Diastaseferment, in: Jahrb. wiss. Bot., Vol. 21, 1890. LEYDIG, Beiträge zur mikroskop. Anatomie und Entwickelungsgesch. der Rochen und Haie, Leipzig 1852. METALNIKOFF, Zur Physiologie der intracellulären Verdauung bei den Protisten (Russisch), in: Bull. Labor. biol. St. Pétersbourg, Vol il, lOO: METSCHNIKOFF, E., L’immunite, 1901. MIESCHER, Die histochemischen und physiologisch. Arbeiten, gesamm. und herausgegeben von seinen Freunden, 1897. MOROCHOWETZ, Das Globulin des Eidotters der Vögel, in: Physio- logiste russe, Vol. 4, 1905—1906. MÜLLER, JOHANNES, Glatter Hai des Aristoteles usw., Berlin 1840. NIRENSTEIN, Zur Ernährungsphysiologie der Protisten, in: Ztschr. allg. Physiol., Vol. 5, 1905. —, Ueber Fettverdauung und Fettspeicherung bei Infusorien, ibid., Vol. 10, 1909. OPPENHEIMER, Handbuch der Biochemie, 1911—1912. OVERTON, Studien über die Aufnahme der Anilinfarben durch die lebende Zelle, in: Jahrb. wiss. Bot., 1899. PEREZ, Sur la résorption phagocytaire des ovules chez les Tritons, in: Ann. Inst. Pasteur, Vol. 17, 1905. RADLKOFER, Ueber Krystalle, Leipzig 1859. REMAK, Ueber runde Blutgerinnsel und über pigmentkugelhaltige Zellen, in: Arch. Anat. Physiol., 1852. REUTER, Ueber die Riickbildungserscheinungen am Darmkanal der Larve von Alytes obstetricans II., in: Anat. Hefte, Abt. 1, Heft 49, 1900. RUCKERT, Die erste Entwicklung des Hies der Elasmobranchier, in: Festschr. KUPFFER, Jena 1899. RUGE, Vorgänge am Eifollikel der Wirbelthiere, in: Morphol. Jahrb., Vol. 15, 1889. SAINT-HILAIRE, C., Untersuchungen über den Stoffwechsel in der Zelle und in den Geweben, Diss. (Russisch mit deutschem Résumé) 1903—1905. 224 37: 38. 39, 40. 41. 42. © SarnT-HILAIRE, SAINT-HILAIRE, C., Beobachtungen über die intracelluläre Ver- dauung in den Darmzellen der Planarien, in: Ztschr. allg. Physiol., Vol. 11, 1910. StoLd, Beobachtungen und Versuche üb. d. Verdauung und Bildung der Kohlenhydrate bei Pelomyxa, in: Z. wiss. Zool., Vol. 68, 1900. VALENCIENNES et FREMY, Recherches sur le composition des oeufs, in: CR. Acad. Sc. Paris, Vol. 38, 1854. VircHow, R., Ueber die Dotterplättchen bei Fischen und Amphibien, in: Z. wiss. Zool., Vol. 4, 1853. VoGT, CARL, Ueber Alytes obstetricans, 1842. WALTER, Zur Kenntnis des Ichthulins und seiner Spaltungsprodukte, in: Ztschr. physiol. Chem., Vol. 15, 1891. Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 225 Erklärung der Abbildungen. ‚ Da die Ausführung der vorstehenden Untersuchungen sich über einen ziemlich langen Zeitraum erstreckt hat und ich die Abbildungen unter sehr verschiedenen äußeren Umständen zur Darstellung bringen mußte, so sind die Figuren nicht einheitlich geraten. Ich habe nun versucht, diesem Umstand abzuhelfen. Aber das ließ sich vielfach nicht machen, und ich mußte die Figuren so bringen, wie ich sie ursprünglich gezeichnet hatte. Auch mußten die Zeichnungen sehr schnell gemacht werden, da ich ja namentlich nach lebendigen Objekten gezeichnet habe, die sich sehr schnell verändern. Namentlich schwer fällt es unter solchen Umständen, die nötigen Farbmischungen herzustellen und den richtigen Farbton zu treffen. In dieser Beziehung entsprechen meine Abbildungen nicht ganz den tat- sächlichen Verhältnissen. Das kommt vornehmlich bei der Färbung mit Neutralrot in Betracht, die ich in der Mehrzahl der Fälle angewendet habe, da der Ton bei der Färbung mit Neutralrot von der Reaktion des Objekts abhängig ist: bei alkalischer Reaktion ist die Färbung gelb, bei saurer Reaktion himbeerrot. Aus diesem Grunde darf dem Farbton in jenen Figuren, die von mit Neutralrot gefärbten Objekten herstammen, keine große Bedeutung beigemessen werden. Im Texte weise ich an den entsprechenden Stellen hin, wo der Farbton in den Figuren richtig ge- troffen ist und wo der Farbton darum wirklich zur Beurteilung heran- gezogen werden darf. Auch gelingt es nicht, die Struktur des Proto- plasmas bei lebendigen Objekten ganz genau wiederzugeben, und ich habe mich deshalb darauf beschränkt, diejenigen Elemente des Protoplasmas zu zeichnen, die in meinen Untersuchungen und in meiner Darstellung von besonderer Bedeutung waren. Die Mehrzahl der Figuren ist bei einer apochromatischen 2 mm ZEIss- Linse gezeichnet. Ich habe daher in den Figurenerklärungen die Ver- größerung nur dann angegeben, wenn in dem speziellen Fall die Objekte bei anderer Vergrößerung gezeichnet wurden. Wenn in der Figuren- erklärung keine Fixationsmethode angegeben ist, so bedeutet das, daß die 226 C. Sarnt-Hinarg, Figur nach dem frischen Objekt gezeichnet wurde. Ich war bemüht, die Figuren auf die einzelnen Tafeln entsprechend dem Text zu verteilen. Das war aber nicht immer möglich, da ich mit Rücksicht auf die Repro- duktion Figuren auf einer Tafel vereinigen mußte, die mit gleichen Farben gezeichnet sind. Manche Figuren sind auch rein zufällig an den unrechten Platz gelangt. Die rot gezeichneten Figuren, die von frischen Objekten herrühren, entsprechen der Neutralrotfärbung. Tafel 3. Fig. 1. Dotterkern vom Frosch bei schnellem Aufdrücken. Fig. 2—5. Dk.!) bei langsamem Aufdrücken. Fig. 6, 7. Dk. nach der Färbung mit Neutralrot. - Fig. 8. Dotterkérner, die miteinander zu einem Klumpen verklebt sind; bei DD. Zeıss. Fig. 9. Dotterkörner nach dem Aufdrücken und Färbung mit Neutralrot; bei DD. Zeıss. Fig. 10. Membranen der Dotterkörner, 24 Stunder nach dem Auf- drücken. Fig. 11. Dotterkörner vom Frosch nach Aufdrücken mit dem Deckglas. Fig. 12. Veränderungen an den Dotterkörnern unter dem Einfluß von Talcum. Fig. 13. Zerfall von Dotterkörnern in Scheiben unter dem Einfluß von Säure. Fig. 14. Dk. vom Frosch unter dem Einfluß 1°/,iger Sodalösung. Fig. 15. Dk. nach der Behandlung mit verdünnter Salpetersäure. Fig. 16. Dk. nach der Behandlung mit sehr verdünnter Ammoniak- lösung. Fig. 17. Dk. nach vorherigem Kochen und Behandlung mit 0,2% iger Salzsäure. Fig. 18. Dk., die vorher 30 Tage im Wasser gelegen hatten und ‚dann mit verdünnter Sodalösung behandelt wurden. Fig. 19. Dk. nach dem Verweilen in der Bauchhöhle der Maus. Fig. 20. Dotterkörner vom Salamander, nach der Behandlung mit käuflichem Pancreasextrakt im Verlauf von 1!/, Stunden. Fig. 21. Dk., 11/, Stunden nach der Einwirkung des Pancreas- extraktes in der Kälte. Fig. 22. Dk., 21/, Stunden nach der Einwirkung des Pancreas- extraktes in der Kälte. Fig. 23. Dk., bald nach Beginn der Behandlung mit Pancreasextrakt in der Wärme. 1) Dk. — Dotterkörner. Veränderungen der Dotterkérner der Amphibien. 927 Fig. 24. Dk. nach zweitägiger Einwirkung von Pancreatin-Glycerin in der Kälte. Fig. 25. Dk. mit Neutralrot gefärbt, mit verdünnter Säure behandelt. Fig. 26. Dk. nach langem Liegen in Wasser und Aufdrücken. Fig. 27. Dk. nach der Behandlung mit verdünnter Essigsäure. Fig. 28. Dk. nach der Behandlung mit Alkali (a, b) und verdünnter Säure (c, d). Fig. 29—35, 40. Dotterkörner aus den Zellen des Darmepithels einer Axolotllarve. Fig. 36—39, 41, 42. Darmzellen einer Axolotllarve. Fig. 43. Beginnende Veränderung eines Dotterkornes durch An- nagung aus einer Zelle einer Axolotllarve. Fig. 44. Gefärbtes Dotterkorn aus einer Darmepithelzelle einer Axolotllarve. Fig. 45. Zelle des äußeren Epithels einer Axolotllarve, die 2 Tage ın mit Neutralrot versetzter physiologischer Kochsalzlösung gelegen hatte Fig. 46. Wie Fig. 45, nach Istiindigem Liegen in physiologischer NaC-Lösung mit Neutralrot, Fig. 47. Darmzelle einer Axolotllarve. Fig. 48. Dotterkorn aus einer Epithelzelle einer Axolotllarve. Fig. 49. Gequollene Dotterkörner aus den Zellen einer Axolotllarve vor dem Ausschlüpfen, die zwei Tage in mit Neutralrot versetzter physio- logischer Kochsalzlösung gelegen hatte. Fig. 50. Zellen des äußeren Epithels einer Axolotllarye. Tafel 4. Fig, 51—52. Zellen des äußeren Epithels einer Axolotllarve. Fig. 53. Darmzelle einer Axolotllarve. Fig. 54, Darmzelle einer Axolotllarve, mit Scharlachrot gefärbt. Fig. 55. Zelle des äußeren Epithels einer Axolotllarve. Fig. 56. Chordazelle. Fig. 57—59. Drei Entwicklungsstadien der roten Blutkörperchen bei der Axolotllarve. Fig. 60. Darmepithelzellen einer Axolotllarve. Fig. 61—63, 66—68. Zellen des äußeren Epithels einer Axolotllarve. Fig. 64, 65. Subepitheliale Zellen einer Axolotllarve. Fig. 69. Bindegewebszelle einer Axolotllarve. Fig. 70. Dotterkörner aus den Zellen der Kaulquappe vom Frosch. Fig. 71. Dk., abgerieben: a, c aus dem. Darmepithel, b aus der Gehörsplatte. Fig. 72. Zelle des äußeren Epithels der Kaulquappe vom Frosch. 228 C. Satnt-Hinarre Fig. 73. Rote Blutkérperchen der Kaulquappe vom Frosch. Fig. 74. Macerierte Dotterkôrner von der Kaulquappe vom Frosch. Fig. 75. Bindegewebszellen von der Kaulquappe vom Frosch. Fig. 76—79. Vier fortlaufende Entwicklungsstadien der Epithelzellen der Kaulquappe vom Frosch. Fig. 80. Kugelförmige Dotterkôrner von der Kaulquappe. Fig. 81. Epithelzelle von der Kaulquappe, ungefärbt, im Profil. Fig. 82. Epithelzelle mit kugelförmigen Dotterkörnern. Fig. 83, 84. Zwei Entwicklungsstadien der roten Blutkörperchen vom Frosch. Fig. 85. Muskelzelle von der Kaulquappe mit Scharlach gefärbt. Fig. 86—88. Epithelzellen von drei fortlaufenden Entwicklungs- stadien der Kaulquappe, mit Formalin bearbeitet und dann mit Scharlachrot gefärbt. Fig. 89. Darmepithelzelle von dee Kaulquappe. Fig. 90. Dasselbe Objekt, Epithelzelle 24 Stunden in der Scharlach- lösung gelegen und in der Farblösung unter das Mikroskop gebracht. Fig. 91—93. Darmepithelzellen einer Tritonlarve. Fig. 94. Körner aus derselben. Fig. 95. Dotterkörner aus den Zellen des Darmepithels einer Sala- manderlarve, ungefärbt. Tafel 5. Fig. 96—97. Darmzellen einer Salamanderlarve, die am 9. Dezember aus dem Muttertier entnommen wurde. Fig. 98. Vacuolen aus derselben. Fig. 99, 100. Schollen aus dem Eierstock des Frosches , der am 20. Mai ohaalleichl hatte, ungefärbt; DD. Zeiss. Fig. 101. Dotterkörner aus einem gleichen FÉES nach Be- handlung mit 0,020) iger Salzsäure. Fig. 102. Scholle, mit Scharlachrot gefärbt; DD. ZEIss. Fig. 103, 104. Follikelepithelzelle aus einem Tritonei. Fig. 105, 106. Follikelepithelzelle aus einem älteren Ei. Fig. 107, 108. Follikelepithelzellen aus m Tritonei nach Be- handlung mit Scharlachrot. Fig. 109. Die Elemente des Protoplasmas von Non des Tritoneies. hal Fig. 110. Follikelepithelzellen vom Tritonei, me ix Fig. 111. Dasselbe, älteres Stadium. Fig. 112—115. eases vom “Frosebel, am 18. Mai ent- nommen. — Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. 229 Fig. 116—118. Dasselbe, älteres Stadium. Fig. 119. Follikelepithelzellen vom Triton. Fig. 120. Follikelepithelzellen vom Frühlingsfrosch, mit Scharlachrot gefärbt. | Fig. 121. Dasselbe ungefärbt. Fig. 122, 123. Schnitt durch den Eierstock vom Frosch.; bei Obj. 7. REICH. Fig. 124. Leucocyten aus einem degenerierenden Froschei. Fig. 125. Dasselbe, ungefärbt. Fig. 126, 127a, b. Zellen aus einem degenerierenden Ei eines kleinen Deren ungefärbt. Fig. 127c. Dasselbe vom Triton. Fig. 128. Dotterkörner aus den Follikelzellen des Tritons. Fig. 129. Follikelzelle des Tritons. Fig. 130—132. Follikelzellen vom Salamander. Fig. 133. Follikelzellen vom Triton, ungefärbt. Fig. 134, 135. Follikelzellen, im Herbst entnommen. Bei Obj. 7 von REICHERT. Fig. 136. Follikelzellen vom Frosch. Fig. 137—140. Follikelzellen vom Triton. Fig. 141—143. Follikelzellen vom Salamander. Fig. 144. Dotterkörner aus den Darmzellen von Salamanderlarven, die Anfang Februar aus dem Muttertier entnemmen wurden; natürliche Farbe. Tafel 6. Fig. 145—150. Follikelzellen eines Salamandereies; bei DD. Zrtss und 12 Ok. Fig. 151, 152. Zerdrückte Dotterkörner aus einer Follikelzelle eines Salamandereies. Fig. 153—159. Phagocyten vom Frosch, 3 Tage nach der Injektion von Froschdotter in die Bauchhöhle des Frosches. Fig. 160—163. Phagocyten eines kleinen Frosches, 4 Tage nach der Injektion von Froschdotter. Fig. 164. Einige Phagocyten, die ein Dotterkorn vom Frosch um- lagern ; DD. ZEIss. Fig. 165—168. Phagocyten der Maus 20 Stunden nach Erektion von Froschdotter in die Bauchhöhle. Fig. 169. Phagocyten der Maus nach subcutaner Injektion von Froschdotter., Fig. 170. Nbzaschiiiiens Dotterkörner. 230 C. SaiNT-HILAIRE, Fig. 171. Dotterkörner vom Salamander, die 4 Tage in der Bauch- hôhle einer jungen Maus gelegen hatten. Fig. 172—178. Dotterkôrner vom Salamander aus der Bauchhöhle derselben Maus, von Phagocyten umringt. Fig. 179—184. Phagocyten des Regenwurmes 24 Stunden nach der Injektion von Froschdotter in das Tier. Fig. 185. Dasselbe, ungefarbt. Fig. 186. Dotterkörner eines Regenwurmes, in den Dotter vom Salamander injiziert worden war. Fig. 187. Phagocyt vom Salamander 3 Tage nach der Injektion von Froschdotter in das Tier. Fig. 188. Dasselbe, nach der Teen von Salamanderdotter. Fig. 189, 190. Dasselbe, nach zweimaliger Injektion von Frosch- dotter, nach 6 Tagen. Fig. 191, 192. Dasselbe, 3 Tage nach der Injektion von Froschdotter. Fig. 193—198. Dasselbe, 2 Tage nach Injektion von Salamanderdotter. Fig. 199— 205. Dasselbe, 4 Tage nach der Injektion von Froschdotter. Natel 7 Fig. 206. Veränderung der Dotterkôrner in den Phagocyten vom Salamander. Fig. 207. Phagocyten eines Sälamanders, dem vor 2 Tagen Dotter vom Salamander injiziert worden war. Fig. 208. Dasselbe, nach zweimaliger Injektion von Froschdotter. Fig. 209—212. Dasselbe, 2 Tage nach der Injektion von Sala- manderdotter. Fig. 213, 214. Dotterkôrner aus dem Blute desselben Tieres. Fig. 215—218. Phagocyten vom Salamander, 1 Tag nach der In- jektion von Salamanderdotter. Fig. 219. Dasselbe, 9 Tage nach der kn von Froschdotter. Fig. 220—226. Dasselbe, 3 Tage nach der Injektion von Salamander- dotter. Fig. 227—229. Phagocyten von Bacillus rossii 2 Tage nach der In- jektion von Salamanderdotter. Fig. 230—234. Phagocyten der Taube, 2 Tage nach der Injektion von Salamanderdotter. Fig. 235. Bläschen aus der Darmzelle von Dendrocoelum lacteum, das mit Froschdotter gefüttert wurde. Fig. 236—238. Bläschen aus den Darmzellen von einem Dendro- coelum lacteum, das, nachdem es einige Zeit gehungert hatte, mit Axolotl- dotter gefüttert wurde; 1 Tag nach der Fütterung. Fig. 242. Darmzellen von demselben Tier, 4 Tage nach der Fütterung mit Axolotldotter. Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. AMIE Fig. 239—241, 243, 244. Bläschen aus den Darmzellen desselben Tieres. Fig. 245, 246. Zellen von Dendrocoelum, 14 Tage nach der Fütte- rung mit frischem Froschdotter. Fig. 247. Dasselbe, nach 8—10 Stunden. Fig. 248, 249. Dasselbe, nach 17 Tagen. Fig. 250—263. Amöben mit Froschdotter gefüttert. Fig. 264. Zerdrückte Amöbe. Fig. 265. Bläschen aus dem Körper der Amöbe. Fig. 266, 267, 269, 270. Amôben. Fig. 268. Tote Amôbe. Fig. 271. Chilodon cucullulus mit Dotter gefüttert. Fig. 272, 273. Bläschen aus ihrem Körper, 2 Tage nach der ‘“ Fütterung mit Dotter. \ Fig. 274—276. Darmzellen einer Salamanderlarve, die Anfang Februar aus dem Muttertiere entnommen wurde. Fig. 277. Mit Dotterkörnern erfüllte Bläschen von Infusorien nach Behandlung mit verdünnter Säure. Tafel 8. Fig. 278—283. Enchelys pupa(?) nach Fütterung mit Froschdotter ; bei Ap. Zeiss 3 mm; Ok. 12. Fig. 284, 285. Huplotes patella nach Fütterung; dieselbe Vergr. Fig. 286— 988. Stylonychia pustulata nach Fütterung ; dieselbe Vergr. Fig. 289—292. Paramaecium caudatum nach Fütterung mit Sala- manderdotter; dieselbe Vergr. Fig. 293—303. Bläschen aus denselben. Fig. 304—318. Coleps hirtus, mit Salamanderdotter gefüttert ; vergr. wie Fig. 289. Fig. 319—326. Bläschen von Paramaecien. Tafel % Fig. 327. Zellen aus Schnitten durch die Leber von Axolotllarven; fixiert mit Sublimat-Essigsäure, gefärbt mit Thionin und Eosin. _ Fig. 328. Dasselbe, von einem späteren Stadium. Fig. 329. Mundepithel von derselben Larve; fixiert wie oben, ge- färbt mit Hämatoxylin und Eosin. Fig. 330. Darmepithelzellen einer Axolotllarve, fixiert und getärbt nach BENDA. Fig. 331. Dasselbe, behandelt nach ALTMANN. Fig. 332. Darmzellen einer Salamanderlarve, die eben (Anfang Oktober) aus dem Muttertier entnommen wurde; fixiert mit 10°) igem Formol, gefärbt mit Methylenblau und Eosin. 932 CC. Samr-Hıraıre, Veränderungen der Dotterkörner der Amphibien. Fig. 333. Dasselbe, fixiert in FLEMMING’scher Lösung, ungefärbt. Fig. 334. Dasselbe, nachdem die Larve 4 Tage im Wasser lebte; fixiert in GoLGI’scher Mischung. Fig. 335. Dasselbe, nach 19 Tagen; fixiert nach GOLGr; bei DD. ZEISS. Fig. 336. Dasselbe, nach 4 Tagen, in Sublimat-Essigsäure fixiert, Triacidfärbung nach EHRLICH. Fig. 337. Plasmakörner aus einem ähnlichen Präparate, Ok. 12. Fig. 338. Darmzellen, nach 4 Tagen, fixiert in Sublimat und Essig- säure mit Methylenblau und Eosin gefärbt. Fig. 339. Dasselbe, nach 10 Tagen, fixiert in Osmiumsäure. Fig. 340. Dasselbe, nach 4 Tagen; fixiert in 10°) iger Formollösung, mit Thionin und Eosin. Fig. 341. Dasselbe, aus einer anderen Abteilung des Darmes, mit Methylenblau und Eosin gefärbt. Fig. 342, 348, 349. Teile des Schnittes durch den Eierstock des Frosches, fixiert in 10°,iger Formollösung, gefärbt mit Eosin und Methylenblau. Fig. 343. Follikelzellen vom Axolotl, fixiert in Sublimat und Essig- säure, gefärbt mit Eosin und Methylenblau. Fig. 344. Dotterkörner aus dem in Fig. 342 abgebildeten Präparat. Fig. 335, 346. Schnitt durch ein degenerierendes Ei vom Axolotl; fixiert in TELLYESNITZKT’scher Lösung, getärbt mit Hämatoxylin und Eosin. Fig. 347. Follikelzellen eines Froscheies, fixiert in 10° iger Formol- lösung, Triacidfärbung. Fig. 350. Dotterkörner aus einem degenerierenden Ei vom Axolotl. Fig. 351. Große Körner aus den Darmzellen von Dendrocoelum lacteum, 8 Stunden nach der Fütterung fixiert mit Sublimat in physio- logischer Kochsalzlösung, gefärbt mit Methylenblau und Eosin. Fig. 352. Dasselbe, nach 21/, Stunden fixiert. Fig. 353. Darmzellen von Dendrocoelum, nach 21}, Stunden ebenso behandelt. Fig. 354, 355. Dasselbe, nach 21/, Stunden fixiert. Fig. 356. Dasselbe, 1 Tag nach der Fütterung. Fig. 357. Dasselbe, nach 8 Stunden, behandelt nach ALTMANN. Fig. 358. Dasselbe, wie das Präparat Fig. 351 behandelt. G. Pätz’sche Buchdr. Lippert & Co. G. m. b. H., Naumburg a. d. S. - __ Verlag von Gustav Fischer in I Eine systematische Bearbeitung der Amphibien und | welche Geh in Europa aufgefunden sind 5 Mon hs eae Dr. Egid Schreiber, SER = k. uhr in Sur. | ERROR Mit 188 in den ee een, X umd 960 8. an #9) is 1912. Preis: 30 Mrk. oe — —, aching, enthaltend. die deutsche Veversetzung is in. dent Hauptwerke nur pensons ae 548) - In den 70er Jahren ee ie r seinerzeit viele Freunde gefunden. Die Neuauflage, die jetzt herausgegeben wird, kann geradezu als ein neues Werk bezeichnet ni da die vielen Se e- machten ee eine vülli 2 Umarbeitung nötig machten. "Za schriebenen Arten ist von 92 au en ” ae 8 jetzt in eingehender Weise behandelt worde ie lan Erfahrun; des Verfassers über Fang, Haltung und en betreffenden u geben sogar eine nach dieser ichtung erschöpfende = vie a a Im ape sind die Namen der O N Fuss wie die wichtigen zoologischen Merkmale in lat er S angegel a a wird later ke wenn N oe ieee N und Museen, f en ee und eine sow a alle Sammler und en die der Kent rwelt Interesse oo. ıgen: ea fiir as Terrarfenkünde. 1913: Blätter für ln und Te ine 1912 Nr. Bl: ve . pie .... Wir dürfen die neue ,Herpetologia er ‚als hervorragende; Zeugnis deutschen Fleißes und deutscher le ınd ( a mit den europäischen Kriechtieren und Lurchen befaßt, wärm 2 m der Nestor der deutschen Herpetologen, der fast alle A ae : beschrieben Be der ihren Leben; ewohuheiten mit on Autmerk ar are nen n siger | erater in ten ave und doc ae Natur, Bott 20 vom oe Son 1918: ee a eee oe ahs r zu da r asser in ee neuen ge auch m eae it. W ökologischen und biologischen heu Im hat. können nur wünschen, daß die gro oße in dieses ckte Arbeit eine rasche Verbreitung belohnt wird. Sehr sone ‘wird vielen Anhang zu dem Buche, über das Sammeln = hibien und Reptilien, sowie über ihre endlich ihre Krankheiten sein. Den Schlu fältig earbeitetes Literaturverzeichnis. In Anbet tausend Seiten kann auch der Preis nur als a. arieren a Se x pP von | Gustav Fischer in in ‘Jena. Ey — ce Col. Quatuorlinents var. sauromates Pall. — Tafel 2, Trop. Se — Tafel 3 und 4. Cul. Leopardinus bone — Tafel 5 (KH, 6 S. Text.) 4° 1913, reis: 3 Mad Bi % u. 7. Col. Quatuorlineatus Lacép. — Tafel 8 u. 9. Col. Lacép. juv. — Tafel 10. Zamenis Gemonensis var. Viridiflavus Text) 4° 1913. Preis: 3 Mark. ee. 1; Tropidonotus natrix var. Hee ophorus Be = 13. Tropil donotus natrix var. Astreptophorus Seoaue juv. — oe Be Hi — Tafel 15. rropidonotus en THE 1913. Preis: 3 Mark. 1 nd et wissenschaftlich -brauchbäre Abbildungen von bisher auch in naturwissenschaftlichen Werken selten. Diese Ka a en a Verfasser in der vorliegenden Bildersammlung, ( x Mühe und Sorgfalt ee 8h ist und beachtenswert Neues Won wird d NS die Da auch 11 vom 1. Juni 1913 (über Heft De ss a len Gebieten finden wir Neuersch a0 die in ihrer Ausführung a gleichzustellen sind, man ‚sie aber weit übertrefien. Zu t sie] und zwar an allererst: % a ps en i ne en die PT angen- folie haben, gehoben noch durch die vorzüg- ellung des Druckes. Jeder Tafel ist eine Beschrei- in logische Notizen beigegeben, die zwar kurz enügend 1s abgebildete te Tier informieren. Unzweifelhaft wird hrliche Arbeit nie Fachkreisen die verdiente Anerkennung finden, n auch bei dem großen Aufmerksamkeit erregen und viele neue Terrarienkunde Das erste Heft enthält außer dem zur Re ‘kurz ue Uebersicht der systema- ee ir el Eier Weis fot eet | F. Werner (M Tr à > | N s BINE 2001 AU Inhnltsibersiehé v. GorKA, ALEXANDER, Experimentelle und He Fate zur Physiologie der MALPIGHI’schen Gefäße der Kafer. Mit Tafel 10—11. . . sfr er COUDRE RAUTHER, M., Uber die respiratorische Shot mb von Umbra. Mit 10 Abbildungen im Verte Emi ‘ 3 é JORDAN , HERMANN, Uber vere Tiere. I. Mit 9 Ate aS bildungen im Text . . . . : » io ae STEMPELL, WALTER, Uber die Funktion der palsievendeg Vacuole 3 und einen Apparat zur Demonstration derselben. Mit 5 Ab- bildungen im Text . . . . E . 4 v. BUDDENBROCK, W., Über die Oridatiorang: de Kran im Raum. 2 Mit 5 Ar im Text 2.0. A. ANNE Verlag von Gustav Fischer in Jena. ie. Soeben erschien: Tafeln zum Vergleich der Entstehung der Wirbeltierembryonen. Von Dr. Alfred Greil, a. 0. Professor der Anatomie in Innsbruck, 3 Mit 15 Doppeltafeln. q Mit Unterstiitzung der kaiserl. Akademie der Wissenschaften in Wien (aus dem Legate Wedl). 1914. (XX, 379 S. gr. Fol.) Preis: 70 Mark. Die Abbildungen in diesem Atlas behandeln in einheitlicher, leicht schema tisierter Ausfiihrung die Entwicklungsvorgänge, die sich im Blastulastadium, während der Gastrulation, bei der Begründung der Hegemonie der Dorsalseite, bei = der Längenentwicklung, ferner der Ausbreitung, Sonderung und Differenzierung des. paraxial entstandenen Mesoderms und im Ringen des paraxial und prostomal entstandenen Mesoderms in der Reihe der Wirbeltiere abspielen. Die prinzipielle Uebereinstimmung wird in einem harmonisch gestellten Gesamtbilde vor Augen geführt. Auf Grund großen Vergleichsmaterials und zum Teil eigener Erhebungen‘ wird hier eine einheitliche Auffassung angebahnt. Alle Zoologen und Anatomen werden diese für die Entwicklungsgeschichte überaus wichtige Erscheinung we kommen heißen. 4 = Ernst Haeckel und die Biologie. Festrede zur Feier von Ernst Haeckels 80. Geburtstag (16. Februar 1914) ; in der Sitzung der medizinisch-naturwissenschaftlichen Gesellschaft in Jena am 13. Februar 1914 gehalten von Prof Dr. med. Friedrich Maurer, Direktor der anatomischen Anstalt in Jena. Preis: S0 Pf. Nachdruck verbolen. Übersetzungsrecht vorbehalten. Experimentelle und morphologische Beiträge zur Physiologie der Malpighi’schen Gefäße der Käfer. Von Dr. Alexander v. Gorka, Adjunkt an d. Kgl. Ung. Universität zu Budapest und Schriftführer d. Kgl. Ung. Naturwiss. Gesellschaft. (Aus dem Zoologischen Institut der Universität zu Budapest.) IH. IV. VI. Mit Tafel 10—11. Inhaltsverzeichnis. . Einleitung . Die Anatomie des ns And de Ve an Gefäße von Gnaptor und Necrophorus Die Einmündung der MarriGHrschen Gefäße in 2 De und die physiologische Funktion des D zwischen Mittel- und Enddarm - Der Einfluß der cite sa M ue Are ce fäße auf das Epithel des Mitteldarmes . . Der Einfluß des Secrets der MALPIGHI’schen Gefäße a ‘die Funktion des Mitteldarmes RU HR) A. Die Verdauungstätigkeit des Mea armies a Gnaptor und Necrophorus . 5 B. Die Wirkung des engen muss der MALPIGHY one Gefäße auf die Verdauungssäfte des Mitteldarmes . C. Die Verdauungssäfte der MaLPIGHI’schen Gefäße . Die physiologische Funktion des Enddarmes und der Zu- sammenhang der MALPIGHI’schen Gefäße und des Enddarmes Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 16 Seite 234 235 240 252 267 267 276 284 294 234 ALEXANDER V. GORKA, Seite VII. Die Peristaltik des Mitteldarmes und die Funktion der peri- trophischen Membran als Beweis für den Eintritt des Secrets der MAUPIGHI’schen Gefäße in den Mitteldarm . . . . . 304 VIII. Die histologische Struktur der MALpiGHr’schen Gefäße . . 309 IX. Das Verhalten der MarpiGHrschen Gefäße gegen Bi Farbstoffe und Bacterien . . AN : AN SCO X. Das Secret der MALPIGHI’schen Gefäße N à = XI: Zusammenfassung. .. 22.000000 rn EN NEO I. Einleitung. Bei sämtlichen Coleopteren stehen mit dem Daniels die Mat- ricarschen Gefäße, welche gewöhnlich an der Grenze des Mittel- und Enddarmes in dasselbe einmünden, in innigster Verbindung. Waren sie bereits den ältesten Anatomen bekannt und auch richtig beschrieben, so ist doch in der Beurteilung ihrer Funktion auch heute noch keine Einigung erzielt. Es gibt keine einzige wichtigere Phase des Stoffwechsels, bei welcher ihnen im Laufe der Zeiten nicht eine bedeutsame Rolle zugeschrieben worden wäre. Resorption, Vertei- lung der resorbierten Stoffe im Körper, Secretion von Verdauungs- säften. Ausscheidung stickstoffhaltiger Zersetzungsprodukte und ver- schiedene Kombinationen dieser Vorgänge: dies alles betrachtete man als ihre Aufgabe. Seit den Untersuchungen SCHINDLER’S sind auch heute noch die meisten Forscher der Ansicht, die Matrrenr’schen Gefäße seien spezifische Harnorgane. Seither haben aber verschiedene Forscher zahlreiche Befunde veröffentlicht, welche mit dieser ein- seitigen Beurteilung der Mauricurschen Gefäße nicht zu vereinbaren sind. In neuerer Zeit haben zuerst MôBusz 2), KARAwAIEW?) und der Verfasser dieser Zeilen?) mit gebührendem Nachdruck darauf hingewiesen, daß den Mauricui’schen Gefäßen neben der excreto- rischen Funktion wohl auch noch eine andere physiologische Rolle im Stoffwechsel zukommen möge. Seit der Vollendung meiner nur in ungarischer Sprache erschienenen Ahhandlung habe ich mit größeren und kleineren Unterbrechungen unausgesetzt an der Samm- lung der Tatsachen gearbeitet. Auf Grund der Resultate meiner anatomischen und physiologischen Untersuchungen gelingt es mir 1) In: Arch. Naturgesch., Jg. 63, 1897, p. 89—128. 2) In: Biol. Ctrbl., Vol. 19, 1899, p. 196. 3) GORKA, S., Adatok a Coleopteräk täplälöcsövenek morphologiai és physiologiai ismeretéhez. Ket täbla rajzzal. Budapest 1901. Physiologie der Matpicur’schen Gefäße der Käfer. 935 vielleicht, nachzuweisen, daß die Marrrenrschen Gefäße nicht aus- schliefliche Excretionsorgane sind. Ihre vielseitige und mannigfache ‚physiologische Funktion ist mit zahlreichen, meiner Ansicht nach überzeugenden Tatsachen zu beweisen. Natürlich sind noch das Zusammenarbeiten vieler Forscher und zahlreiche systematisch ‚durchgeführte physiologische Untersuchungen an hinsichtlich der Ernährungsweise voneinander abweichenden Insecten aus den ver- :schiedenen Ordnungen notwendig, um als Endresultat die wahre Auf- gabe der Mauricur’schen Gefäße mit der gleichen Entschiedenheit feststellen zu können, mit der seinerzeit SCHINDLER behauptete: „Die MarrısHr’schen Gefäße sind spezifische Harnorgane.“ !) Die historische Entwicklung unserer Kenntnisse der MALPIGHI- schen Gefäße kann ich getrost übergehen. Die zusammenfassende Übersicht der älteren Resultate findet sich bei Schmpter, die Rich- tung und die Resultate der neueren Untersuchungen aber schalte ich, um Wiederholungen zu vermeiden, an geeigneten Stellen meiner Abhandlung ein. Als Untersuchungsmaterial dienten mir verschiedene Käfer, hauptsächlich Gnaptor spinimanus Paz. und einige Arten der Gat- tung Necrophorus (N. humator Fasr., N. vespillo L., N. mortuorum Æasr., N. ruspator Er. und Necrodes littoralis L.). Zum Vergleich and teils zur Ergänzung studierte ich aber auch die Anatomie und Funktionsweise des Darmes und der Matprenrschen Gefäbe - bei ‚anderen Insecten. II. Die Anatomie des Darmes und der MALPIGHIY’schen Gefäße von Gnaptor und Necrophorus. — Das Darmrohr beginnt bei Gnaptor spinimanus (Taf. 10 Fig. 1) “mit einem kurzen trichterartigen Schlund (Pharynx), welcher ohne ‘jede äußerlich bemerkbare Verengung in den kurzen Ösophagus und dann kontinuierlich verbreitert in den glockenförmigen Kaumagen (Proventriculus, Pv) übergeht. Auf den Kaumagen folgt der physio- logisch wichtigste Abschnitt des Darmrohres, der Hauptort der Ver- -dauung, der Mitteldarm (Chylusdarm, Mesenteron, Md), in dessen Ende die MarpıcHrschen Gefäße (M) einmünden. Der Mitteldarm bildet ein einfaches, gewöhnlich überall gleichförmig dickes, weites, glattwandiges, zylindrisches Rohr. Mit unbewaffnetem Auge sind ‚daran drüsige Anhänge nicht zu erkennen, unter dem Mikroskop 1) In: Z. wiss. Zool., Vol. 30, 1878, p. 658. 16* 236 ALEXANDER V. GORKA, aber sind an Quer- und Längsschnitten des Mitteldarmes die blind endenden kleinen Erhebungen von tubulésem Drüsencharakter deut- lich sichtbar. Am vorderen und hinteren Teil des Mitteldarmes finden sich häufig größere Erweiterungen. Diese sind sozusagen bei jedem Exemplar an anderen Stellen vorhanden, und ihre Ent- stehung ist auf größere lokale Ansammlungen der Nährstoffe zurück- zuführen. Auf die Einmündung der Marricarschen Gefäße folgt der Enddarm (Proctodäum), dessen hintere Partie auffallend an- schwillt und ein weites Rectum (R) bildet. Das Darmrohr endigt am letzten Abdominalringe (as) mit der Analöffnung (a). Die Länge des ganzen Darmrohres ist verschieden; gewöhnlich beträgt sie das Vierfache der Körperlänge. Ich habe das Darmrohr bei 26 Käfern gemessen und gebe die Maße der einzelnen Darm- abschnitte in der folgenden Zusammenstellung: Durchschnittliche Länge der untersuchten Käfer 2,13 cm Durchschnittliche Länge des ganzen Darmrohres 8,19 Länge des Vorderdarmes 0,74 Länge des Mitteldarmes 4,23 Länge des Enddarmes _ 3,22 Der längste der Darmabschnitte ist demnach der Mitteldarm, dessen Länge mehr als die Hälfte des ganzen Darmrohres beträgt. Von beträchtlicher Länge ist auch der Enddarm, der etwa ?/, des ganzen Darmrohres ausmacht. Die Nahrung von Gnaptor besteht aus frischen und modernden sowie aus faulenden pflanzlichen Stoffen, und sein Darmrohr bildet dementsprechend hinsichtlich der neue Beschaffenheit einen Übergang zwischen dem Typus der Phytophagen und Saprophagen. In anatomischer Hinsicht ist nämlich der längste Teil des Darm- rohres bei Gnaptor der Mitteldarm, was eine charakteristische Eigen- tümlichkeit des Darmes der phytophagen Käfer ist; über dem Sphincter an der Grenze des Vorder- und Mitteldarmes ist aber bei Gnaptor eine glockenförmige Erweiterung vorhanden, welche für den Darm der saprophagen Käfer charakteristisch ist. Außerdem ist, wie ich in einer früheren Abhandlung!) nachgewiesen habe, der Enddarm bei den phytophagen Käfern klein, bei den saprophagen groß und bei Gnaptor von mittlerer Größe. 1) GoRKA, S., Adatok a Coleopterak täplälöcsövenek morphologiai és physiologiai ismeretéhez (Budapest 1901), p. 36. Physiologie der Maurrent’schen Gefäße der Käfer. 937 Die Zahl der Marricxrschen Gefäße beträgt 6, welche an der Grenze des Mittel- und Enddarmes in das Darmrohr einmünden. Es sind dies überall gleichweite, verhältnismäßig lange, die Körper- länge — nach meinen Messungen — wenigstens um das 8fache übertreffende Röhren. Ihre Farbe ist gewöhnlich bräunlich - rot, selten gelblich-weiß, an der Einmündungsstelle eine kleine Strecke weit weiblich. Sie werden durch ein außerordentlich reiches Netz- werk von feinen Tracheenästen zusammengehalten und am Darm- rohr befestigt. Ihre Präparation erfordert viel Mühe, da sie sehr leicht reißen. Das Ende der Marrienrschen Gefäße ist in die Wandung des -Rectums eingefügt. Präpariert man dieses heraus, schlitzt es der Länge nach auf und untersucht es auf dem Objektträger ausgebreitet unter dem Mikroskop bei schwacher Vergrößerung, so ist dieses Ende deutlich sichtbar (Taf. 10 Fig. 12). Die Untersuchung solcher Präparate zeigt, daß die Maupicurschen Gefäße an der Außenwand des Rectums (Taf. 10 Fig. 1 À) ein dichtes Netzwerk bilden. Die einzelnen Gefäße sind hier in der Richtung der Längsachse des Darmes in vielfachen Windungen gelagert. Bei genauerer Unter- suchung erhellt, daß an der Wand des Rectums je 2 MaArpıscHi’sche Gefäße sich vereinigen (Taf. 10 Fig. 12), so daß Gnaptor eigentlich nur 3 MaArricHr’sche Gefäße besitzt, welche aber an der Grenze des Mittel- und Enddarmes mit 6 Öffnungen einmünden. Aus dem Maschenwerk an der Wand des Rectums bildet sich ein einziger dicker Mauricurscher Gefäßstamm (Taf. 10 Fig. 1) heraus, welcher auf der ventralen Seite, etwa am Anfang des Rectums, dessen Wand verläßt. In diesem gemeinsamen Stamme sind unter dem Mikroskop die einander angeschmiegten 6 Mauprenr’schen Ge- fäße deutlich sichtbar. Bald darauf spaltet sich der gemeinsame Stamm in 2 Äste (diese Stelle ist auf Taf. 10 Fig. 1 mit einem Sternchen angedeutet), und in jedem dieser Äste sind unter dem Mikroskop 3 Matrrenrsche Gefäße zu erkennen. Die auf einer kurzen Strecke in den 2 Ästen zu je 3 vereinigten Marrrenrschen Gefäße trennen sich alsbald, und die jetzt auch mit unbewaffnetem Auge bereits deutlich unterscheidbaren 6 Marricxrschen Gefäße nehmen ihren Verlauf gegen den hinteren und dann gegen den vorderen Teil des Darmrohres. Am vordersten Abschnitt des Mittel- darmes bilden sie mannigfaltig geformte Schlingen, wenden sich dann wieder dem hinteren Teil des Darmrohres zu und münden end- 238 ALEXANDER V. GORKA, lich nach komplizierten Windungen an der Grenze des Mittel- und Enddarmes in dasselbe ein.') . Neben Gnaptor führte ich meine Untersuchungen in zweiter Reihe an Necrophorus vespillo L. und Necrophorus humator FABR. aus, von welchen mir ebenfalls frisches Material in genügender Menge zur Verfügung stand. Beide Käfer leben bekanntlich von Aas, ver- achten aber auch frisches Fleisch nicht und sind mit Ausnahme des Winters sozusagen in jeder Jahreszeit zu sammeln, weshalb sie zu physiologischen Untersuchungen außerordentlich geeignet sind. Gräbt man am Waldesrand einige Konservenbüchsen oder Einmachegläser derart in die Erde ein, daß ihre Mündung mit der Erdoberfläche in einem Niveau liegt und bringt in dieselben irgendein verendetes kleines Tier (z. B. eine Maus oder einen Vogel) oder frisches Fleisch, so erhält man nach einigen Tagen Totengräber in genügender Anzahl. Zweckmäßig erscheint aber eine Bedeckung des Glases mit dürrem -Gesträuch, da sonst Aasvögel den Köder leicht fortschleppen könnten. Das Darmrohr von Necrophorus vespillo L. wurde zuerst von RAMDOHR und später von MaArzer?) untersucht. Ramponr®*) gibt 1) Das Netzwerk der MarprGxr'schen Gefäße am Rectum von Gnaptor erweckt bei Untersuchung mit unbewaffnetem Auge den Anschein, als ob dieselben hier in das Rectum einmündeten. Ahnliche anatomische Be- funde bildeten die Grundlage der irrigen Lehre, es gäbe zweierlei Arten von MazpiGxrschen Gefäßen, deren eine in den Mitteldarm, die andere in den Enddarm mündete. Die Hauptverfechter dieser bloß auf oberfläch- lichen Beobachtungen beruhenden Lehre waren J. FR. MECKEL (Ueber die Gallen und Harnorgane der Insekten, in: Arch. Anat. Physiol., 1826, p. 21—36), J. V. Aupourin [Calculs trouvés dans les canaux biliaires d’un Cerf volant, in: Ann. Sc. nat. (2), Vol. 5, 1836, p. 129—137], Fr. LeypiG (Lehrbuch der Histologie d. Menschen u. d. Thiere, § 425 u. 431), HERCULE STRAUS - DURCKHEIM (Consid. générales sur l’anat. comp. d. animaux articulés, auxquelles on a joint l’anat. descript. du Melolontha vulgaris, Paris 1828), ferner in Ungarn L. THANHOFFER, Prof. d. Anatomie an der Universität zu Budapest (A. MALPIGHI-edenyek vagyis a rovarok epe- és hügykivälasztö szervei; Magyar Orvosok és Ter- mészetvizsgalok egri nagygyülésének munkälatai, Eger 1869, p. 284— 293). Die Präparate THANHOFFER’s im zoologischen Institut der Universität zu Budapest, welche ich eingehender untersuchen konnte, bestätigen voll- auf, daß die angebliche Einmündung der MALPIGHT’schen Gefäße in das Rectum bei gründlicherer mikroskopischer Untersuchung den Tatsachen nicht entspricht. 2) MATZER, CAROL A. E., Necrophororum Monographiae, Part. I, Vratislaviae 1839, p. 58—61, tab. 4. 3) RAMDOHR, KARL AUG., Abhandl. ü. d. Verdauungswerkzeuge d. Insekten, Halle 1811, p. 89—90, tab. 5 fig. 1—3. Physiologie der Marrrénrschen Gefäße der Käfer. 239 auch eine naturgetreue Abbildung (1. c. tab. 5 fig. 1—3), so daß ich eine eingehendere Beschreibung getrost übergehen kann, und zwar um so mehr, als dasselbe sozusagen vüllig mit dem Darmrohr von Necrophorus humator Far. übereinstimmt, welches ich ausführlicher beschreiben will und dessen Abbildung ich auf Taf. 10 Fig. 2 u. 3 gebe. Die Länge des Darmrohres beträgt bei 2,85 cm großen Exem- plaren durchschnittlich 14,65 cm, also das 5fache der Körperlänge. Die Mundhöhle führt in einen sehr kurzen, engen Schlund, welcher im Innern des Kopfes von Chitinlamellen, ferner von Muskeln und Bindegewebe umgeben ist, also nicht frei liegt wie der übrige Teil des Darmrohres. Der Schlund geht ohne eine mit unbewaffnetem Auge erkennbare Grenze in den ziemlich langen (0,95 cm) Ösophagus über (Taf. 10 Fig. 3 Oe), welcher ein einfaches, glattes, enges, zylin- drisches Rohr bildet und sich ebenfalls ohne schärfere Grenze in den glockenförmigen, dickwandigen, muskulösen Kaumagen (Pro- ventriculus, Pv) fortsetzt. Im Innern des Kaumagens sind 8 leisten- artige, in der Längsrichtung verlaufende Erhebungen sichtbar, die sämtlich mit unzähligen Chitinborsten besetzt sind. Der Kaumagen wird von Rampour bei Necrophorus vespillo als „Faltenmagen- ähnliches Organ“ bezeichnet (l. c., p. 18) und zwar deshalb, weil er die am oberen Ende desselben befindliche Einschnürnng mit un- bewaffnetem Auge nicht wahrnehmen konnte; die histologische Be- schaffenheit weist aber darauf hin, daß dieses „Faltenmagen-ähn- liche Organ“ ein echter Faltenmagen oder Kaumagen ist. Der Kaumagen bezeichnet das Ende des Vorderdarmes. Die Länge des Vorderdarmes beträgt 1,6 cm, also etwa '/, der gesamten Darmlänge. Der hintere Teil des Kaumagens wird durch eine mächtige Ein- schnürung von dem zweiten Abschnitt des Darmrohres, dem Mittel- darm (Md), getrennt. Dieser ist mit dicht aneinander gereihten, feinen blinddarmartigen Ausstülpungen besetzt, wodurch er ein zottiges Äußere erhält. Sein vorderer Teil (im Durchmesser 2,1 mm) ist weiter als der hintere (im Durchmesser 1,4 mm). Der hinterste Teil schwillt etwas an und endigt an der Einmündungsstelle der Maupicurschen Gefäße. Der Enddarm ist außerordentlich lang (9,60—12,65 em) und übertrifft die Körperlänge um das 4fache, die Länge des Mittel- darmes um das 5fache. Seine Teile sind: a) der Dünndarm (Taf. 10 Fig. 3 Dd, und Dd,), welcher aus zwei Teilen besteht, einem kurzen 240 ALEXANDER V. GORKA, (3,5 mm) vorderen (Dd,)*) und einem außerordentlich langen (9,62 cm) hinteren Teil (Dd,); b) das Rectum (2), dessen Länge 0,8 cm be- trägt, und c) der Blinddarm (Cc). Der Dünndarm ist ein im mitt- leren Drittel des Abdomens uhrfederartig zusammengerolltes, in seinem ganzen Verlauf gleichmäßig weites Rohr (Taf. 10 Fig. 2). Die Wand des Rectums ist glatt, ohne Erhebungen und vom Dünn- darm stets scharf unterschieden; der Blinddarm ist eine einfache Ausstülpung des Rectums und stimmt auch in der histologischen Beschaffenheit mit diesem völlig überein. Die Zahl der Matricur’schen Gefäße beträgt 4. Diese sind außerordentlich lang und außerdem durch ein reiches Netzwerk von Tracheen am Mitteldarm und den uhrfederartigen Windungen des Enddarmes befestigt, deshalb sind sie sehr schwer ganz herauszu- präparieren. Rampour konnte am Darm von Necrophorus vespillo nur 2 Maupicui’sche Gefäße herauspräparieren; MATZER bildet auf tab. 5 seines Werkes (fig. 57) ebenfalls nur 2 Maurieur’sche Gefäße ab. Früher, als ich das Darmrohr nur mit unbewaffnetem Auge untersuchte, bestätigte auch ich die Beobachtung Rampoxe*s, seither aber konnte ich an Schnitten mit völliger Bestimmtheit feststellen, daß sowohl Necrophorus humator- als auch Necrophorus vespillo 4 Maz- pıcHische Gefäße besitzen, welche an der Grenze des Mittel- und Enddarmes in das Darmrohr einmünden. “ II. Die Einmündung der MALPIGHI’schen Gefäße in den Darm und die physiologische Aufgabe des Sphineters zwischen Mittel- und Enddarm. Als kräftiges Argument für die Richtigkeit ihrer Ansicht wird von seiten jener Forscher, die in den Marriexrschen Gefäßen aus- schließlich Excretionsorgane erblicken, häufig angeführt, daß sich der Inhalt der Marricurschen Gefäße in den Enddarm ergieße, in einen Darmabschnitt, welcher bei der Verdauung keine Rolle mehr spiele. Dieser Behauptung gegenüber hat bereits VAN GEHUCHTEN !) auf Grund seiner Untersuchungen an der Larve von Ptychoptera contaminata und PAnTEL?) an der Larve von Thirxion halidayanum 1) Diesen Teil nennt RAMDOHR (l. c., p. 89) das Duodenum. 2) In: Cellule, Vol. 6, 1890, p. 280. 3) Ibid., Vol. 15, 1898, p. 203—207. Physiologie der Matrienmi’schen Gefäße der Kifer. 241 nachgewiesen, dab die MArricar'schen Gefäße zum Mitteldarm ge- hören, und List!) machte darauf aufmerksam, daß die MArrıcnı schen Gefäße von Orthesia cataphräcta in der Mitte des Mitteldarmes in das Darmrohr einmünden. BEAUREGARD ?) und van LIDTH DE JEUDE À) behaupteten auf Grund ihrer Untersuchungen über das Darmrohr der Vesicantien bzw. einiger Lamellicornier (Melolontha, Oryctes und Cetonia) mit völliger Entschiedenheit, der Darmabschnitt, in welchen die MaArnrıcarschen Gefäße einmünden, gehöre hinsichtlich seiner histologischen Beschaffenheit nicht dem Enddarm, sondern dem Mitteldarm an. Ähnliche Beobachtungen machten Azonyı‘) und PETERSEN?) an dem Darmrohr von Apis mellifica. ©. Nüssuın ®) sagt über die Maurrenr’schen Gefäße der Borkenkäfer folgendes: „Die Borkenkäfer sind, wie alle Rhynchophoren, durch den Besitz von 6 Mazriemrschen Gefäßen ausgezeichnet, deren Ursprung die Grenze zwischen Mittel- und Enddarm kennzeichnet, wobei jedoch diese Gefäße deutlich noch aus dem hinteren Ende des Mitteldarmes, nicht aus dem vorderen Teil des Enddarmes entspringen.“ Es war daher von Interesse festzustellen, 1. in welchen Teil des Darmes die Marricarschen Gefäße bei den zur Untersuchung dienenden Käfern einmünden und 2. ob der Enddarm tatsächlich nur zur Ansammlung und Defäcation der unverdaulichen Stoffe diene oder ob ihm auch bei der Verdauung und bei der weiteren Verwertung der era Stoffe irgendeine Rolle zukomme. Zur Feststellung der Einmündungsstelle der Marrréxrschen Gefäße sind Längsschnitte aus dem Darmrohr von Gnaptor außer- ordentlich lehrreich. Besonders instruktiv sind Längsschnitte, welche den Mitteldarm und den vorderen Teil des Enddarmes genau in der Längsrichtung treffen. Zur Anfertigung einer genügenden Anzahl solcher Schnitte band ich das herauspräparierte Darmrohr an mehreren Stellen mit Seide an ein dünnes Holzstäbchen; so vor- bereitet fixierte und härtete ich es. Durch Anwendung dieses ein- 1) In: Z. wiss. Zool., Vol. 45, 1887, p. 50. 2) In: Journ. Anat. Physiol., 1886, p. 273. „Les tubes de MALPIGHI s'ouvrent dans le ventricule chylifique en avant de la couronne valvulaire.“ 3) VAN LIDTH DE JEUDE, THEOD. W., De ne un der phytophage Lamellicornienlarven, Utrecht 1882. 4) In: Allattani Közlemenyek, Vol. 2, 1903, p. 160. 5) In: Arch. ges. Physiol., Vol. 145, 1912, p. 130. 6) NÜssziN, Phylogenie und System des Borkenkäfers, in: Ztschr. wiss. Insektenbiol., Vol. 8, 1912, p. 125. 249 ALEXANDER V. GORKA, fachen Kunstgriffes gelang es mir, auch aus längeren Partien des Darmrohres genaue Längsschnitte anzufertigen, aus welchen ich auf die Einmündungsstelle der Marricarschen Gefäße und auf den Mechanismus des unterhalb derselben befindlichen Sphincters schließen konnte. . An Längsschnitten ist genau festzustellen, daß die MALPIGHI- schen Gefäße in den Mitteldarm und nicht in den End- darm einmünden. Auf Taf. 10 Fig. 5 ist deutlich sichtbar, daß unter der Einmündung der Marricxrschen Gefäße noch einige Epithelzellen folgen, welche vüllig das Gepräge des Mitteldarm- epithels an sich tragen. Diesen Zellen fehlt die Chitinintima; in der Protoplasmastruktur und am Kerne, ferner an ihrer dem Lumen zugekehrten Peripherie sind die gleichen, mit der secretorischen Funktion notwendigerweise Hand in Hand gehenden Veränderungen zu beobachten, welche die Epithelzellen des Mitteldarmes charak- terisieren. Unmittelbar unter der Einmündung der Matprenrschen Mitteldarm vom Enddarm trennenden, großen Sphincter (vp), welcher sich in 2 Teile gliedert: Valvula pylorica und Pylorus. Die Epithel- zellen der Valvula pylorica sind mit einer mächtigen Chitinintima versehen, welche nach Behandlung mit Iod und verdünnter Schwefel- säure eine violette Färbung annimmt; auch die Form der Zellen weicht wesentlich von derjenigen der Epithelzellen des Mitteldarmes ab: es lassen sich mit irgendeiner secretorischen Funktion zusammen- hängende Veränderungen daran nie beobachten. Mit Rücksicht auf die histologische Beschaffenheit des Darmrohres darf man demnach keineswegs die Einmündungsstelle der Matriaur’schen Gefäße als Grenze des Mittel- und Enddarmes betrachten, wie gegenwärtig die meisten Forscher tun, sondern die Stelle, wo die charakteristischen Epithelzellen des Mitteldarmes aufhören und das mit einer Chitin- intima versehene Epithel des Enddarmes beginnt. Wird dies als die morphologisch und auch physiologisch einzig richtige Grundlage angenommen, so können wir endgültig feststellen, daß am Darmrohr von Gnaptor die Maurienrschen Gefäße auch morphologisch nicht in den Enddarm, sondern in den Mitteldarm miinden.’) 1) Ich bin überzeugt, daß diese im Darmrohr von Gnaptor gefundene Einrichtung keineswegs vereinzelt dasteht. Ahnliche Verhältnisse wird man auch im Darmrohr anderer Insecten finden, sobald man die Grenze des Mittel- und Enddarmes und die Einmündung der MALPIGHT’schen Gefäße eingehender, besonders an Längsschnitten, untersucht. C. T. Vor- Physiologie der MArrıcnı’schen Gefäße der Käfer. 243 Es ist aus den Abbildungen zahlreicher Autoren ersichtlich und wird von mehreren derselben auch im Text betont, daß auf die Ein- mündung der Marrrcnrschen Gefäße am Anfang des Enddarmes ein mächtiger Sphincter folge und daß der Enddarm bei mehreren In- secten mit einem Epithel ausgekleidet sei, dessen Struktur nur durch die Annahme einer resorbierenden oder secretorischen Funktion zu erklären sei, und trotzdem bestehen sie darauf, die Marrrexrschen Gefäße mündeten in den Enddarm und diesem komme nur die Ent- fernung der unverdaulichen Stoffe als Aufgabe zu. Meiner Auf- fassung nach können die Grenzen der einzelnen Darmabschnitte nur durch die Grenzen ihrer physiologischen Funktion bestimmt sein. Solche physiologische Grenzen bilden am Mitteldarm die 2 Sphincteren, welche den Mitteldarm vom Vorderdarm und Enddarm trennen, also der Proventriculus und die Valvula pylorica; als Mitteldarm muß der auf den Proventriculus folgende und vor der Valvula pylorica gelegene Darmabschnitt betrachtet werden, da physiologisch durch diese beiden Einrichtungen die Grenzen der Funktion des Mitteldarmes gegeben sind. In physiologischer Hinsicht ist demnach auch der Umstand noch ganz belanglos, daß z. B. an der Einmündungsstelle der MaArpıcarschen Gefäße sich bereits einige Zellen befinden, deren HIES z. B. berichtet über ähnliche Verhältnisse in seiner Abhandlung „Habits and anatomy of the larva of the caddis-fly Platyphylax designatus WALKER (in: Trans. Wisconsin Acad. Sc. Arts Letters, Vol. 15, Teil 1, 1904, p. 108—123). Er gibt auf tab. 7 fig. 4 die Abbildung eines Längsschnittes von der Grenze des Mittel- und Enddarmes und der Ein- mündungsstelle der MauprGHi’schen Gefäße, aus welcher erhellt, daß hier der Zusammenhang der MALPIGHI’schen Gefäße mit dem Mitteldarm so innig ist, daß der Stäbchensaum des Mitteldarmes einfach in denjenigen der die MarpiGHrschen Gefäße auskleidenden Zellen übergeht. Hans PETERSEN gelangt auf Grund seiner Untersuchungen über das Darmrohr von Apis mellifica ebenfalls zu dem Resultat, daß die MALPIGHT’schen Gefäße in das Lumen des Mitteldarmes einmünden. Seine Feststellung lautet übrigens wörtlich folgendermaßen: „Die starke Muskulatur des ersten Enddarmabschnittes beginnt zuweilen mit einer _sphinkterartigen Verdickung, analwärts von der Stelle, wo der Wechsel des Epithels sich vollzieht, so dass der Übergang und mit ihm die Einmündung der Mat- PIGHI’schen Gefässe noch innerhalb des weiten Lumens des Mitteldarmes zu liegen kommt. Betrachtet man den aufgeschnittenen Darm von der Epithelseite, so sieht man das Mitteldarmepithel in eine tiefe Rinne ab- fallen. In diese Rinne, aber nicht an der tiefsten Stelle, sondern an der ovalen Wand, münden die MALPIGHI’schen Gefässe“ (in: Arch. ges. Physiol., Vol. 145, 1912, p. 130). 244 ALEXANDER V. GORKA, Struktur mit derjenigen der Enddarmzellen übereinstimmt, da für die Physiologie nur der Umstand wichtig ist, ob sich diese Partie vor oder hinter dem den Mitteldarm vom Enddarm physiologisch trennenden Sphincter befindet. Im Darmrohr von Gnaptor würden meiner Ansicht nach die Marrréearschen Gefäße physiologisch auch dann noch zum Mitteldarm gehören, wenn unterhalb ihrer Ein- mündungsstelle jene Zellen, welche histologisch mit den Mitteldarm- zellen übereinstimmen, nicht vorhanden wären, da bei Gnaptor die Mazricenrschen Gefäße vor dem den Mittel- und Enddarm trennenden Sphincter in das Darmrohr einmünden. Bei der physiologischen Beurteilung der Maupicui’schen Gefäße ist also die Feststellung der Tatsache von Wichtigkeit, daß bei Gnaptor die Matrieui’schen Ge- fäße sowohl in morphologischer als auch in physiologischer Hinsicht dem Mitteldarm zuzurechnen sind. Zur Feststellung der Aufgabe des auf die Einmündung der Mazrriéenrschen Gefäße folgenden Sphincters, also der Valvula py- lorica und des hierauf folgenden Pylorus, und damit zugleich zur Beurteilung der physiologischen Funktion der Manpicur’schen Ge- fäbe ist außer den soeben besprochenen Feststellungen noch die Anordnung der Muskulatur des Mittel- und Enddarmes von großer Wichtigkeit. Im Mitteldarm findet man unter der Epithelschicht eine chitin- artige Basalmembran und unter dieser eine Schicht longitudinaler Muskelfasern. Auf letztere folgen den Mitteldarm rinsförmie um- fassende zirkuläre Muskelfasern, welchen nach auswärts wieder longitudinale Muskelfasern aufgelagert sind. Diese 3 Schichten der Mitteldarmmuskulatur sind so ziemlich von gleicher Dicke, und jede einzelne beschränkt sich gewöhnlich auf die Dicke nur einer Muskel- faser, mit einem Worte, die Mitteldarmmuskulatur ist besonders im Vergleich mit der sogleich zu besprechenden Muskulatur des End- darmes eine ärmliche zu nennen. Unter der Einmündungsstelle der Marrıcnrschen Gefäße, in der Region der zwei zahnartigen Er- hebungen des Sphincters, verschwinden die innersten longitudinalen Muskelfasern, die inneren zirkulären Muskeln bilden einen mächtigen ‘ Ring, und auch die Anzahl der äußersten longitudinalen Muskel- fasern nimmt beträchtlich zu. In ähnlicher Weise verstärkt sich die Muskelschicht auch in dem auf die Valvula pylorica folgenden Teil des Enddarmes, dem sogenannten Pylorus, in welchem man von außen nach innen zuerst eine sehr dünne, die Dicke nur einer Muskelfaser besitzende, longitudinale Muskelschicht, unter dieser Physiologie der Matrieui’schen Gefäße der Käfer. 245 sodann eine außergewöhnlich mächtig entwickelte Ringmuskulatur aus zirkulären Fasern und darunter hier und da eine vereinzelte longitudinale Muskelfaser findet. In den auf die Einmündung der Marricarschen Gefäße folgenden Darmabschnitten nimmt also die Muskulatur in auffallend mächtiger Weise zu. Bezüglich der Funktion des Sphincters können keine Zweifel bestehen. Die mächtige Ringmuskulatur desselben kann nur dazu dienen, einerseits ein vorzeitiges Austreten des Darminhaltes aus dem Mitteldarm und andrerseits ein Zurückgleiten der bereits in den Enddarm ausgetretenen Stoffe in den Mitteldarm zu verhindern. Die wahre Funktion des Sphincters besteht also in einer Trennung des Mitteldarmes und Enddarmes. Diese Funktion und der Um- stand, daß im Enddarm 6 leistenartige Erhebungen in das Lumen ‘des Darmes hineinragen, gibt unwillkürlich zu denken: wie über- winden die Marricarschen Gefäße den Widerstand, welchen die soeben besprochenen Einrichtungen ihnen entgegenstellen? Wie wir bei der Besprechung der histologischen Beschaffenheit der Mat- picHrschen Gefäße sehen werden, besitzen dieselben keine mächtig entwickelte besondere Muskelschicht, sondern diese wird durch einige elastische Bindegewebsfasern ersetzt, und diese verrichten schlecht und recht die Funktion der Muskeln. Füllen sich die MArrıcarschen Gefäße mit Secret, so mag der durch den Widerstand der Binde- gewebsfasern ausgeübte Druck ein sehr beträchtlicher sein, selbst- verständlich aber kann er trotzdem nicht genügen, den großen Widerstand zu überwinden, welchen der unter der Einmündungs- stelle der Marrrenrschen Gefäße befindliche Sphincter und die Muskulatur des Enddarmes ausübt. Wesentlich geringer ist der Widerstand im Mitteldarm. Die Muskulatur des letzteren ist un- entwickelter; wie ich bereits hervorgehoben habe, besteht der Muskel- schlauch des Mitteldarmes von innen nach außen aus longitudinalen, zirkulären und wieder longitudinalen Muskelfasern, diese dreifache Muskelschicht erreicht aber nur die Dicke je einer Muskelfaser. Außerdem ist im Mitteldarm der Darminhalt von einer eigentüm- lichen, chemischen Einwirkungen (Essigsäure, verdünnter Salzsäure Salpetersäure etc.) und den Verdauungssäften (z. B. salzsaurer Pepsin- lösung) gegenüber äußerst widerstandstähigen, wahrscheinlich aus protein- und chitinartigen Substanzen bestehenden Membran, der sogenannten „Membrana peritrophica“ umgeben. In dem Raum zwischen der Membrana peritrophica und den Epithelzellen des Mitteldarmes vollziehen sich jene charakteristischen Absonderungs- 246 ALEXANDER V. GORKA, prozesse, als deren Resultat Verdauungssäfte in das Lumen des Mitteldarmes gelangen. Bei Untersuchung der soeben besprochenen anatomischen Einrichtungen tritt die Frage in den Vordergrund, ob nicht auch der Inhalt der Matricurschen Gefäße in den Mittel- darm gelangen könne? Die Frage ist schon deshalb berechtigt, weil E. Bucnron !) 1904 in den Matprienr’schen Gefäßen von Xylo- copa violacea L. ähnliche Secretionskammern gefunden hat wie im Mitteldarm und weil auch solche Insecten bekannt sind, bei welchen die Marrıcarschen Gefäße in der Mitte des Mitteldarmes in das Darmrohr einmünden. Dies ist nach J. H. List?) bei Orthezia cata- phracta SHaw und nach E. L. Marx) bei Orthezia urticae L. (Dor- thesia characias Bosc) der Fall, wo die in den mittleren Teil des Mitteldarmes einmündenden MaArpıcHr’schen Gefäße diesen in. einen vorderen und hinteren Abschnitt teilen. Nach L. Durour *) münden bei Timarcha tenebricosa von den 6 Maurieur’schen Gefäßen 2 unbe- streitbar in den Mitteldarm (vgl. in der Abhandlung Durour’s tab. 10 7). H. Sımror#°) hebt in seinen Untersuchungen über den ‚Darm der Larve von Osmoderma eremita hervor, dab die MALpıGHr' schen Gefäße zwar an der Grenze des Mittel- und Enddarmes in das Darm- rohr einmünden, der Mitteldarm aber von solcher Beschaffenheit sei, daß das Secret zweier Marrrenrscher Gefäße durch eine besondere Rinne in den Mitteldarm gelange. Für das Eintreten des Inhaltes der Marrréurschen Gefäße in den Mitteldarm sprechen in erster Reihe die Erfahrungen, welche ich bei Prüfung der chemischen Reaktion der einzelnen Darm- abschnitte von Gnaptor machte. Die Reaktion ist in den einzelnen Abschnitten des Darmes sehr verschieden. Zur Feststellung der Reaktion benutzte ich GRÜBLER- sches neutrales Lackmuspapier, pulverisierten Lackmus und andere Färbemittel, welche ich dem Futter der Tiere beimischte. Gute Resultate erhielt ich auch mit dem alten Verfahren von Jousser DE BELLESME und PLATEAU. Letzteres besteht darin, daß man den ganzen Darmkanal oder, ist er zu groß, die einzelnen Abschnitte 1) In: OR. Assoc. Anat., 6. Sess., 1904, p. 24—37, tab. 4. 2) In: Z. wiss. Zool., Vol. 45, p. 55—59. 3) In: Arch. mikrosk. Anat., Vol. 13, p. 80—81. 4) In: Ann. Sc. nat. (2), Vol. 19, 1843, p. 157—158. 5) H. SrmRorH, Uber den Dr kom die Larve von Osmoderma ‘eremita mit seinen Anis, in: Ztschr. ges. Naturw. (3), Vol. 3, 1878, p. 493—518. Physiologie der Matrrenr’schen Gefäße der Käfer. 247 auf dem Objektträger ausbreitet und einige Tropfen empfindliche Lackmuslösung oder irgendeine andere Farbstofflösung hinzufügt, hierauf das Präparat mit einem Glimmerplättchen bedeckt und aus der eintretenden Verfärbung der Lackmus- oder Farbstofflösung: in unmittelbarer Nähe des untersuchten Darmabschnitts die Reaktion feststellt. Die sichersten Resultate erhält man natürlich, falls es gelingt, den Käfer zur Aufnahme verschiedener Farbstoffe zu be- wegen. Gnaptor nimmt besonders zeitig im Frühjahr seinem Futter (z. B. Mehl, Kleie, pulverisiertem Fleisch etc.) beigemengten- Lackmus gierig auf. Am Darmrohr solcher Exemplare konnte ich feststellen, daß der Vorderdarm, ferner der vordere Teil des Mitteldarmes sauer reagiert, der hintere Teil des Mitteldarmes und der Inhalt der Marricarschen Gefäße eine kräftige alkalische Reaktion zeigt, der Anfang des Enddarmes gewöhnlich neutral ist oder manchmal alkalisch reagiert und der größte Teil des Enddarmes wieder eine schwach saure Reaktion zeigt. Tötet man gesättigte Exemplare etwa 4 Stunden nach der Nahrungsaufnahme, präpariert den Mittel- darm und legt den in destilliertem Wasser sorgfältig ausgewaschenen vorderen Teil desselben in eine mit durch einige Tropfen blauer Lackmuslösung lichtblau gefärbtem Wasser gefüllte Uhrschale, so rötet sich die Lösung sofort, als Zeichen davon, daß dieser Teil des Mitteldarmes sauer reagiert. Wiederholt man diesen Versuch. mit dem hinteren Teil des Mitteldarmes, so färbt sich die hellblaue Lackmuslösung tief blau und zeigt damit die kräftig alkalisch wirkende Reaktion dieses Darmteiles an. Diese konträre Reaktion des vorderen und hinteren Teiles des Mitteldarmes bedarf um so mehr der Erklärung, als der Mitteldarm überall von Epithelzellen gleicher Struktur ausgekleidet wird, die Verschiedenheit der Reaktion also nicht einem Unterschied der Epithelzellen zugeschrieben werden kann. Vor allem ist festzustellen, woher die saure Reaktion im vorderen Teil des Mitteldarmes stammt, ob dieselbe von einer freien Mineralsäure oder, wie W. BIEDERMANnN !) am Mitteldarm der Larve von Tenebrio molitor nachgewiesen hat, von einem sauren Salz stammt. Wie die Resultate meiner Versuche zeigen, stammt die saure Reaktion von einem sauren Salz. Der vordere Teil des Mittel- 1) BIEDERMANN, W., Beiträge zur vergleichenden Physiologie der Verdauung. I. Die Verdauung von Tenebrio molitor, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 72, 1898, p. 139—145. 248 ALEXANDER V. GORKA, darmes ist nämlich einer Lösung von Kongorot und auch dem Günzpurg’schen Reagens gegenüber völlig wirkungslos, Cochenille- lösung aber nimmt eine bläulich-rote Färbung an, Cochenillelösung gegenüber also verhält sich dieser alkalisch. ‘Ebenso verhält er sich auch dem empfindlichen GrÜBLEr’schen Lackmoidpapier gegenüber alkalisch, indem er das rote Lackmoidpapier blau färbt. Da sich auch im Inhalt des Mitteldarmes von Gnaptor unter der Einwirkung von NH, jene Krystalle in großer Menge feststellen lassen, welche in jeder Beziehung mit den von FRENZEL !) und anderen Autoren im Mitteldarm verschiedener Insecten nachgewiesenen Phosphaten übereinstimmen, so ist es wahrscheinlich, daß die saure Reaktion im vorderen Teil des Mitteldarmes von Gnaptor durch saure Phos- phate verursacht wird. Neben diesen sauren Phosphaten, welche auf das Lackmuspapier einwirken, sind im vorderen Teil des Mittel- darmes auch noch alkalisch reagierende Substanzen vorhanden, die auf das Lackmoidpapier und auf Cochenilletinktur wirken. Es fragt sich jetzt, welche Verhältnisse im hinteren Teile des Mitteldarmes herrschen, wo auch das Lackmuspapier bereits alkalische Reaktion anzeigt. Aus dem Inhalt des hinteren Teiles des Mitteldarmes werden durch NH, ebenfalls Phosphatkrystalle ausgefällt, die sauren Salze sind demnach auch hier vorhanden, können aber offenbar deshalb das Lackmuspapier nicht beeinflussen, weil hier ihre Wirkung durch die in größerer Menge vorhandenen alkalisch reagierenden Substanzen unterdrückt wird. Durch diese Feststellung wird aber eine neue Frage aufgeworfen. Woher stammt diese größere Ansammlung alkalischer Substanzen ? Die anatomischen Verhältnisse und der Umstand, daß der Inhalt der Maupicurschen Gefäße stets kräftig alkalisch reagiert, führen zu der Annahme, der Übergang der sauren Reaktion in eine alkalische im hinteren Teil des Mitteldarmes stamme von dem Inhalt der MarpicHr'schen Gefäße her. Obwohl die oben besprochenen anatomischen Verhältnisse diese Annahme sehr wahrscheinlich machen, ist es doch sehr schwierig, dieselbe durch überzeugende Experimente zu beweisen. Zuerst ver- suchte ich durch in den Körper injizierte und von den Maupicur’schen Gefäßen ausgeschiedene Farbstoffe mich von der Richtigkeit meiner 1) FRENZEL, JoH., Bau und Tätigkeit des Verdauungscanales der Larve von Tenebrio molitor, in: Berlin. entomol, Ztschr., Vol. 26, 1882. Physiologie der Marrieni’schen Gefäße der Käfer. 249 Annahme zu überzeugen. Diese Versuche führten aber zu keinem befriedigenden Resultat. Ich konnte nämlich bald feststellen, daß die verschiedenen Farbstoffe nicht nur durch die MAuricnr'schen Gefäße ausgeschieden wurden, sondern auch durch die das Darmrohr auskleidenden Epithelzellen. Die Experimente gaben infolgedessen, trotzdem ich die injizierten Tiere zum Studium der Details der Excretion anfangs in !/,stündigen und später in Intervallen von 10 Minuten tötete, so widersprechende und verworrene Bilder, daß ich die Untersuchung in dieser Richtung nicht fortsetzen konnte. Zu interessanten und, wenn mein Urteil nicht trügt, zu vertrauens- würdigen Resultaten führten jene Experimente, denen die Idee zu Grunde lag, auf irgendeine Weise das Eintreten! des Inhaltes der MarpisHrschen Gefäße in den Darm zu verhindern. Dies läßt sich anscheinend sehr einfach mit Durchschneiden der MAurisar’schen Gefäße erreichen. So einfach aber diese einfache Methode scheint, so schwierig ist sie in der Wirklichkeit mit Erfolg anzuwenden, da der größte Teil der so operierten Käfer entweder die weitere Nahrungsaufnahme verweigert oder aber, im häufigeren Fall, obwohl Gnaptor in anderer Beziehung ein sehr zähes Leben besitzt, nach einigen Stunden zugrunde geht. Nach vielem erfolglosem Ex- perimentieren, welches Hunderten der Käfer das Leben kostete, ge- langte ich endlich in folgender Weise zum Ziel. Die zum Experiment bestimmten Tiere wurden in delle Wasser sorgfältig gereinigt und dann die harten Flügeldecken entfernt. Hierauf bepinselte ich die die Rückenseite des Abdomens bedeckende dünne Haut mit 10°/,igem Hydrogenperoxyd und die ausersehene Schnittstelle mit Iodtinktur. Nach solcher Vorbereitung schlitzte ich die dorsale Seite des Abdomens zwischen den Stigmen und dem Rückengefäß mit einer sorgfältig sterilisierten scharfen Lanzettnadel der Länge nach auf, zog mit einer ebenfalls sterilisierten Pinzette das Darmrohr hervor, suchte die Grenze des Mittel- und Enddarmes auf und schnitt die Maurienr’schen Gefäße unmittelbar an ihrer Ein- mündungsstelle durch. Endlich schob ich den Darm an seine Stelle zurück, und verklebte die Wunde einfach mit Kollodium, da ein Zusammennähen ihrer Ränder wegen der Brüchigkeit der Haut in den meisten Fällen nicht möglich war. Der größte Teil der so operierten Tiere ging infolge von Infektion vorzeitig ein, ein kleiner Teil jedoch blieb mehrere Tage am Leben. Die Ursache dieser Hinfalligkeit bestand wahrscheinlich darin, daß der Inhalt der durch- schnittenen Matricui’schen Gefäße in die Bauchhöhle gelangte. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 17 250 ALEXANDER V. GORKA, Später schaffte ich Abhilfe, indem ich nach der Durchschneidung das Ende der Marrıcarschen Gefäße mit Kollodium überzog. Von den derart operierten Tieren überstand eine viel größere Anzahl die Operation als von denen, welche auf die erste Weise ‚operiert wurden. Einige der derart operierten Käfer blieben auch 3 Wochen am Leben und fraßen normal, so daß ich an solchen Exemplaren die Veränderungen untersuchen konnte, welche das Fernhalten des In- haltes der Matricui’schen Gefäße aus dem Darmrohr verursacht. Nach Durchschneidung der MaArriscHr’schen Gefäße bietet das Darm- rohr von Gnaptor sowohl in histologischer als auch in physiologischer Hinsicht sehr interessante und für die Beurteilung der physiologischen Funktion der Mauricuischen Gefäße hochwichtige Veränderungen. Die interessantesten Resultate verhieß vor allem die chemische Unter- suchung des hinteren Teiles des Mitteldarmes. Im normalen Zustande reagiert dieser Teil stets alkalisch, bei den operierten Käfern hingegen zeigt er eine ebenso ausgeprägt saure Reaktion wie der vordere Teil des Mitteldarmes. Die Farbe des roten Lackmuspapieres erleidet keine Veränderung, das blaue Lackmuspapier aber erhält eine entschieden rote Farbe, ein Zeichen davon, daß nach Durchschneiden der MaArrıcarschen Gefäße die alkalischen Substanzen, welche im hinteren Teil des Mitteldarmes die Wirkung der sauren Salze aufheben, nicht mehr in den Mittel- darm gelangen konnten. Durch dieses Experiment, welches ich 16mal mit dem gleichen Resultat wiederholte, ist wahrscheinlich, daß das Secret der Mauricurschen Gefäße zu der alkalischen Reak- tion des hinteren Teiles des Mitteldarmes mit beiträgt. Natürlich ist auch der Einwand völlig berechtigt, die saure Reaktion könne auch durch den infolge der Operation eingetretenen unnatürlichen Zustand hervorgerufen sein; dieser Einwand wäre aber nur dann stichhaltig, wenn die Experimente kurze Zeit nach der Operation und nur an fastenden Käfern durchgeführt worden wären. Ich habe aber auch solche Käfer in das Experiment einbezogen, welche nach der Operation völlig normal mehrmal gefressen hatten. Mit Rücksicht auf die Wichtigkeit der Sache gebe ich im folgenden einige Angaben aus dem Protokoll meiner Versuche: Experiment I. Operation am 20. April 1910. Das Tier ist am 25. April 1910 eingegangen. Physiologie der Marpréxr'schen Gefäße der Käfer. 951 Resultat: Der vordere und hintere Teil des Mitteldarmes färbt blaues Lackmuspapier gleicherweise rot. Experiment II. Operation am 20. April 1910. Das Tier ist am 28. April 1910 eingegangen. Resultat: Wie bei Experiment I. Experiment III. Oe tion am 20. April 1910 Das Tier nahm am 30. April 1910 reichlich Nahrung zu sich. Hs wurde am 1. Mai 1910 getötet. Resultat: Wie bei Experiment 1. Experiment IV. pee eben am 20. April 1910. Das Tier ging bereits am folgenden Tage ein. à Resultat: Der vordere Teil des Mitteldarmes färbt blaues Lackmus- papier rot; der hintere des Mitteldarmes ist blauem Lackmuspapier gegen- über wirkungslos, rotes Lackmuspapier färbt er blau. Die Manricut’ schen Gefäße färben rotes Lackmuspapier blau. Experiment V. “ Operation am 10. Mai 1910. Das Tier nahm am 12. und 21. Mai reichlich Nahrung zu sich und wurde am 2. Juni 1910 getötet. Resultat: Wie bei Experiment I. Experiment VI. Operation am 10. Mai 1910. Das Tier ist am 2. Juni 1910 noch am Leben, hat aber bisher keine Nahrung zu sich genommen. Es wurde am 2. Juni 1910 getötet. Resultat: Wie bei Experiment I; die MALPpIGHT’schen Gefäße färben xotes Lackmuspapier blau. Experiment VI. Gperation am 12. Mai 1910. Das Tier nahm am 18. Mai, 2. und 10. Juni 1910 reichlich Nahrung zu sich. Es wurde am 10. Juni 6 Stunden nach der Nahrungsaufnahme ‚getötet, also zu einer Zeit, wo nach meinen Erfahrungen die Verdauung im Mitteldarm von Gnaptor am lebhaftesten vor sich geht. Resultat: Wie bei Experiment I. Experiment VII. Operation am 12. Mai 1910. Das Tier erhielt am 18., 25. Mai und 1. Juni Futter, von welchem es große Mengen sennainie, 24 Stunden nach der letzten Nahrungs- aufnahme, also zu einer Zeit, wo nach meinen Erfahrungen die Ver- dauung im Mitteldarm bereits beendet ist, wurde es getötet. ; es 252 ALEXANDER V. GORKA, Résultat der Autopsie: Der Enddarm, besonders das Rectum, ist prall gefüllt mit den darin enthaltenen Stoffen ; der Mitteldarm zeigt eine etwas geringere Füllung als normalerweise. Die Maupicur’schen Gefäße sind tatsächlich durchgeschnitten. Resultat der chemischen Untersuchung: Wie bei Experiment I. Experiment IX. Operation am 12. Mai 1910. Das Tier erhielt jeden Tag frische Nahrung, so daß die Nahrungs- aufnahme in völlig normaler Weise vor sich ging. Es wurde am 26. Juni 1910 getötet. Resultat der Zergliederung: Die MALPIGHT schen Gefäße sind tat- sächlich sämtlich durchgeschnitten. Resultat der chemischen Untersuchung: Wie bei Experiment I. Von einer Veröffentlichung des Protokolls der Experimente X—XVI kann ich absehen, da sie nichts Neues enthalten und nur das Resultat der Experimente I—IX bekräftigen. Auf Grund der angeführten Versuche ist meine Schlußfolgerung wohl annehmbar, daß die Maupicui’schen Gefäße alka- lisch reagierende Substanzen in den hinteren Ab- schnitt des Mitteldarmes liefern und daß unter nor- malen Verhältnissen diese Substanzen die alkalische Reaktion dieses Darmabschnitts hervorrufen. IV. Der Einfluß der Durchschneidung der MALPIGHT’schen Gefäße auf das Epithel des Mitteldarmes. Das Secret der Manrıcar'schen Gefäße modifiziert nicht bloß die Reaktion des Mitteldarmes, sondern ist auch ven Einfluß auf die Epithelschicht desselben. Dieser Einfluß ist so beträchtlich, daß er sofort auffällig wird, wenn man aus dem hinteren Teil des Mittel- darmes operierter Tiere angefertigte Schnitte mit solchen ähnlicher Teile von normalen Tieren vergleicht. Um die Unterschiede nachzuweisen, beschreibe ich vorerst, wenigstens in groben Zügen, die histologische Struktur des Mittel- darmes von Gnaptor und skizziere kurz die mit der secretorischen Funktion der Epithelzellen zusammenhängenden Veränderungen. Der Mitteldarm von Gnaptor besteht, wie der Mitteldarm der Insecten im allgemeinen, von innen nach außen aus folgenden Teilen: 1. der Epithelschicht mitsamt den das Epithel regenerierenden Zellen, welche in den bereits erwähnten drüsenartigen Ausstülpungen (Crypten) liegen; -2. der Basalmembran (Membrana propria), welche Physiologie der Marricur’schen Gefäße der Käfer. 953 am Grunde des Epithels zu finden ist; 3. der Muskelschicht. Außer diesen 3 Schichten findet sich am Darme mancher Insecten noch die sogenannte „seröse oder peritoneale Hülle“ („Tunica serosa“), welche das Darmrohr von außen völlig umhüllt. So fand sie Frırze *) bei den Ephemeriden, MınGazzını ?) bei verschiedenen Lamellicornier- larven, VÄnseL?) bei Hydrophilus und REnGEL* bei der Larve desselben. Der größte Teil der Forscher konnte diese peritoneale Membran nicht auffinden, Frenzen®) und Wersmann®) bestreiten sogar ihre Existenz und führen ihre Beschreibung darauf zurück, daß sich die betreffenden Forscher von den Analogien des Darmes der Wirbeltiere nicht genugsam befreien konnten. Eine peritoneale Membran oder, besser gesagt, eine der peritonealen Membran ähnliche Hülle ist am Darm der Käfer äußerst selten festzustellen; auch am Mitteldarm von Gnaptor und Necrophorus fehlt sie völlig. Die wichtigste unter sämtlichen Schichten ist mit Hinsicht auf das Endziel meiner Untersuchungen die Epithelschicht, deren Haupt- aufgabe in der Absonderung von Verdauungssäften und nach den bisherigen Untersuchungen wenigstens bei einem Teil der Käfer in der Resorption der verdauten, also bereits resorptionsfähig gemachten Stoffe besteht. Das Epithel ist im Mitteldarm von Gnaptor stets einschichtig. Oft ist es anscheinend mehrschichtig, erstreckt man jedoch die e Unter- - suchung auf den in verschiedenen Phasen der Secretion befindlichen D are ‘yon Gnaptor, so erhellt, daß die Mehrschichtigkeit nur eine scheinbare und in einem gewissen Stadium der Secretion vor- . 1): Frirzz, A., Ueber den Darmkanal der Ephemeriden, in: Ber. naturf. Ges. Freiburg i, B., Vol. 4, 1888. : 2) MINGAZZINT, P., Ricerche sul canale digerente della larve dei Lamellicorni fitofagi, in: Mitth. zool. Stat. Neapel, Vol. 9, p. 266—304, tab, 9—11. i 3) VANGEL, E., Beiträge z. Anat., Histologie u. Physiologie des Ver- dauungsapparates d. Wasserkäfers, in: Gsm Füz., Vol. 10, 1886, p. 193. .: 4) RENGEL, C., Ueber die Veränderungen des Drame bei, Tenens molitor | rent ee Metamorphose, in: Z. wiss. Zool., Vol. 62, 1896, p. 23. Nach RENGEL ist der Mitteldarm bei der Lire von Hydrophilus piceus von einer strukturlosen, hyalinen Membran eingehüllt. _. 5) FRENZEL, J., Einiges über den Mitteldarm der Insekten sowie über osha anamar hr in: Arch. mikrosk. Anat., Vol. 26, 1886, p. 229 bis 306. a) WEISMANN, A., Die nachembryonale Hhtwickigne der: Musciden, in: Z. wiss. Zool., Vol. 14, 1864. 254. ALEXANDER V. GORKA, übergehend zu beobachten ist. Der Secretionsvorgang verleiht dem Epithel eine so wechselnde Struktur und erschwert die Feststellung des Zusammenhanges und der Reihenfolge der einzelnen mit der Secretion verbundenen Vorgänge in solchem Maße, daß nur die sehr eingehende Untersuchung einer großen Anzahl von Mitteldärmen ein befriedigendes Resultat geben kann. Nach viel unnützer Mühe konnte ich mich nur an der Hand von Schnitten aus dem Mitteldarm planmäßig genährter und gehungerter Gnaptoren in diesem Labyrinth zurechtfinden. , Ich sammelte den Käfer in großer Zahl und tötete die einzelnen Exemplare 1}, 1, 11}, 2, 21}, 3, 4, 6, 24 und 48 Stunden nach der Nahrungsaufnahme und einige Exemplare nach 4- und mehrwöchentlichem Fasten; derart gelang es mir die wichtigeren Phasen der Secretion ins reine zu bringen.!) 1) Ich tötete die Käfer mit Chloroform, präparierte den Mitteldarm unter Wasser rasch heraus und verwendete zur Fixierung der MALPIGHI- schen Gefäße verschiedene Fixiermittel. Am besten bewährte sich MAYER- sche Flüssigkeit (Pikrinsalpetersäure) und MÖLLER’sches Formol-Kalium- bichromat (über die Zubereitung vgl. Z. wiss. Zool., Vol. 66, 1899, p. 85—86), ferner CArnoY’sche Flüssigkeit (Alkohol abs. 6 Vol., Chloro- form 3 Vol. und Essigsäure 1 Vol.) Bei Anwendung der letzteren Flüssigkeit (10—20 Minuten) erhielt ich die anschaulichsten und klarsten mikroskopischen Bilder. Sublimatlösungen (Sublimat-Alkohol, Lang’sche Flüssigkeit etc.) erwiesen sich zur Untersuchung des Epithels des Mittel- darmes sozusagen als völlig unbrauchbar. Zur Anfertigung genauer Längs- und Querschnitte fixierte ich das präparierte Darmrohr, wie bereits auf S. 241 erwähnt, an ein dünnes Holzstäbchen gebunden. Zur Einbettung benutzte ich ausschließlich Celloidin. Zur übersichtlichen Untersuchung der allgemeinen Struktur des Darm- rohres fertigte ich 15—20 u dicke Schnittserien an, zum Studium der Details jedoch 5—8 u dicke Schnitte. Zum Färben verwendete ich gewöhnlich Hämatein und Eosin, ferner Eisenhämatoxylin nach HEIDENHAIN. Speziell zur Aufklärung der anato- mischen und allgemein histologischen Struktur des Darmrohres färbte ich zahlreiche Präparate nach der CALLEJA’schen Methode (vgl. Ztschr. wiss. Mikrosk., Vol. 15, p. 322—324) mit lithiumkarbonathaltigem Karmin und pikrinsäurehaltigem Indigokarmin, ferner nach der Methode von VAN GIESON und W. MÖLLER mit Hämatoxylin und Säurefuchsin-Pikrin- säure (vgl. Ztschr. wiss. Mikrosk., Vol. 15, p. 172—177). ‘Die derart gefärbten und gewöhnlich ausgezeichnet differenzierten Präparate leisteten mir besonders bei dem übersichtlichen Studium der histologischen Struktur des Darmrohres vortreffliche Dienste. Bei Untersuchung der Details hat sich außer HEIDENHAIN’schem Eisenhämatoxylin noch die Methode von GIEMSA-ROMANOWSKY und Nachfärbung mit Eosin sehr gut bewährt. Physiologie der Marpréarschen Gefäße der Käfer. 255 Bei lange Zeit fastenden Exemplaren ist das den Mitteldarm auskleidende Epithel genau einschichtig. Die Zellen desselben sind langgestreckt, cylindrisch. Ihr dem Darmlumen zugekehrter Teil ist durch einen deutlichen Stäbchensaum (Rhabdorium) abgesetzt, welchen Pikrinsäure gelb, Säurefuchsin und Eosin lebhaft rot färbt. Der Stäbchensaum ist kontinuierlich, weder an Quer- noch an Längs- schnitten sind größere Unterbrechungen sichtbar. Unmittelbar darunter folgen entschieden diskrete, mit Hämatoxylin eine violette Färbung annehmende Körnchen und unter diesen in größerer oder kleinerer Menge unregelmäßig angeordnete Körnchen, welche sich aber mit Hämatoxylin in geringerem Maße färben. Im Zellkörper (Sarc) am Grunde der Zellen verlaufen mit Eosin und Säurefuchsin färbbare, unzählige kleine Fäden von verschiedener Dicke, deren Verlauf meistens der Längsachse der Zelle folgt. Der übrige Teil des Zellplasmas ist von fein körniger Struktur. Der Zellkern ist gewöhnlich eiförmig und nimmt die Mitte der Zelle ein. Das Chro- matin ist in Körnchenform gewöhnlich gleichmäßig in der Kern- substanz verteilt. Bei der Nahrungsaufnahme häufen sich in dem Darmlumen zugekehrten Teile der Epithelzellen große Mengen von Secretkörnchen an. Letztere werden später in stetig größeren Massen gebildet, dringen aber kaum tiefer als bis zur Mitte der Zelle; im basalen Teil der Zellen konnte ich Secretkörnchen nie beobachten. Die Secretkörnchen sammeln sich dann unter dem Stäbchensaum in solchen Mengen an, daß sie den dem Darmlumen zugekehrten Teil der Epithelzellen kolbenförmig auftreiben und den Stäbchensaum, welcher in diesem Stadium stetig schmäler wird, un- kenntlich machen. Die kolbenförmigen Auftreibungen vergrößern sich stetig, bis sie sich endlich vom Zellkörper abschnüren und in Form großer Tropfen in das Lumen des Mitteldarmes gelangen. Natürlich gehen bei dieser Gelegenheit häufig ganze Zellen zugrunde, und mit den kolbenartig angewachsenen und abgeschnürten Teilen gelangen auch Zellkerne in das Darmlumen, wo sie dann zugrunde gehen. Trotzdem ist es allgemeine Regel, daß die Epithelzellen im Laufe ihrer secretorischen Tätigkeit nicht unbedingt zugrunde gehen müssen. Nach Abschnürung der Secretkörnchen enthaltenden kolben- und tropfenförmigen Anschwellungen tritt der Stäbchensaum wieder hervor, und die Bildung der Secretkörnchen beginnt aufs neue. Diese Anhäufung von Secretkörnchen ist aber nicht in sämtlichen den Mitteldarm auskleidenden Epithelzellen zu sehen. Mitunter be- finden sich auf großen Gebieten die Epithelzellen in völliger Ruhe; 256 ALEXANDER V. GORKA, der dem Lumen zugekehrte Teil wird durch einen deutlich ‘sicht- baren Stäbchensaum bedeckt, und auch Secretkérnchen sind darin in größerer Menge nicht enthalten. Dies sind wahrscheinlich resor- bierende Zellen. Als kraftige Stütze dieser Annahme führe ich an, daß an Schnitten aus dem Mitteldarm von reichlich gefütterten Gnaptoren nach Behandlung mit 1°/,iger Osmiumsäure in diesen Zellen mitunter in großer Anzahl schwarze Körnchen zu beobachten sind, offenbar Fettkörnchen.!) Ähnliche Fettkörnchen treten im Innern der kräftig secernierenden Epithelzellen nur sporadisch, als sroße Seltenheit, auf. Die Zahl der secernierenden und resorbierenden Zu wird nach meinen Beobachtungen durch die Anwesenheit und Menge der resorptionsfähigen Stoffe bestimmt. Im Mitteldarm normal genährter Gnaptoren sind gewöhnlich an einer Seite die Epithelzellen der ganzen Länge des Darmes entlang an der Secretion unbeteiligt und sicherlich durch die Resorption eines Teiles der resorptionsfähig ge- machten Stoffe in Anspruch genommen. Im Mitteldarm längere Zeit fastender Tiere beginnt sozusagen in sämtlichen Zellen die Bildung und Anhäufung der Secretkörnchen. Die Zahl der ruhen- den Zellen ist dann verhältnismäßig sehr gering. Dieser Befund läßt sich meiner Ansicht nach so deuten, daß im Mitteldarm normal genährter Gnaptoren stets resorptionsfähige Stoffe vorhanden sind und deshalb die Zahl der resorbierenden und ruhenden Zellen zu- einander im Verhältnis steht. Im Mitteldarm lange Zeit fastender 1) Viele meiner Beobachtungen weisen darauf hin, daß die in den Epithelzellen des Mitteldarmes nachweisbaren Fettkörnchen als Reserve- stoffe dienen. In gewissen Zellen des Mitteldarmes im Sommer gesammelter Gnaptoren ist die Menge der Fettkörnchen eine besonders große, bei im Frühjahr gefangenen Käfern hingegen fand ich nur selten vereinzelte Fett- körnchen. Besonders reichlich fanden sich Fettkörnchen in den Mittel- darmzellen solcher Gnaptoren, welche ich mit viel Fett enthaltenden Stoffen gefüttert hatte. Ahnliche Beobachtungen machte an verschiedenen Insecten auch C. SCHLÜTER (Beiträge zur Physiol. und Morphologie des Verdauungsapparates d. Insekten, in: Ztschr. allg. Physiol., Vol. 13, p. 155—200), der außerdem noch feststellte, daß Periplaneta orientalis und andere untersuchte Insecten auch mit Fett nicht enthaltenden Stoffen gefüttert in ihren Mitteldarmzellen Fettkörnchen bilden; seiner Meinung nach sind also die Insecten imstande aus pflanzlicher Nahrung auch selb- ständig Fette aufzuspeichern. So fütterte SCHLÜTER z. B. einen Carabus nach 5tägigem Fasten 6 Tage lang mit Apfeln und fand die Zellen des Mitteldarmes ebenso mit Fettkörnchen gefüllt wie bei solchen Caraben, welche mit Fleisch gefüttert worden waren (1. c., p. 183). Physiologie der Marpiénrschen Gefäße der Käfer. 257 Gnaptoren sind resorptionsfähige Stoffe nicht vorhanden, so daß die secretorische Funktion der Epithelzellen in den Vordergrund tritt. : Spezielle, schon durch ihre besondere Gestalt auffallende Re- sorptionszellen, wie sie VAN GEHUCHTEN !) im Mitteldarm von Péycho- ptera contaminata gefunden hat, sind im Mitteldarm von Gnaptor nicht vorhanden. Ebenso fehlen auch die von P. DEEGENER „Caly- cocyten“ benannten Zellen, welche mit den oben beschriebenen Epithelzellen ganz ähnlichen sogenannten „Sphaerocyten“ gemeinsam, 3. B. bei der Raupe von Malacosoma castrensis, die Epithelschicht des Mitteldarmes bilden. Nach DEEGENERr’s ?) Untersuchungen sind näm- lich im Mitteldarm gewisser Raupen neben den zur Regeneration dienenden Zellen zweierlei Epithelzellen vorhanden. Die eine Art bezeichnet er als Sphaerocyten, die andere als Calycocyten. Die Sphaerocyten stimmen mit den von verschiedenen Autoren im Mittel- darm der Insecten beschriebenen ,cylindrischen Epithelzellen“ völlig überein; charakteristisch ist der große Zellkern, welcher gewöhnlich die Mitte der Zelle einnimmt, ferner ihr basophiles Secret, welches stets in Form kolbenartiger Zellanhängsel in das Lumen des Mittel- darmes, gelangt. Die Calycocyten sind den von verschiedenen Autoren beschriebenen Becherzellen und den einzelligen Drüsen Leypie’s gleichwertig; den Sphaerocyten gegenüber charakterisiert sie der kleine Kern, welcher im basalen Teil der Zelle liegt und das acidophile Secret. DEEGENER war auf Grund seiner Unter- suchungen an Malacosoma castrensis ?) zuerst der Meinung, die beiderlei Zellen seien eigentlich nur verschiedene Phasen in der Funktion ein und derselben Art von Epithelzellen. Auf Grund seiner Unter- suchungen an der Raupe von Deilephila euphorbiae und anderen In- secten*) gelangte er aber später zur Überzeugung, daß jede dieser zweierlei Zellarten einen völlig verschiedenen Epithelzellentypus repräsentiere, welche sich nie ineinander unwandeln können. Ich kann diese Auffassung DEEGENER’s auf Grund meiner Untersuchungen an verschiedenen Raupen in vollem Umfang bekräftigen. Im Mittel- darm der untersuchten Raupen konnte ich die beiden. Zellarten en 1). VAN ru: ler tire 2) DEEGENER, P. , Beiträge zur res dr Darmackretions Teil : Dash em in: Arch. Naturg., Jg. 75, 1909, Bd. 1, p. 100. 4. 8) DEEGENER, Entwicklung des Darmkanals der Insecten während der Metamorphose. 2. Malacosoma castrensis, in: Zool. Jahrb., Wee 24, Anat., 1908. an 4) In: Arch. Naturg., Jg. 75, 1909, Bd. 1, p.. 71-110, 958 ALEXANDER V. GORKA, überall auffinden, im Mitteldarm von Gnaptor, Carabus, Necrophorus und zahlreicher anderer Kafer suchte ich vergeblich nach den Calycocyten, so daß ich auf Grund dessen behaupten kann, daß der Mitteldarm bei dem größten Teil der Käfer von gleichförmigen (homomorphen) Epithelzellen ausgekleidet wird, welche je nach der Menge der der Verdauung und Resorption harrenden Stoffe ab- wechselnd eine secretorische und resorbierende Tätigkeit ausüben.?) Bei hungernden Tieren üben sozusagen sämtliche Epithelzellen des Mitteldarmes eine secretorische Tätigkeit aus; jede Epithelzelle weist in ihrem dem Darmlumen zugekehrten Teil die mit Secret erfüllten kolben- oder tropfenförmigen Anhängsel auf. Meine sämtlichen Befunde zeugen dafür, dab die secretorische Tätigkeit der Epithelzellen nicht unter dem Einfluß der in den Mitteldarm aufgenommenen Nahrung beginnt. Sobald im Mittel- darm keine resorptionsfähigen Stoffe vorhanden sind, tritt sofort die secretorische Tätigkeit in den Vordergrund, so daß eben deshalb bei hungernden Käfern der Mitteldarm stets mit Verdauungssäften angefüllt ist, welche also die in den Mitteldarm gelangende Nahrung in jedem Falle bereits fertig erwarten. Als Resultat dieses eigen- tümlichen Prozesses ist der Darm auch bei lange Zeit andauerndem Fasten nicht leer; die Epithelzellen des Mitteldarmes bilden unaus- gesetzt neues Secret, welches den Mitteldarm völlig anfüllt. Der Prozeß der Secretion selbst geht während des Fastens periodisch vor sich. Sind im Mitteldarm keine zur Verdauung und Resorption geeigneten Stoffe vorhanden, so sind, wie bereits oben erwähnt, so- zusagen an sämtlichen Epithelzellen des Mitteldarms außerordentlich lebhafte Secretionsvorgänge zu beobachten. Von jeder Zelle trennen sich mit Verdauungssäften gefüllte kolben- und tropfenförmige An- hängsel. Im Zusammenhang mit diesen Vorgängen bildet sich, nach- dem das Secret aus dem dem Darminnern zugekehrten Teil der Zellen in das Lumen des Darmes gelangt ist, an jener Stelle, wo dieses Secret mit den Epithelzellen in Berührung steht, eine schleimige, gallertartige Membran mit geschichteter Struktur, welche den Inhalt des Mitteldarmes umhüllt. Diese Membran, wie sie ähn- lich bereits RAmpoHr’) im Jahre 1811 am Mitteldarm von Heme- 1) Zu ähnlichen Resultaten gelangte in neuerer Zeit auch A. STEUDEL, der die doppelte Funktion der aktiven Darmepithelzellen (Resorption und Secretion) bei Periplaneta und Carabus nachwies, in: Zool. Jahrb., Vol. 33, Physiol., p. 217. 2) ep. 102. Physiologie der Marrrcarschen Gefäße der Käfer. 259 robius perla beobachtete und welche von A. SCHNEIDER!) als „Trichter“ bezeichnet wurde, gegenwärtig aber nach BazBranr?) und Prarzau *) Membrana peritrophica („membrane péritrophique“) genannt wird, ist außerordentlich resistent. In gewöhnlicher Kali- und Natronlauge ist sie nicht löslich; desgleichen ist auch eine Pepsin- oder Diastaselösung wirkungslos. In Trypsinlösung wird sie etwas gelöst. lod färbt sie braun. Farbstoffe nimmt sie nicht leicht auf, jedoch nimmt sie nach Behandlung mit 10°/,igem salz- saurem Anilin und 10°/,igem Kaliumbichromat eine blaue Farbe an, was auf Chitin oder eine chitinartige Substanz hinweist. Auch proteinartige Stoffe enthält sie in beträchtlicher Menge, da die Biuretreaktion und die Mrzrowsche Probe ein positives Resultat _ ergeben. | Die peritrophische Membran von Gnaptor zeigt an Querschnitten eine ausgeprägt geschichtete Struktur und die einzelnen Lamellen eine wellige Oberfläche. Befreit man die peritrophische Membran mitsamt ihrem Inhalt aus dem Mitteldarm und untersucht sie der Länge nach auf dem Objektträger unter dem Mikroskop oder fertigt man daraus Längs- und Querschnitte an und behandelt dieselben mit salzsaurer Anilinlösung und 10°/,igem Kaliumbichromat {), so ist deutlich zu beobachten, daß die einzelnen Lamellen wieder aus longi- tudinalen Fasern zusammengesetzt sind. Nach Ausbildung der peritrophischen Membran gelangen die Epithelzellen anscheinend in eine Ruheperiode, erhält der Gnaptor. 1) In: Zool. Beiträge, Vol. 2, 1887, p. 82. 2) .tudes anatomique et histologique sur le tube digestif des Crytops, in: Arch. Zool. exper. (2), Vol. 8, 1890. 3) PLATEAU, Rech. sur les phénomènes de la digestion chez les Insects, Leipzig 1874. 4) Ich wendete folgendes Verfahren an. Die Schnitte kamen auf 3—4.Minuten in eine 10°/,ige salzsaure Anilinlösung, zu welcher ich vor dem Einlegen der Schnitte auf je 10 cem einen Tropfen: Salzsäure ge- geben hatte. Hierauf wurden die Schnitte rasch mit Wasser abgespült und in eine 10°/,ige Kaliumbichromat-Lösung gebracht, worin sie so lange belassen wurden, bis die peritrophische Mean) eine lebhafte Färbung annahm. Die anfänglich grüne Farbe verwandelt sich in gewöhnlichem Leitungswasser oder in Ammoniak-Alkohol in ein dunkles Blau. An solchen Präparaten läßt sich die peritrophische Membran, welche sonst sehr schwierig oder überhaupt nicht zu färben ist, gut a Es ist nur schade, daB diese Präparate in Canadabalsam sehr bald grün werden und aus- leichen. Vgl. A. BETHE, Die Otocyste von ee à in: Zool. Jahrb., Vol. 8. Anat., 1895, p. 544—564. 260 ALEXANDER V. GORKA, aber keine Nahrung, so beginnt in den Epithelzellen der Secretions- prozeß nach einer gewissen Zeit von neuem, nnd das Resultat ist wiederum eine Abschnürung von Secretkugeln von der dem Darm- lumen. zugekehrten Partie der Epithelzellen und die Entstehung einer neuen peritrophischen Membran an der Grenze des Secrets und der Epithelzellen. Im Mitteldarm längere Zeit fastender Käfer tritt dieser Prozeß, nach den mikroskopischen Bildern zu urteilen, in wahrscheinlich regelmäßig wiederkehrenden Zeiträumen wiederholt ein. Ich habe hungernde Gnaptoren gesehen, in deren Mitteldarm der Darminhalt von einer aus unzähligen Lamellen bestehenden peritrophischen Membran umhüllt wurde. Nach Ausübung ihrer resorbierenden und secretorischen Funktion degenerieren die den Mitteldarm auskleidenden Epithelzellen all- mählich, werden zur ferneren Erfüllung ihrer Aufgabe immer un- geeigneter und gehen stufenweise zugrunde, so daß der Organismus unbedingt auf ihren Ersatz bedacht sein muß. Dieser Ersatz voll- zieht sich im Mitteldarm verschiedener Käfer auf verschiedene Weise, weshalb das Studium dieses Prozesses den verschiedenen Forschern stets ein dankbares Thema war. Dementsprechend bietet die Literatur auch gegenwärtig sehr viele Angaben über dieses Objekt. Zwar sind die Befunde der einzelnen Forscher und deren Deutung in bezug der histologischen Details der Regeneration sehr abweichend, die mir zur Verfügung stehenden Angaben lassen sich aber trotzdem ohne jeden Zwang in 2 Gruppen teilen. Nach dem einen Teil der Forscher vollzieht sich der Ersatz des Epithels partienweise und suecedan, nach dem anderen Teil aber periodisch und simultan. Die Ver- fechter der ersteren Auffassung sind FRENZEL!), ADLERZ?), ROUVILLE?), Baupranı®), DEEGENER°), Runerus®), der letzteren eine ganze Schar 1) FRENZEL, Einiges über den Mitteldarm der Insekten, sowie über Epithelregeneration, in: Arch. mikrosk. Anat., Vol. 26, 1886, p. 229 bis 306, tab. 7—9. 2) ADLERZ, Om digestionssecretionen jemte nägra dermed samman- hängande fenomen hos insekter och myriopoder, in: Bih. Svensk. Akad. Saul, Vol. 16, 1890. 3) DE ROUVILLE, Sur la genèse de l’épithélium intestinal, in: CR. Acad. Sc. Paris, Vol. 120, p. 50—52. 4) BALBIANT, Etud. anatomiques et histologiques sur le tube digestif des Crytops, in: Arch. Zool. exper. (2), Vol. 8, 1890, p. 1—82, tab. 1—6. : 0) DEEGENER, Beiträge zur Kenntniss der Darmsekretion. I. Deile- phila euphorbiae L., in: Arch. Naturg., Jg. 75, 1909, Bd. 1, p. 71—110, Physiologie der MArrıcnr’schen Gefäße der Käfer. 961 älterer und neuerer Forscher, besonders B1zz0ZERoO '), RENGEL?), und von den Physiologen BIEDERMANN ?). Die Details kann ich hier ge- trost übergehen, da einesteils die Abhandlungen der soeben ange- führten Forscher reichlich Aufklärung geben, anderenteils ich mich gegenwärtig speziell bei Gnaptor auf den Regenerationsprozeß nur so weit einlassen will, als zum Verständnis der infolge der Durch- schneidung der Mazricarschen Gefäße eintretenden Regenerations- veränderungen notwendig ist. Bei Gnaptor vollzieht sich die Regeneration des Darmepithels unter normalen Verhältnissen stufenweise und succedan. Der Re- generationsprozeb geht von den drüsenartigen Ausstülpungen (Crypten) aus, welche an der Wand des Mitteldarmes schon mit schwacher - Vergrößerung sichtbar sind. Diese Ausstülpungen werden „Drüsen- erypten“ oder einfach ,Crypten“, ,cripte glandulari“, „nidi di cel- lule“, „follicoli gastriei“ genannt. Früher wurden diese Crypten auf Grund der Untersuchungen FRENZEL’s *) an der Larve von Tenebrio molitor für Drüsen gehalten. Jedoch bereits im Jahre 1887 wies OUDEMANS?) an Machilis maritima, Lepisma, Campodea und Japyx, tab. 2; II. Macrodytes (Dytiscus) circumcinctus AHRr., ibid., Jg. 76, 1910, Bd. 1, p. 27—43. 6) RUNGIUS, Der Darmkanal (der Imago u. Larve) von Dan marginalis L., in: Z. wiss. Zool., Vol. 98, p. 179—287. 1) BIZZOZERO, Ueber die ends Drüsen des Da anal u. d. Beziehungen ihres Epithels zu dem Oberflächenepithel d. Schleim- haut, in: Arch. mikrosk. Anat., Vol. 42, 1893, p. 102—128; italienisch, in: Atti Accad. Torino, Vol. 27, 1891, p. 988—1004; Vol. 28, p. 103 bis 117. — Ders., Sulla derivazione dell’ epitelio dell’ intestino dall’ epitelio delle sue ghiandole tubulari, in: Atti Accad. Torino, Vol. 24, 1889, p- 702. 2) RENGEL, Ueber die Veränderungen des Darmepithels bei Tenebrio molitor während der Metamorphose, in: Z. wiss. Zool., Vol. 62, 1896, p. 1—60. — Ders., Ueber d. period. AbstoBung u. Neubildung d. ges. Mitteldarmepithels b. Hydrophilus, Hydrous u. Hydrobius, ibid., Vol. 63, 1898, p. 448—455. 3) BIEDERMANN, Beitriige z. vergleich. Physiologie der Verdauung. I. Die Verdauung d. Larve von Tenebrio molitor, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 72, 1898, p. 105—162. 4) FRENZEL, Ueber d. Darmkanal d. Crustaceen nebst Bemerkungen zur Hpithelregeneration, in: Arch. mikrosk. Anat., Vol. 25, 1885, p. 137 bis 190. — Ders., Einiges über den Mitteldarm a ita, sowie über Epithelregeneration, ibid., Vol. 26, 1886, p. 229—306. 5) OUDEMANS, dene tot ‘ls kennis der Thysanura en Collembola. in: Acad. Schrift. Amsterdam, p. 1—104. 262 ALEXANDER V. GORKA, : ferner Mrazz u. Denny?*) an Periplaneta nach, dab die sogenannten „FRenzev’schen Crypten“ Keimstätten junger Zellen seien, welche als Ersatz des Mitteldarmepithels dienen. Dieser Ansicht schloß sich auf Grund seiner Untersuchungen an Cryptops im Jahre 1890 auch Bausranı?) an. Seither ist diese Auffassung allgemein ange- nommen. Die histologische Struktur dieser Crypten ist im Mittel- darm von Gnaptor folgende: Die Ausstülpungen sind in die Muskelschicht des Mitielianies eingebettet. Jede einzelne derselben wird von außen von einer außerordentlich resistenten, an die Basalmembran des Mitteldarmes erinnernden Membran umhülltt Am Grunde der Ausstülpung liegt eine große Anzahl von Zellen mit großen Kernen und reichem Chromatingehalt, welche sich in lebhafter mitotischer Teilung be- finden; dies sind die Mutterzellen der zur Regeneration dienenden Zellen. Unmittelbar nach der Regenerationsperiode sind die Crypten sozusagen gänzlich mit solchen Keimzellen angefüllt. Nach einer gewissen Zeit tritt unter diesen Zellen eine Differenzierung: ein, und gegen die Mitte der Ausstülpungen bilden sich cylindrische Epithel- zellen, welche in der „Ruheperiode* mit Ausnahme des basalen Teiles das Innere gänzlich ausfüllen und sich in der Weise über- einander lagern wie in der Knospe die Biattanlagen. Später bilden sich in dem dem Inneren der Crypten zugekehrten Teil dieser Zellen mit körnigem Secret erfüllte Vacuolen, welche auf die Seitenwände der Crypten einen Druck ausüben, so daß diese ihre schlauchförmige Gestalt allmählich verlieren und im Querdurchmesser stetig größer werden. Zu gleicher Zeit ziehen sich auch die Mitteldarmmuskeln kräftig zusammen. Unter diesem zweifachen Druck verkürzt sich die Längsachse der Ausstülpungen, und die ihre Mitte einnehmenden Zellen gelangen näher an die Darmepithelzellen. Inzwischen wächst die Zahl der das Zentrum der Crypten bildenden cylindrischen Zellen immer mehr an, und ihre Gestalt gewinnt immer mehr Ähn- lichkeit mit den Epithelzellen des Mitteldarmes. Zur selben Zeit vergrößert sich der Querdurchmesser der Crypten unter dem Druck des oben erwähnten körnigen Secrets, besonders in ihrem dem Mittel- darmlumen zugekehrten Teil, noch mehr, und die Grenze zwischen 1) MrALL and DENNY, Studies in comp. anat. 3. The structure me life- -history of the codkre no (Periplaneta), an introduction of insects, London and Leeds, 1886, p. 1—224. 2) In: Arch. Zool. expér. (2), Vol. 8, 1890, p. 1—82. Physiologie der Marrianrschen Gefäße der Käfer. 963 dem Epithel des Mitteldarmes und den Epithelzellen, welche den mittleren und distalen Teil der Crypten bedecken, verwischt sich langsam. Natürlich bringen die an der Basis der Ausstülpungen befindlichen Keimzellen auch während des soeben beschriebenen Prozesses durch Teilung unausgesetzt neue Zellen hervor, welche dann stufenweise den Epithelzellen des Mitteldarmes ähnlich werden und so im Endresultat an die Stelle der erschöpften und durch den Secretionsprozeß zugrunde gegangenen Mitteldarmzellen treten können. Nachdem das Mitteldarmepithel derart stufenweise erneuert ist, nimmt auch die Lebhaftigkeit der Teilungsvorgänge in den Keimzellen der Crypten ab, im Zentrum unterbleibt die Absonderung der Secretkörnchen, und auch die Muskulatur des Mitteldarmes er- ‚schlafft. Infolgedessen gewinnen die Crypten ihre zu Beginn be- schriebene Form allmählich wieder. Die wichtigeren Phasen in der Funktion der regenerierenden Crypten sind auf Taf. 11 Fig. 13 am Querschnitt der 4 Crypten zu sehen. J. W. Forsom u. M. U. Werres!) haben an den Epithelzellen des Mitteldarmes bei den Collembolen sehr interessante Secretions- und Excretionsprozesse beobachtet. Nach ihren Befunden besitzen die im ersten Stadium der Secretion befindlichen Epithelzellen im groBen ganzen dieselbe Struktur wie die Epithelzellen im Mittel- darm von Gnaptor in der Ruheperiode, sind also cylindrisch, ihr Kern nimmt die Mitte der Zelle ein oder ist etwas der Basis ge- nähert, und ihr dem Darmlumen zugekehrter Teil wird von einem Stäbchensaum bedeckt. Später strecken sich diese Zellen beträcht- lich in die Länge, und ihr Kern zieht sich in den basalen Teil zurück; zu gleicher Zeit sondert sich das Protoplasma in 2 Teile: in einen äußeren, dem Darmlumen zugekehrten und einen die basale Partie ausmachenden inneren Teil. Der äußere Teil besitzt eine schaumige Struktur, mit vielen von Secret erfüllten Vacuolen und Concretionen; außerdem enthält er degenerierende Zellkerne und eine Unmasse von encystierten Gregarinen. Später bildet sich an der Basis der soeben erwähnten äußeren Protoplasmapartie, also an der Grenze des inneren und äußeren Teiles, eine scharf abgesetzte Membran (Intima); dieselbe scheidet den äußeren Teil vom inneren, in welchem sich die Kerne der Epithelzellen nach Bedarf amitotisch 1) FoLsom and WELLES, Epithelial degeneration, regeneration and secretion in the mid-intestine of Collembola, in: Univ. Illinois. The Uni- versity Studies, Vol. 2, No. 2, 1906, p. 1—40. 264 ALEXANDER V. GORKA, teilen. Hierauf löst sich der äußere Protoplasmateil ab und geht allmählich völlig zugrunde, wobei die darin aufgestapelten Ver- dauungssäfte und Zersetzungsprodukte frei werden. Der zurück- bleibende innere Teil, welcher sich inzwischen erneut und einen neuen Stäbchensaum entwickelt, bildet das Epithel des Mitteldarmes. Der vorhin beschriebene Prozeß wiederholt sich dann von neuem. Einen einigermaßen ähnlichen Vorgang beobachtete ich auch an dem Mitteldarmepithel bei einem Gnaptor-Exemplar. Der Darm dieses Gnaptors enthielt unzählige Gregarinen, und deshalb, sowie auch aus dem Grunde, daß ich unter der Unzahl von Gnaptoren, deren Mitteldärme ich untersuchte, nur in einem einzigen Fall einen ähnlichen Vorgang beobachten konnte, halte ich diese Art der Se- cretion bei Gnaptor nicht für normal; sie mag als Ausnahme sehr selten vorkommen, wenn die Epithelzellen die große Last ab- schütteln wollen, welche die im Darm in größerer Anzahl als ge- wöhnlich schmarotzenden Gregarinen ihnen aufbürden. Bei den Collembolen ist nach FoLsom u. Wertes dieser Vorgang die Regel. Nachdem wir jetzt mit den Vorgängen der Secretion und Re- generation der Epithelzellen des Mitteldarmes bei Gnaptor vertraut sind, kann ich auf die Veränderungen übergehen, welche nach Durehschneidung der Marrrenrschen Gefäße dabei auftreten. Ich habe breits erwähnt, auf welche Weise die MarPrGarschen Gefäße unmittelbar an ihrer Einmündungsstelle am zweckmäßigsten durchschnitten werden. Gelingt die Operation, so sind die Gnaptoren mit den durchschnittenen Matricurschen Gefäßen noch einige Tage am Leben zu erhalten und auch zur Nahrungsaufnahme zu bewegen: _ Das Ziel meiner Untersuchungen vor Augen, interessierte mich be- sonders die histologische Struktur des Mitteldarmes der letzteren, da ich bei deren Untersuchung neue Befunde erwartete. Und meine Erwartung hat mich nicht getäuscht. ‘Die aus dem Mitteldarm solcher Gnaptoren mit durchschnittenen Marrienrschen Gefäßen angefertigten Schnitte erschlossen mir interessante und zur Beurteilung der Funktion der MAupıcHrschen Gefäße sehr wichtige Veränderungen. Auffallend ist vor allem, daß die Epithelzellen im Mitteldarm solcher Gnaptoren genau einschichtig sind und den Epithelzellen normaler Tiere gegenüber degeneriert erscheinen (Taf. 11 Fig. 14 u. 15) An ihrem dem Lumen zuge- kehrten Ende sind sie mit einem mächtig entwickelten Stäbchen- saum (Taf. 11 Fig. 14 u. 15 stb) versehen. Ihr Kern nimmt genau die Mitte der Zelle ein und ist ärmer an Chromatin als die nor- Physiologie der Marrienrschen Gefäße der Käfer. 265 malen Zellkerne und eben deshalb mit den gebräuchlichen Kern- farbstoffen schwieriger zu färben. Am interessantesten ist aber der Umstand, daß am Mitteldarmepithel derartig operierter Gnaptoren Secretionsvorgänge nicht zu beobachten sind. Wie aus dem Quer- schnitt des Mitteldarmes auf Taf. 11 Fig. 15 und aus dem Längs- schnitt auf Fig. 14 ersichtlich ist, ist der Darm mit Nährstoffen (ink) angefüllt, und doch sind an den Epithelzellen dem Darmlumen zu nirgends die bereits oben beschriebenen Secretkugeln, kolben- und tropfenförmigen Anhängsel sichtbar, welche in ihren Vacuolen die Verdauungssäfte enthalten. Mit besonderem Nachdruck muß ich betonen, daß sich nicht nur im Mitteldarm nach der Operation weiter fressender Tiere derartige Verhältnisse finden, sondern auch bei nach der Operation mehrere Tage fastenden Exemplaren. Es ist dies deshalb auffallend, weil unter normalen Verhältnissen, wie ich bereits hervorgehoben habe, während des Hungerns sozusagen sämt- liche Epithelzellen des Mitteldarmes die mit der Secretion zusammen- hängenden charakteristischen Veränderungen aufweisen, d. h. im distalen Teil sämtlicher Epithelzellen des Mitteldarmes der Stäbchen- saum verschwindet, dessen Stelle an der dem Darmlumen zuge- kehrten Seite die kolben- und kugelförmigen Gebilde einnehmen, und auch der zwischen den Epithelzellen und der peritrophischen Membran befindliche Raum mit abgelösten und bereits in Körnchen zerfallenden Secretkugeln erfüllt ist. Alles dies fehlt im Mitteldarm der operierten Gnaptoren. Klar und beredter als jede Beschreibung illustriert den großen Unterschied zwischen dem Mitteldarm normaler und operierter Käfer eine Vergleichung der Fig. 13, 14 u. 15 auf Taf. 11. Fig. 13 zeigt den Querschnitt des Mitteldarmes bei einem normal gefütterten Gnaptor, dessen Mauricurschen Gefäße nicht durchgeschnitten wurden, Fig. 14 u. 15 aber ist ein Längsschnitt resp. Querschnitt des Mitteldarmes von Tieren mit durchschnittenen MAr- pısurschen Gefäßen, welche nach der Operation ebenfalls regel- mäßig Nahrung zu sich nehmen. Sämtliche Präparate sprechen dafür, daß im Mitteldarm von Gnaptor nach der Durchschneidung der Maurieui’schen Gefäße die Secretions- prozesse zum Stillstand kommen. Damit mag im Zusammenhang stehen, daß auch in den Crypten, die der Epithelregeneration dienen, jene Vorgänge nicht zu beobachten sind, welche ich oben, bei Be- schreibung der Funktion der Crypten im Mitteldarm normal ge- nährter und fastender Gnaptoren, skizziert habe. Im Mitteldarm operierter Gnaptoren ist, wie aus Taf. 11 Fig. 14 und 15 ersichtlich. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 18 266 ALEXANDER V. GORKA, die Struktur dieser Crypten (Kr) außerordentlich einfach und sowohl bei nach der Operation normal genährten als auch bei nach der Operation mehrere Tage fastenden Tieren ganz dieselbe Von außen werden die Crypten von einer resistenten Membran umhüllt, und innerhalb dieser findet man an der Basis der Ausstülpungen in sehr schwacher Teilung befindliche Keimzellen mit verhältnismäßig großem, aber an Chromatin armem Kern. Über diesen Zellen, welche die Keimschicht des Epithels repräsentieren, würde man gegen das Lumen des Mitteldarmes zu aus der Teilung der Keimzellen stammende und den funktionierenden Zellen des Mitteldarmes immer ähnlichere Zellen erwarten. Statt dieser findet man aber in den entsprechenden Teilen der Crypten nur körniges Secret, welches zwischen die Epithelzellen des Mitteldarmes eindringend, stellenweise auch den Stäbchensaum durchbricht und durch diese Lücke in den Mitteldarm gelangt. Deutlich ist dies alles auf Taf. 11 Fig. 15 zu sehen, welche einen Teil des Querschnittes aus dem Mitteldarm eines Gnaptor mit durchschnittenen Maurieurschen Gefäßen nach einer getreuen mikro- photographischen Aufnahme darstellt. Auf Grund meiner Beobachtungen an Gnaptoren mit durch- schnittenen MarricHrschen Gefäßen läßt sich folgendes feststellen: Das Durchschneiden der Matrrenr’schen Gefäße übt im Falle einer gelungenen Operation keinen Einfluß auf die Nahrungsaufnahme des Käfers aus. Das operierte Tier ist auch nach dem Durchschneiden der Marpicarschen Gefäße imstande Nahrung zu sich zu nehmen. Das Durchschneiden der MaAupıcHr’schen Gefäße ist aber von wesentlichem Einfluß auf die Funktion der Epithelzellen des Mitteidarmes, indem nach dem Durchschneiden der Matpicui’schen Gefäße die normale Secretionstätigkeit der Mitteldarmzellen zum Still- stand kommt und im Zusammenhange damit auch die normale Tätigkeit der zur Regeneration des Epithels dienenden Cryptenaussetzt. In letzteren trittanstatt der Regenerationsprozesse die secretorische Funktion in den Vordergrund. Diese Secretion dient jedoch nicht als Ersatz der normalen Secretion des Mittel- darmepithels, sondern ist das Ergebnis des körnigen Zerfalls der unter normalen Verhältnissen zum Ersatz der imLaufe der Secretion erschöpften und zugrunde- gegangenen Epithelzellendes Mitteldarmesdienenden Zellen. Eine sorgfältige Vergleichung der Schnitte aus dem Mittel- Physiologie der Mazriéxrschen Gefäße der Käfer. 267 darm von Gnaptoren mit durchschnittenen MArrıcnr'schen Gefäßen und von normalen, nicht operierten, also unverletzte Mauricur’sche Gefäbe besitzenden Gnaptoren (vgl. Taf. 11 Fig. 13, 14 u. 15) drängt uns den Gedanken auf, das Secret der Maupreui’schen Gefäße wirke anreizend auf die Epithelzellen des Mitteldarmes, diene zur Steigerung und Regulierung ihrersecretorischen Funktion und befördere mit seinen inden Darm gelangenden Substanzen vielleicht auch unmittelbar den Verdauungsprozeß. Diese Annahme läßt sich natürlich auf morphologischer Grundlage nicht weiter beweisen, eben deshalb führte ich physiologische Experimente aus, um mich von der Richtigkeit oder Irrigkeit meiner Annahme zu überzeugen. Y. Der Einfluß des Secrets der MALPIGHT’schen Gefäße auf die Funktion des Mitteldarmes. Die physiologischen Experimente, welche ich ausführte, um den Einfluß des Secrets der Matrieni’schen Gefäße auf die Funktion des Mitteldarmes aufzuklären, teile ich der leichteren Übersicht halber in 3Gruppen. Die 1. Gruppe umfaßt die Experimente, welche sich auf die Erkenntnis der normalen Verdauungstätigkeit des Mitteldarmes von Gnaptor und Necrophorus beziehen; die 2. jene, welche uns Aufklärung geben, ob die Maupricur’schen Gefäße die Verdauung fördernde oder hemmende Substanzen enthalten. In der ‚3. Gruppe endlich fasse ich die Experimente zusammen, mit welchen ich erforschen wollte, ob die Zellen der MAaupieHr'schen Gefäße selbst Verdauungssäfte enthalten. A. Die Verdauungstätiekeit des Mitteldarmes bei Gnaptor und Necrophorus. Über die physiologische Funktion des Mitteldarmes der Käfer- larven berichten mehrere, auf in jeder Beziehung verläßlichen, ‚exakten Untersuchungen beruhende Arbeiten; nach Abhandlungen, welche die physiologische Funktion des Mitteldarmes der ausgebildeten Käfer mit ähnlicher Gründlichkeit und Ausführlichkeit behandeln würden, sucht man aber vergebens in der Weltliteratur. Eben des- halb mußte ich mir vor allem über die Verdauungstätigkeit des Mitteldarmes der ausgebildeten Käfer Aufklärung schaffen. Zu diesem Zweck wählte ich das Darmrohr von Gnaptor und Necrophorus. Für diese Käfer entschied ich mich deshalb, da mir davon eine 18% 268 ALEXANDER V. GORKA, große Anzahl lebender Exemplare zur Verfügung stand und ich so hoffen konnte, meine sämtlichen geplanten Untersuchungen ohne Unterbrechung an dem gleichen Material durchführen zu können. Diese Hoffnung hat sich auch erfüllt, denn es ist mir im Laufe von 4 Jahren gelungen, an diesen beiden Käferarten sowohl die Unter- suchungen über die Verdauung als auch über die physiologische Funktion der Matricurschen Gefäße zu Ende zu führen. Ich beginne die Beschreibung der Verdauungsexperimente mit einer Darstellung der Methoden. Nachdem die Käfer in Äther- oder Chloroformdämpfen getötet waren, präparierte ich in der gewohnten Weise unter Wasser den Darm heraus, aus welchem ich den Mitteldarm ausschnitt. Dieser wurde 2—3mal in sterilisiertem Wasser gereinigt und dann teils nach Gefrierung, teils sofort mit sterilisiertem Quarzpulver zu Brei zerrieben. Nach der Gefrierung erhielt ich gewöhnlich energischer wirkende Verdauungslésungen. Um die Einwirkung von Bacterien völlig auszuschalten, setzte ich zu dem mit einigen Tropfen destillierten Wassers verdünnten und zerriebenen Mitteldarmbrei Fluornatrium von 1—1,5°/, Konzentration hinzu und sättigte das Ganze mit Toluol. Das Toluol, welches nach E. Fischer!) die Wirkung der Bacterien ausschließt, die Tätigkeit der Enzyme und Fermente aber nicht hemmt, benützte ich in überschüssiger Menge; da sich in Wasser nur etwa 3°, Toluol lösen, setzte ich zur Verdauungslösung stets soviel Toluol hinzu, daß an der Oberfläche noch einige Tropfen un- gelöst übrig blieben. Dieses Antisepticum hat sich, wie meine Kontroll- experimente beweisen, stets aufs beste bewährt und die Wirkung von Bacterien vollständig verhindert. Den so vorbereiteten und filtrierten Mitteldarmextrakt prüfte ich auf seine verdauende Wirkung mit verschiedenen Stoffen und bestrebte mich, mit Verdauungs- experimenten festzustellen, welche verdauenden Enzyme der Mittel- darm enthalte. - I. Eiweißlösende Enzyme. Zum Nachweis derselben präparierte ich die Mitteldärme von 10 Gnaptoren heraus, stellte nach Gefrierung aus denselben einen wässerigen Auszug her, welchen ich filtrierte und in zwei Teile teilte. Zu dem einen Teil fügte ich in der Eprouvette aus Pferdeblut frisch hergestelltes und gewaschenes Fibrin hinzu und setzte die Eprouvette in einen auf 30° C einge- stellten Thermostaten. Den zweiten Teil erhitzte ich bis zum Siede- 1) In: Ztschr. physiol. Chem., Vol. 26, 1898, p. 75. Physiologie der Matriani’schen Gefäße der Käfer. 269 punkt und fügte dann die gleiche Menge ebensolchen Fibrins hinzu wie zum ersten Teil. Zur Kontrolle füllte ich eine dritte Eprouvette Fibrin, statt des Mitteldarmextrakts aber eine mit Toluol gesättigte 1%, ige Fluornatriumlösung. Bereits nach 4 Stunden begann das Fibrin in der ersten Eprouvette zu zerfallen, wahrend es in den beiden anderen unverändert blieb. Nach 24 Stunden war das Fibrin in der ersten Eprouvette gänzlich zerfallen, in den beiden anderen noch immer intakt. Ein kleiner Teil des Inhaltes der ersten Eprou- vette gab, mit verdünnter Essigsäure behandelt, besonders nach Hinzufügung von Kochsalz in reicher Menge einen weißen, flockigen Niederschlag, welcher, filtriert, sich in reinem Wasser nicht löste, in Kochsalzlösung aber wieder aufgelöst wurde, Diese Reaktion zeugt für die Anwesenheit von Globulinen. In der zweiten und dritten Eprouvette konnte ich Globuline nicht nachweisen. Das nach der Fällung der Globuline zurückbleibende Filtrat der der ersten Eprou- vette entnommenen Probe färbte sich, der Biuretprobe unterzogen, rot, als Zeichen davon, daß es Proteose, richtiger Fibrinose, enthält. Um allenfalls vorhandene Peptone nachzuweisen, entnahm ich der ersten Eprouvette eine weitere Probe, aus welcher ich die Proteosen und gerinnenden Eiweißstoffe nach Sättigung mit Ammo- niumsulfat durch Kochen ausschied; das Filtrat gab bei Anwendung überschüssiger Kalilauge eine positive Biuretreaktion. In der ersten Eprouvette hat sich demnach bereits unter 24 Stunden aus dem Fibrin echtes Pepton gebildet. Bereits nach 24 Stunden begann der Inhalt der ersten Eprouvette in den oberen Schichten sich zu bräunen, während der Inhalt der zweiten Eprouvette unverändert blieb. Die braune Färbung, welche später immer intensiver hervor- trat, stammt offenbar von demselben Enzym (Tyrosinase), welches nach BIEDERMAnN!) auch im Mitteldarm der Larve von Tenebrio vorhanden ist. Nach 3 und noch auffallender nach 4 Tagen hatte der gesamte Inhalt der ersten Eprouvette eine braune Farbe ange- nommen (die beiden anderen Eprouvetten waren farblos), es hatte sich ein dichter Bodensatz abgelagert, das Fibrin aber war bereits völlig gelöst. Mit Essigsäure ließ sich Globulin kaum mehr ausfällen. Nach Entfernung des Proteingehaltes durch Kochen und Filtrieren nahm das Filtrat mit Bromwasser eine violette Farbe an (Trypto- phanreaktion); dies spricht dafür, daß das verdaute Eiweiß eine tiefgehende Zersetzung erlitten hat. Ein weiterer Beweis läßt sich 1) In: Arch. ges. Physiol., Vol. 72, 1898, p. 150—156. 270 ALEXANDER V. GORKA, erbringen, nimmt man jetzt ein wenig aus der ersten Eprouvette, erhitzt es nach Hinzuträufeln von Essigsäure bis zum Siedepunkt, filtriert und behandelt es dann mit basischem Bleiacetat, entfernt aus dem Filtrat das Blei mit Schwefelwasserstoff, filtriert dann aufs neue und dampft das Filtrat auf dem Objektträger vorsichtig ein; die charakteristischen Tyrosin- und Leucinkrystalle, welche dabei ausgeschieden werden, sind unter dem Mikroskop leicht zu be- obachten. Ein ähnliches Resultat erhielt ich bei der Untersuchung des Mitteldarmes von Necrophorus. Ich wiederholte die soeben be- schriebenen Experimente mit 10 Exemplaren von Necrophorus humator und fand, dab auch der Mitteldarm von Necrophorus energisch wirkende proteolytische Enzyme enthalte, welche aus Fibrin Albu- mosen und Pepton und aus diesem Tryptophan, Leucin und Tyrosin bilden. Es schien mir besonders für die Beurteilung der physiologischen Funktion der Maurreui’schen Gefäße von Interesse, den Einfluß der Reaktion des Mediums auf die proteolytischen Enzyme des Mittel- darmes festzustellen. Zu diesem Behufe präparierte ich die Mittel- därme von 34 Gnaptoren heraus und stellte aus denselben einen wässerigen Auszug her. Die normale Reaktion des wässerigen Aus- zuges erwies sich schwach alkalisch. Zu diesem Auszuge fügte ich Fluornatrium und Toluol hinzu und teilte ihn in 4 Teile (I, II, III und IV). I ließ ich unverändert; zu II fügte ich ein wenig Na,CO, hinzu, so daß es roten Lackmus entschieden blau färbte; in III träufelte ich etwas verdünnte Salzsäure und IV machte ich neutral. Dann gab ich in jede Probe genau die gleiche Menge Fibrin und stellte die Eprouvetten in den auf 30°C eingestellten Thermostaten. Nach 21}, und noch deutlicher nach 3 Stunden war in Probe I und II bereits ein Zerfall des Fibrins sichtbar, in III und IV hingegen war es unverändert. Nach 32 Stunden war das Fibrin in Probe II bereits völlig gelöst, am Grunde von I befand sich noch etwas im Zerfall begriffenes Fibrin, in IV noch mehr, und in III war das Fibrin sozusagen noch unverändert. Nach 3 Tagen begann das Fibrin auch in Probe III zu zerfallen. Nach diesen Experimenten ist die Wirkung der proteolytischen Enzyme des Mitteldarmes von Gnaptor in alkalischen Lösungen am energischesten und in ent- schieden sauren Lösungen am geringsten. Ich muß jedoch ent- schieden betonen, daß auch in sauren Lösungen die Wirkung der proteolytischen Enzyme von Gnaptor nicht völlig aussetzt; die Ver- Physiologie der Marprénrschen Gefäße der Käfer. 271 dauungswirkung ist aber augenscheinlich langsamer und weniger energisch. W. Fischer!) hat im Auszug aus dem Körper eingetrockneter Exemplare von Lytta und Coccinella energisch wirkendes Chymosin nachgewiesen, welches die hinzugefügte Milch in 24 Stunden ge- rinnen ließ. Ein Extrakt aus lebenden Fliegen und Maikäfern war jedoch nach seinen Untersuchungen ohne Wirkung auf das Casein der Milch, enthielt demnach kein Chymosin. Meine Untersuchungen an Gnaptor und Necrophorus belehrten mich, daß im Mitteldarm dieser Käfer Chymosin enthalten ist. Ich stellte aus ihrem Mittel- darm einen alkalischen Wasserauszug her, zu welchem ich in ge- wohnter Proportion Fluornatrium und Toluol hinzufügte, und über- eoß ihn mit frischer Milch; zur Kontrolle füllte ich in eine andere : Eprouvette die gleiche Menge Milch, zu welcher ich aber nur Fluornatrium und Toluol hinzusetzte. Bereits nach 6 Stunden schied sich in der ersten Eprouvette das Casein aus, während der anderen die Milch unverändert blieb. Der Mitteldarm von Gnaptor und Necrophorus enthält also Chymosin. 2. Kohlenhydrate spaltende ae Da die Nahrung ‘der Gnaptoren in erster Reihe aus Kohlenhydraten besteht, erwartete ich von vornherein, daß das Hauptverdauungsorgan, der Mitteldarm, vielerlei Kohlenhydrate spaltende Enzyme enthalten werde. Meine Versuche haben dies vollauf bestätigt. Ich führe hier diese Versuche, welche sich auf die Verdauung der wichtigeren Gruppen der Kohlenhydrate beziehen, der Reihe nach an, schon deshalb, weil es bezüglich der ausgebildeten Käfer — wie auch BIEDERMANN ©?) in seinem großen zusammenfassenden Werk bemerkt — bisher an systematischen Untersuchungen noch mangelt. Ich stellte aus dem Mitteldarm von 10 Gnaptoren in der bereits beschriebenen Weise einen wässerigen Auszug her, filtrierte und fügte 1°/,igen Stärkekleister hinzu. Zur Kontrolle füllte ich in eine andere Eprouvette die gleiche Menge aufgekochten Mitteldarmextrakts und 1°/,ige Stärke und in eine 3. Eprouvette 1°/,igen Stärkekleister und anstatt des Mitteldarmauszuges 1°/,iges Fluornatrium und Toluol. Alle 3 Eprouvetten kamen in einen auf 30°C eingestellten Thermo- staten. Nach 1 Stunde gibt der Inhalt der 1. Eprouvette mit lodtinktur behandelt keine blaue Reaktion mehr, sondern eine rötlich-lilafarbige, 1) FISCHER, Über Encyme wirbelloser Tiere, Rostock, 1903, p. 74. 2) In: WINTERSTEIN, Handbuch d. vergl. Physiologie, Vol. 2, erste Hälfte, Jena 1911, p. 850. 272 ALEXANDER V. GURKA, welche bereits für die Anwesenheit von Erythrodextrin zeugt. Träufelt man nach 4 Stunden zu einer Probe der Versuchsfliissigkeit einige Tropfen Essigsäure hinzu und erhitzt dieselbe, um die Eiweiß- stoffe zu entfernen, bis zum Siedepunkt, so wird die FERLıng’sche Flüssigkeit durch das Filtrat kräftig reduziert; gleicherweise führen auch die gebräuchlichen Zuckerproben (die Crismer’sche, BARFOED- sche und Jounson’sche) zu einem positiven Resultat. Diese Proben weisen auf die Anwesenheit von Traubenzucker hin. Eine mikro- skopische Untersuchung des bei der Phenyl-Hydrazin-Probe sich bildenden krystallischen Niederschlages, welche neben den charak- teristisch nadelförmigen Phenylglykosazon-Krystallen auch noch die flachen lamellaren Krystalle des Maltosazons sichtbar macht, zeugt dafür, daß aus der Stärke neben dem Traubenzucker auch Maltose gebildet wurde. In der zur Kontrolle dienenden 2. und 3. Eprouvette war die Stärke unverändert geblieben und färbte sich mit Iod- tinktur blau. Ein ähnliches Resultat ergaben meine Versuche mit einer Glykogenlésung. Dem Mitteldarmextrakt setzte ich eine 0,5%,ige Glykogenlösung zu, und zur Kontrolle füllte ich eine 2. Eprouvette mit zum Siedepunkt erhitzten Mitteldarmauszug und 0,5°/,iger Glykogenlösung. und eine 3. mit einer 0,5°/,igen Glykogenlösung, Toluol und 1°/,igen Fluornatrium. Die 3 Eprouvetten kamen in den auf 30°C eingestellten Thermostaten, worauf in der ersten die Iod- reaktion des Glykogens bereits nach 21}, Stunden ein negatives, die Zuckerproben (TRommer’sche, BARFOED’sche und Crismer’sche Probe) ein positives Resultat ergaben; der Inhalt der 2. und 3. Eprouvette gab bei der Prüfung auf Glykogen mit Iod ein positives, bei den Zuckerproben hingegen ein negatives Resultat. Im Mitteldarm von Gnaptor sind neben den Stärke und Gly- kogen spaltenden Enzymen auch noch auf andere Kohlehydrate wirkende Enzyme enthalten. Hierauf beziehen sich die folgenden Experimente: Setzt man dem Mitteldarmextrakt eine 1°/,ige Rohrzuckerlösung zu und fügt, um Bacterienwirkungen auszuschließen, in dem bereits erwähnten Maße Fluornatrium und Toluol bei, so gibt die Versuchs- flüssigkeit (nach einer entsprechenden Entfernung der Proteinstoffe) bereits nach 12 Stunden eine positive Zuckerprobe (TROMMER, ÜRISMER, BÖTTCHER- ALMEN). Im Mitteldarm von Gnaptor ist also auch Invertin vorhanden, welches den Rohrzucker in Traubenzucker umwandelt. : Physiologie der Marricarschen Gefäße der Kafer. 973 Fügt man dem Mitteldarmextrakt nach Filtration 1°/,ige Maltose bei, so wird nach 24 Stunden essigsaures Kupferoxyd (BARFOED’sche Probe) durch die Versuchsflüssigkeit kräftig oxydiert, ein Zeichen, daß die Maltose durch das im Mitteldarm vorhandene Invertin in Traubenzucker umgewandelt wurde. Zu positiven Resultaten führten auch die Verdauungsversuche mit Lactose. Mitteldarmextrakt + 1°/,ige Lactose, bei 30° C in den Thermostaten gestellt, reduziert nach 24 Stunden das BARFOED’sche Reagens kräftig. Die Kontrollprobe reduziert das BARFOED’sche Reagens nicht. WERNER Fischer!) fand im Körper mehrere Tage fastender Maikäfer ein Inulin spaltendes Enzym. Ein ähnliches Enzym wies er auch im Körper trockener Ameisenpuppen nach. Sehr wahr- scheinlich stammen diese Enzyme aus dem Darmrohr. Es war daher von Interesse, den Mitteldarm von Gnaptor auf die Anwesenheit ähnlicher Enzyme zu prüfen. Zu diesem Zweck verschaffte ich mir Mercx’sches reines Inulin, welches die Feuuıne’sche Lösung nicht reduzierte. Zu einer 1°/,igen Inulin-Lösung fügte ich die 3fache Menge Mitteldarmauszug hinzu, und zur Kontrolle schüttelte ich in einer 2. Eprouvette die gleiche Menge 1°/,iger Inulin-Lösung mit 3mal so viel abgekochtem Mitteldarmextrakt zusammen. Beide Eprouvetten kamen in den auf 30° C eingestellten Thermostaten. Nach 24 Stunden wurde Feauıng’sche Lösung durch den Inhalt der ersten Eprouvette kräftig reduziert, während der Inhalt der 2. Eprouvette diesem Reagens gegenüber wirkungslos blieb. Ebenfalls WERNER FiscHer?) erwähnt in seiner, im Institute Koserr’s verfaßten Inaugural-Dissertation, dab unter anderem ein wässeriger Auszug aus dem Körper des Maikäfers auf die Glyko- side, speziell auf Amygdalin, Salicin, Helicin, Arbutin, Phloridzin, Coniferin, Asculin und Quercitrin einwirke. FiscHer stellte den wässerigen Auszug aus dem ganzen Körper des Maikäfers her, des- halb geben seine Versuche keine Aufklärung darüber, aus welchem Organ des Maikäfers das wirkende Enzym stamme. Meines Wissens hat bisher kein einziger Forscher die Wirkung der im Käferdarm enthaltenen Enzyme auf die Glykoside untersucht, so daß die folgen- den Angaben vielleicht nicht überflüssig sind. 1) Über Encyme wirbelloser Tiere, Rostock 1903, p. 31. 2) FISCHER, W., L c., p. 32—65. 274 ALEXANDER V. GORKA, Die Wirkung des wässerigen Mitteldarmauszuges von Gnaptor auf einige Glykoside. Dauer des Versuchs Resultat Mitteldarmextrakt + 1°/ige 24 Stunden |Kräftiger Bittermandelgeruch; nach Mercx’sche wässerige Amyg- Ausscheidung der Eiweißstoffe dalinlösung. Trommer’sche Zuckerprobe positiv. Mitteldarmextrakt — 1°,ige | 20 Stunden |Die ursprüngliche bläuliche Fluores- Mercx’sche wässerige Asculin- cenz der Lösung ist geschwunden ; lösung. Trommer’sche Zuckerprobe positiv. Mitteldarmextrakt + 1°/,iges | 24 Stunden [Die Versuchsflüssigkeit färbt sich Mercx’sches Phloridzin. mit Eisenchlorid nicht mehr dunkel- bräunlich-rot; Feruıng’sche Flüs- sigkeit wird reduziert. Mitteldarmextrakt + 1°/,iges 24 Stunden |Frnuıng’sche Flüssigkeit wird re- Mercx’sches Salicin. duziert. Mitteldarmextrakt + 1%iges | 20 Stunden jHisenchlorid färbt die Lösung blau; Mercx’sches Arbutin. Trommer’sche Probe schwach po- sitiv. 36 Stunden |Eisenchlorid färbt die Lösung nicht mehr blau; Trommer’sche Probe | positiv. Bei jedem der angeführten Experimente mischte ich in einer 2. Eprouvette zur Kontrolle die betreffende Glykosidlösung nur mit dem benutzten Antiseptikum (Fluornatrium und Toluol) zusammen. Wie aus diesen Experimenten erhellt. ist der Mitteldarmextrakt von Gnaptor auf die Glykoside wirksam und spaltet sie je nach ihrer chemischen Struktur in verschiedene Spaltungsprodukte und Traubenzucker. Von Interesse ist, daß auch der wässerige Auszug des Mitteldarmes von Necrophorus die Glykoside spaltet. Dies verdient um so mehr Beachtung, als Necrophorus pflanzliche Kost nicht auf- nimmt. | W. BIEDERMAnN und sein Schüler P. Morırz!) haben in einem 1) BIEDERMANN und Moritz, Beiträge zur vergl. Physiologie d. Verdauung. I. Über ein peiinloseloseades Encym im Lebersecret der Schnecken, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 73, 1898, p. 219. Die Wahr- nehmungen der beiden Forscher wurden set RCE J. ST. ALEXANDRO- wıcz (in: Arch. ges. Physiol., Vol. 150, p. 57—80) bekräftigt, indem er nachwies, daB sich krystallisierte Cellulose im Hepatopancreassaft von Helix pomatia löse. Physiologie der Marrreuarschen Gefäße der Käfer. 275 Extrakt der Verdauungsdrüsen des Mitteldarmes beim FluBkrebs und den Schnecken ein energisch wirkendes, celluloselösendes Enzym, sogenannte Cytase gefunden; deshalb prüfte ich den Mittel- darm der Käfer, speziell von Gnaptor und Necrophorus, auch auf die Anwesenheit dieses Enzyms. Die Verdauungsversuche führte ich mit Baumwolle, Papierfasern, Schnitten aus dem Endosperm von Dattelkernen, ferner mit der nach HorrmeEıster’s!) Anweisungen hergestellten „löslichen Cellulose‘ und mit der nach Grzson's?) Methode erhaltenen krystallisierten Cellulose aus, das Resultat war aber stets ein negatives: die Cellulose löste sich nicht. Der Mitteldarm von Gnaptor und Necrophorus enthält demnach keine Oytase. 3. Fettverdauende Enzyme. Zum Nachweis derselben “benutzte ich Milch und sorgfältig neutralisiertes Olivenöl. Ich stellte aus dem Mitteldarm von 8 mehrere Tage fastenden Gnaptoren einen wässerigen Auszug her und teilte ihn in 2 gleiche Teile. Den einen Teil füllte ich mit durch Lackmus blau gefärbter Milch auf, den anderen Teil kochte ich ab und fügte nach der Abkühlung die gleiche Menge ebenfalls durch Lackmus blau gefärbter Milch hinzu, wie zu den vorigen. Zur Kontrolle füllte ich in eine 3. Eprouvette durch Lackmus blau gefärbte Milch und anstatt des Mitteldarm- extrakts nur das bei den Versuchen gewöhnlich benutzte Anti- septicum (Fluornatrium und Toluol). Alle 3 Eprouvetten gelangten in den auf 35° C eingestellten Thermostaten. Bereits nach 2'/, Stunden nahm der Inhalt der 1. Eprouvette eine rote Farbe an, während die beiden anderen unverändert blieben. Die Umwandlung des blauen Lackmus in roten stammt von den entstandenen Fettsäuren. Zum Nachweis des bei der Verdauung der Fette entstehenden Glycerins wiederholte ich die soeben beschriebenen Versuche mit neutralisiertem Olivenöl. Nach 24 Stunden schüttelte ich die Ver- suchsflüssigkeit, um ihr noch vorhandene Fette zu entziehen, mehr- fach mit Äther zusammen, dickte sie dann ein und zog mit Alkohol aus, ließ dann nach Filtration den Alkohol im Wasserbade ver- dampfen, verdünnte den Rest mit destilliertem Wasser und erhitzte ihn mit Borsäure; dabei entstand aus dem Glycerin kräftig wahr- nehmbares Akrolein. 1) In: Landw. Jahrb., Vol. 17, 1888, p. 239. 2) Ginson, E., La crystallisation de la cellulose et la composition chimique de la membrane cellulaire végétate, in: Cellule, Vol. 9, 1893. 276 ALEXANDER V. GORKA, B. Die Wirkung des wässerigen Auszuges der MaurıcHr’schen Gefäße auf die Verdauungssäfte des Mitteldarmes. In der 2. Hauptgruppe meiner Experimente versuchte ich fest- zustellen, von welcher Wirkung ein wässeriger Auszug der MALPIGHL- schen Gefäße auf die Funktion der im Mitteldarm angehäuften Ver- dauungsenzyme sei. Wird ihre Tätigkeit dadurch gefördert oder gehemmt? Zu diesem Zweck führte ich folgende Versuche aus. Ich zerrieb den Mitteldarm von 20 Gnaptoren mit geglühtem Quarzpulver, stellte einen wässerigen Auszug her, welchen ich filtrierte, mit genügend Fluornatrium und Toluol versah und in 4 gleiche Teile teilte. An denselben 20 Gnaptoren präparierte ich auch die Maupieurschen Gefäße heraus, spülte dieselben in destil- liertem Wasser mehrere Male ab und zerrieb sie mit sterilisiertem Quarzpulver zu Brei; diesen Brei verdünnte ich etwas mit destil- liertem Wasser, filtrierte und teilte ihn in 3 gleiche Teile. Das Experiment wurde dann folgendermaßen eingestellt. In Eprouvetten I, IT, HI und IV füllte ich je einen Teil des vorhin erwähnten Mitteldarmextrakts; den Inhalt von Eprouvette III und IV erhitzte ich bis zum Siedepunkt, I und II ließ ich unverändert im ursprüng- lichen Zustande. Zu dem Mitteldarmextrakt in Eprouvette I fügte ich einen Teil des in 3 Teile geteilten Auszuges der MArLpıGHT’schen Gefäße hinzu, und zur Kontrolle füllte ich zu dem Mitteldarmextrakt in Eprouvette II genau soviel Antisepticum hinzu (1,5°/,iges Fluor- natrium mit Toluol gesättigt), als ich Extrakt der Mawpicur’schen Gefäße zu I gegeben hatte. Zu dem vorher abgekochten Mittel- darmextrakt in Eprouvette III und IV setzte ich den 2. und 3. Teil des Auszuges der MAarrısarschen Gefäße hinzu, der in Eprouvette IV gelangende Teil wurde jedoch vorher noch abgekocht und abgekühlt und erst dann in die Eprouvette gefüllt. Endlich füllte ich eine 5. Eprouvette zur Kontrolle mit reinem Antisepticum (1,5°/,ige Fluor- natrium mit Toluol gesättigt). Der Inhalt der so vorbereiteten 5 Eprouvetten war demnach folgender: Eprouvette I: Mitteldarmextrakt + Auszug der MarrıcHr'schen GefaBe. Eprouvette IT: Mitteldarmextrakt + Antisepticum (1,5°/,iges Fluor- natrium 4 Toluol). Eprouvette IIT: abgekochter Mitteldarmextrakt + Auszug der Mat- picHischen Gefäße. Physiologie der Marrienrschen Gefäße der Käfer. 977 Eprouvette IV: abgekochter Mitteldarmextrakt 4 abgekochter Aus- zug der Mauricuischen Gefäße. Eprouvette V: Antisepticum (1,5°/,ige wässerige Fluornatrium- | lösung —- Toluol). Ich brauche natürlich nicht besonders zu erwähnen, daß die Menge der Versuchsflüssigkeit in den Eprouvetten I—V überall genau die gleiche war. Die Eprouvetten wurden während der Dauer des ganzen Ver- suches in dem auf 30° C eingestellten Thermostaten gehalten. In erster Reihe prüfte ich die Wirkung des Inhalts der Eprou- vetten auf Eiweißstoffe, und zwar wählte ich, um die Wirkungen untereinander zu vergleichen, folgende Methode. Aus Rindsblut hergestelltes reines Serum füllte ich etwa !/, em hoch in Prrkı- Schalen und ließ es dann nach der Methode von MÜLLER u. JocH- MANN!) im Thermostaten bei 70° C gerinnen. Diese Platte teilte ich dann in 5 gleiche Teile ein und brachte auf die Oberfläche eines jeden Teiles mit einem Tropfenzähler genau die gleiche Anzahl von Tropfen aus dem Inhalt der Eprouvetten I—V. Die Serumplatte kam dann in den auf 50° C eingestellten Thermostaten; dieser große Hitzegrad verhindert eine Vermehrung der Bacterien, ist aber den Enzymen gegenüber indifferent. Bereits nach 21}, Stunden konnte eine durch die Tropfen ausgeübte verdauende Wirkung fest- gestellt werden. Die Tropfen der Eprouvette I hatten rings um sich ‚einen ganzen Hof aufgelöst, auch rings um die Tropfen der Eprou- vette II war eine lösende Wirkung wahrnehmbar; um die Tropfen der Eprouvetten III, IV und V war die Platte noch unberührt. Nach 8 Stunden war das Resultat des Versuches noch auffälliger. Die Tropfen aus den Eprouvetten I und II hatten rings um sich große Vertiefungen in der Serumplatte aufgelöst, die lösende Wirkung der Tropfen aus der Eprouvette I war jedoch augenscheinlich auffallend größer als die der Tropfen aus Eprouvette II; das Verhältnis der durch die Tropfen aus I und II gelösten Serummasse war 1: */;. Die Tropfen aus Eprouvette III zeigten eine kaum wahrnehmbare lösende Wirkung, und um die Tropfen aus Eprouvette IV und V war das Serum ganz unverändert geblieben. Ich wiederholte dieses Experiment mit mehreren Serumplatten und erhielt stets das gleiche Resultat. Meine Experimente beweisen also, daß der wässerige Auszug der Matrieurschen Gefäße dem geronnenen Blutserum gegen- 1) In: München. med. Wochenschr., 1906, No. 26. 278 ALEXANDER V. GORKA, Der Einfluß des wässerigen Aus auf die Verdauungssäfte 1. [1%ige Stärkelösung 3. I1%/oige Rohrzuckerlösung 4. I1%/,ige Lactoselösung 5. |1%,ige Inulinlösung 7. |1%%igge Phloridzinlösung 8. [1°,iges Arbutin 2. H'ige Glykogenlésung 6. °/,ige Amygdalinlösung Eprouvette I Eprouvette II Iodreaktion auf Stärkellodreaktion auf Stärke negativ; Trommer’schel negativ; Trommer’sche und Crismer’sche Probe} und Crısmer’sche Probe positiv. positiv. Iodreaktion auf Glykogenjlodreaktion kastanien- negativ; Trommer’sche} braun; Trommer’sche und Crısmer’sche Probe] und Crısmer’sche Probe positiv. positiv. TRoMMER’sche und CrismMER-|T ROMMER’sche und CRISMER- sche Probe positiv. sche Probe positiv. Crismer’sche Probe positiv.|[Crisuer’sche Probe positiv. TROMMER’sche und Crismer-lTrommer’sche und CrisMER- sche Probe positiv. sche Probe positiv. Kräftiger Bittermandel- geruch; Trommer’sche und Crismer’sche Probe positiv. Trommer’scheund CRISMER- sche Probe positiv. Färbt sich mit Eisenchlo-|Färbt sich mit Eisenchlorid rid nicht bräunlich-rot;| nicht bräunlich-rot ; Trommer’sche und Cris-| Trommer’sche und Cris- mer’sche Probe positiv.| Mer’sche Probe positiv. Färbt sich mit Eisenchlorid|Färbt sich mit Eisenchlorid nichtblau; Trommer’schei nicht blau; TROMMER- und Crismer’sche Probe} sche und Crismer’sche positiv. Probe positiv. über für sich allein zwar sozusagen völlig wirkungslos ist, die Wir- kung der eiweislösenden Enzyme des Mitteldarmes jedoch nicht nur nicht hemmt, sondern dieselbe sogar beträchtlich fördert. Für eine ähnliche Wirkung des wässerigen Auszuges der Mat- PIGHI’schen Gefäße zeugte auch meine auf der Caseinmethode be- ruhende Versuchsreihe. Auch hier benutzte ich ähnlich der 1. Ver- suchsreihe den Mitteldarm und die Marrrcarschen Gefäße von 20 Gnaptoren. Auch der Inhalt der bei dem Versuch verwendeten Physiologie der Marpienrschen Gefäße der Käfer. 279 zuges der Maupicui’schen Gefäße des Mitteldarmes. | Eprouvette III Eprouvette IV | Eprouvette V Iodreaktion rôtlich-lila ; Trom-|lodreaktion auf Stärke po |lodreaktion auf Stärke po- mer’sche und Crısmer’sche| sitiv; Trommer’sche| sitiv; Trommer’sche und Probe positiv. Probe positiv; CRISMER-| Orismer’sche Probe ne- sche Probe negativ. gativ. Iodreaktion kastanienbraun ;|lodreaktion kastanien-|lodreaktion kastanien- Trommer’sche und Crismer-| braun; Trommer’sche| braun; Trommer’scheund sche Probe positiv. Probe positiv; CRISMER-| Crismer’sche Probe ne- : sche Probe negativ. gativ. ITrommer’sche und Crismer-ITrommEr’sche Probe po-|Trommer’sche und CrisMER- sche Probe positiv. sitiv ; Orısmer’sche Probe} sche Probe negativ. negativ. Crısmer’sche Probe negativ.|Urısmer’sche Probe ne-|CrismEr’sche Probe positiv. gativ. ITrommer’sche Probe positiv;|Trommer’sche Probe po-lTrommer’sche und ÜRISMER- Crismer’sche Probe negativ.| sitiv; Crismer’scheProbe] sche Probe negativ. negativ. ITRommer’sche und Crismer-|Trommer’sche Probe posi-|TROMMER’sche und CRISMER- sche Probe positiv. tiv; Urısmer’sche Probe} sche. Probe negativ. ? negativ. {Parbt sich mit Eisenchlorid|Färbt sich mit Eisenchlorid|Färbt sich mit Eisenchlorid nicht bräunlich-rot; Trom-j bräunlich-rot; Trommer-| bräunlich-rot; Trommer- mer’sche und Crısmer’sche| sche Probe positiv:| sche und Crismer’sche Probe positiv. CrismER’sche Probe ne-| Probe negativ. gativ. {Farbt sich mit Eisenchlorid|Färbt sich mit Eisenchlorid|Färbt sich mit Eisenchlorid | blau; Trommersche undj blau; Trommer’sche| blau; Trommer’sche und Crısmer’sche Probe positiv.| Probe positiv; Crismer-| Crismer’sche Probe ne- sche Probe negativ. gativ. 5 Eprouvetten (I—V) stimmte beziiglich der Zusammenstellung mit dem des vorigen Experimentes vüllig überein. Den Inhalt der Eprouvetten priifte ich auf Casein. Zu diesem Zweck löste ich nach der Methode von Gross’), FuLp°) und Micuartis *) 0,1 g KaxrBaum'sches Casein in etwas warmen destil- 1) In: Arch. exper. Pathol., Vol. 58, 1908, p. 157. 2) Ibid., p. 468. 3) In: Biochem. Ztschr., Vol. 10, p. 283. 280 ALEXANDER V. GORKA, liertem Wasser auf, zu welchem ich 10 Tropfen 10°/,ige Soda- lösung zusetzte, und ergänzte nach der Auflösung des Caseins die ganze Lösung mit destilliertem Wasser auf 200 cem. Hier- von nahm ich dann je 5 ccm, mischte sie mit je einem ccm der Versuchsflüssigkeiten aus Eprouvette I—V und stellte sie bei 30° C in den Thermostaten. Die Untersuchung nahm ich an mit der Pipette den Eprouvetten entnommenen Proben alle 5 Mi- nuten vor. Die Untersuchung bezog sich darauf, den Zeitpunkt festzustellen, in welchem die Wirkung der Versuchsflüssigkeit auf das Casein beginnt. Zu diesem Zweck fügte ich zu der Probe einige Tropfen 0,25°/,ige Essigsäure hinzu und stellte den Zeitpunkt fest, an dem Casein nicht mehr ausgefällt wurde; dadurch erhielt ich den Zeitpunkt, an welchem die Versuchsflüssigkeit auf das Casein bereits eine Wirkung ausübte. Das Resultat war folgendes: der Inhalt von Eprouvette I zeigte nach 45 Minuten, der von Eprou- vette II nach 1 St. 20 Min. eine nachweisbare Wirkung auf das Casein, der Inhalt der Eprouvetten II, IV und V hingegen war auch noch nach 24 Stunden wirkungslos. Diese Zeitgaben sind natürlich nicht von absolutem Wert, besitzen aber einen zur Ver- gleichung geeigneten relativen Wert. Auch die soeben angeführten 2 Zahlen beweisen klar, dab der wässerige Auszug der MAL- PIGHI’schen Gefäße die proteolytische Wirkung des wässerigen Mitteldarmextrakts nicht hemmt, sondern im Gegenteil beträchtlich fördert. Um festzustellen, wieweit der wässerige Auszug der Mat- pIGHI'schen Gefäße die Wirkung des wässerigen Mitteldarmextrakts Kohlehydraten gegenüber beeinflußt, führte ich ebenfalls mehrere Experimente aus. Der Grundplan der Experimente war in jeder Versuchreihe derselbe wie bei den vorhergehenden Experimenten, d. h. ich nahm 5 Eprouvetten, deren Inhalt in jedem Fall der fol- gende war: Eprouvette I: Mitteldarmextrakt + Auszug der Maurrent’schen Gefäße. | Eprouvette II: Mitteldarmextrakt + Antisepticum (1,5°/,iges Fluor- natrium + Toluol). Eprouvette III: abgekochter Mitteldarmextrakt + Auszug der Mauprienrschen Gefäße. Eprouvette IV: abgekochter Mitteldarmextrakt + abgekochter Aus- zug der Maupicur’schen Gefäße. Eprouvette V: Antisepticum (1,5°/,iges Fluornatrium -++ Toluol). Physiologie der Marprenrschen Gefäße der Käfer. 281 In diese Eprouvetten füllte ich dann in gleicher Menge die Kohlehydrate, welche ich unter der verdauenden Wirkung der Ver- suchsfliissigkeit untersuchen wollte. Die Untersuchung plante ich zuerst viertelstiindig, muBte aber bald davon Abstand nehmen, da hierzu so viel Material benötigt worden wäre, wie mir an Gnaptoren gar nicht zur Verfügung stehen konnte. Ich stellte also später die 5 Eprouvetten mit den betreffenden Kohlehydratlösungen auf 24 Stunden in den Thermostaten bei 30° C und untersuchte den Inhalt jedesmal nach 24 Stunden. Die Resultate meiner Untersuchungen zeigt die Tabelle S.278—279. Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß der wässerige Aus- zus der Maurzientr’schen Gefäße die Wirkung der Mitteldarm-Enzyme nicht hemmt. Ja meine Versuche bestätigen, daß die im wässerigen Auszug der Mat- PIGHI’schen Gefäße vorhandenen Stoffe die Wirkung der kohlehydratespaltenden Enzyme des Mittel- darmes fördern. Von besonderer Beweiskraft sind in dieser Beziehung die Versuche mit Glykogen, deren Resultate in No. 2 der Tabelle (S. 278—279) enthalten sind. Nach 24 Stunden gab die Ver- suchsflüssigkeit der Eprouvette I, welche Mitteldarmextrakt, Auszug der MArrıcar'schen Gefäße und 1"/,ige Glykogenlösung enthielt, mit Jodtinktur behandelt, keine kastanienbraune Reaktion mehr, d.h. das Glykogen wurde unter der vereinten Wirkung des Mitteldarm- extrakts und des Auszuges der MarrıcHi’schen Gefäße gänzlich um- gewandelt, während in derselben Zeit die Iodreaktion in der Ver- suchsflüssigkeit der Eprouvette II, welche nur aus Mitteldarmextrakt und 1°/,iger Glykogenlösung bestand, auf Glykogen positiv war, der Mitteldarmextrakt ohne den Auszug der Maurieui’schen Gefäße also in 24 Stunden nicht die ganze beigefügte Glykogenmenge in Zucker: umwandeln konnte. Dieser Versuch beweist die anreizende Wirkung des Secrets der Maupicurschen Gefäße auf die kohlehydratespalten- den Enzyme des Mitteldarmes; die übrigen Versuche bestätigen, dab das Secret der MarriGarschen Gefäße die Wirkung der Mittel- darmenzyme auf Kohlehydrate nicht hemmt. In der Kolonne „Eprouvette IV“ der Tabelle befindet sich ein scheinbarer Widerspruch, indem hier die Tkommer’sche Probe positiv und die Crısmer’sche Probe negativ ist. Der Grund davon liegt darin, daß die Marricei’schen Gefäße Harnsäure und andere stick- stoffhaltige Zersetzungsprodukte enthalten, welche die FEHLing’sche Flüssigkeit ebenso reduzieren wie Traubenzucker, daher das positive Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 19 282 ALEXANDER V. GORKA, Resultat der Trommerschen Probe. Die Farbe der Crismerschen Probe (1°/,,ige Saffraninlésung) wird bei alkalischer Reaktion ge- kocht nur durch Traubenzucker verändert, während Harnsäure, Kreatin usw. wirkungslos ist. In einer weiteren Versuchsreihe suchte ich den Einfluß festzu- stellen, welchen wässeriger Auszug der Maurrenr’schen Gefäße auf die fettverdauende Fähigkeit des wässerigen Mitteldarmextrakts ausübt. Zu diesem Zweck stellte ich die gleiche Versuchsreihe in den auf 35° C eingestellten Thermostaten wie bei den! vorigen Ver- suchen, ich stellte vor allem aus dem Mitteldarm und aus den Mar- picHischen Gefäßen von 20 Gnaptoren durch Zerreiben mit ge- glühtem, pulverisiertem Quarz einen wässerigen Auszug her, welchen ich filtrierte und, um die Wirkung von Bacterien auszuschließen, mit Fluornatrium und Toluol auffüllte. Den Mitteldarmextrakt teilte ich in 4, den Auszug der MarpıscHrschen Gefäße in 3 gleiche Teile. Das Experiment stellte ich dann in 5 Eprouvetten in folgender Gruppierung an. In die Eprouvette I füllte ich den ersten Teil des Mitteldarmextrakts und einen Teil des Auszuges der MALPIGHI- schen Gefäße, mischte beide gut durcheinander und fügte frische, mit Lackmus blau gefärbte Milch hinzu. In die Eprouvette II kam der zweite Teil des Mitteldarmextrakts und eben so viel Milch wie in Eprouvette I; zu dieser Mischung setzte ich noch so viel mit Toluol gesättigtes Fluornatrium hinzu, daß der Inhalt von Eprou- - vette II bezüglich der Menge mit Eprouvette I übereinstimme. In Eprouvette III gelangte der dritte Teil des Mitteldarmextrakts, welchen ich zum Sieden brachte und, nachdem er abgekühlt war, mit dem zweiten Teil des Auszuges der Marriscnt'schen Gefäße mischte; zu dieser Mischung füllte ich noch so lange mit Lackmus blau gefärbte Milch, bis der Inhalt mit den beiden ersten Eprou- vetten übereinstimmte. Den Inhalt von Eprouvette IV stellte ich derart zusammen, daß ich den vierten Teil des Mitteldarmextrakts zum Sieden brachte und nach der Abkühlung mit dem ebenfalls ab- gekochten und abgekühlten dritten Teil des Auszuges der MALPIGHI- schen Gefäße vermischte; zu dieser Mischung kam eben so viel mit Lackmus blau gefärbte Milch wie in der vorigen Zusammenstellung. In die Eprouvette V endlich füllte ich mit Lackmus blau gefärbte Milch und setzte so viel mit Toluol gesättigtes 1,5%,iges Fluor- natrium hinzu, daß der Inhalt auch dieser Eprouvette mit dem der übrigen 4 gleich war. Die 5 Eprouvetten (I—V) kamen in den Thermostaten bei 35° C, wo ich die Versuchsflüssigkeit beobachtete. Physiologie der Marrıcnı'schen Gefäße der Käfer. 983 Der Inhalt von Eprouvette I farbte sich bereits nach 2 Stunden rot, der von Eprouvette II hingegen erst nach 2 Stunden 50 Minuten, der von Eprouvette III nach 5 Stunden 20 Minuten, und der Inhalt von Eprouvette IV und V war auch noch nach 24 Stunden unver- ändert. Das Erscheinen der roten Farbe wird durch die bei der Zersetzung des Fettes entstehenden Fettsäuren verursacht. Die Versuchsreihe bestätigt somit zweierlei: erstens, daß der wässe- rige Auszug der Maurpreur’schen Gefäße auch für sich auf Fette wirkt (Eprouvette III), und zweitens, dab der wässerige Auszug der Malpighischen Gefäße die fett- spaltende Wirkung des Mitteldarmextrakts fördert. Letzteres wird dadurch hübsch bewiesen, daß in Eprouvette I, wo "Wirkung des Mitteldarmextrakts und des Auszuges der MALPIGHI- schen Gefäße vereint zur Geltung gelangte, die mit Lackmus blau gefärbte Milch bereits nach 2 Stunden eine rote Farbe annahm, während in Eprouvette II, wo nur der Mitteldarmextrakt für sich wirksam war, diese Erscheinung 50 Minuten, also beinahe 1 Stunde später eintrat. 1) Diese Beobachtung stimmt mit einer wichtigen Wahrnehmung ABONYI's am Darmrohr der Biene überein. ABONYI fixierte das Darm- rohr der Biene, um die Resorption der Fette zu untersuchen, in ‘FLEMMING’scher Flüssigkeit und fand an Längsschnitten, daß von der Einmündung der MALpicHi’schen Gefäße das Fett aus den Pollenzellen geschwunden war, seine Anwesenheit jedoch in den Zellen der hinteren Partie des Mitteldarmes und im Epithel der vorderen Partie des End- darmes unzweifelhaft festzustellen war. Zwischen dem .Verschwinden des Fettes und der Einmündung der MALPIGHI'schen Gefäße besteht demnach bei der Biene unbedingt ein Zusammenhang; denn würde des Fett bloß unter dem Einflusse des Mitteldarmsecrets verschwinden, respektive ver- daut werden, so müßte es auch im oberen Abschnitt des Mitteldarmes aus den Pollenzellen verschwinden; es ist aber dort in den Pollenzellen tatsächlich noch im ursprünglichen Zustand vorhanden und in den Epithel- zellen des Mitteldarmes nur einige Zehntelmillimeter über der Einmündung -der MALPIGHT schen Gefäße noch keine Spur von Fett zu finden. Wie ABONYTS Präparate deutlich beweisen, beginnt das Fett, sobald die Pollen- ‚zellen in den Bereich der MALPIGHI’schen Gefäße gelangen, in denselben zu schwinden und zwar so rapid, daß sie jenseits des den Mitteldarm und Enddarm trennenden Sphincters keine Spur mehr davon enthalten (vgl. Allattani Kôzlemények, Vol. 2, p. 161—162 und mein Referat in: Zool. Ctrbl. Vol. 11, 1904, p. 324—327. 19* 284 ALEXANDER V. GORKA, C. Die Verdauungssäfte der MazpicHi'schen Gefäße. Die 3. Hauptgruppe meiner physiologischen Experimente be- zweckte eine Aufklärung der Frage, ob die Zellen der MALPIGHT- schen Gefäße Verdauungssäfte enthalten. Auf diese Frage werfen bereits die im vorigen Kapitel beschriebenen Versuche einiges Licht. In der dort beschriebenen Versuchsreihe bestand nämlich die Ver- suchsflüssigkeit der Eprouvette III aus abgekochtem Mitteldarm- extrakt und einem wässerigen Auszug der Maupicur’schen Gefäße; zu diesem fügte ich das untersuchte Eiweiß, verschiedene Kohlen- hydrate und Fett hinzu. Da der Mitteldarmextrakt bis zum Siede- punkt erhitzt worden war, war eine Einwirkung der Enzyme des Mitteldarmes ausgeschlossen, so dab in der Versuchsflüssigkeit einzig der Einfluß der aus den MArrıcnr’schen Gefäßen stammenden Enzyme zur Geltung kam, die Resultate demnach über die Enzyme der Marricarschen Gefäße Aufklärung geben. Hieraus erhellt, dab der Extrakt der MaurıcHr’schen Gefäße den Eiweiß- _stoffen, speziell denen des Blutserums und dem Casein gegenüber wirkungslosist, hingegen auf Stärke, Gly- kogen, Rohrzucker, Glykoside (Amygdalin, Phlorid- zin und Arbutin) und Fette wirkt; in der Reihe der Kohlenhydrate ist er Inulin und Lactose gegenüber wirkungslos. Demnach enthalten die Maupreni’schen Gefäße von Gnaptor Diastase (Amylase), Invertin, ein Glykoside spaltendes Enzym und Lipase, während ihnen die proteolytischen Enzyme, ferner Inulase und Lactase fehlen. Ich wiederholte die Versuche auch mit reinem Extrakt der Maurienvschen Gefäße und zwar derart, daß ich aus den heraus- präparierten und in destilliertem Wasser mehrfach gewaschenen Matrrcur'’schen Gefäßen von Gnaptor in der bereits beschriebenen Weise einen wässerigen Auszug herstellte und diesen so verteilte, daß auf jeden einzelnen Versuch der Extrakt der Mauricarschen Gefäße von je 5 Gnaptoren entfiel. Zu diesem Extrakt setzte ich sodann die Substanzen hinzu, an welchen ich die verdauende Wirkung des Auszuges erproben wollte. Die Versuche mitsamt den Kontroll- versuchen wurden im Thermostaten bei 30°C ausgeführt. Die Kontrollversuche waren in jedem Fall doppelte; in einer Eprouvette wurde abgekochter Auszug der Marricxrschen Gefäße mit der Substanz gemischt, an welcher ich in einer anderen Eprouvette die Physiologie der Mauricurschen Gefäße der Käfer. 285 Die Wirkung des wässerigen Auszuges der Marpréenr'schen Gefäße von Gnaptor auf verschiedene Substanzen. | eamalss Resultat nach 24 Stunden Anmerkung substanz 1. !Fibrin Fibrin unverändert; Peptonprobe | tiv. Nach 48 Stunden das gleiche Resultat. 2. |Glycyltyrosin Die Versuchsflüssigkeit ist unverändert,|Bei diesem Versuch ‘klar; unter dem Mikroskop sind darin nahm ich nach Tyrosinkrystalle nicht sichtbar. ABDERHALDEN’S Angaben 02 g Glycyltyrosin auf 5 com Extrakt. 3. 1°/ige Starkelésung|Iodreaktion auf Stärke negativ; Crismer-[Ahnliche Resultate sche Zuckerprobe positiv. ergaben Nerro- — —| i —| phorus humator, 4.11%,ige Glykogen-|Iodreaktion auf Glykogen noch positiv; Cojgbusscha len, Blaps mortisaga und Zabrus bla- ptoides. lösung Orısmer’sche Zuckerprobe positiv. Nach 2 Tagen Iodreaktion auf Gly- kogen negativ. 5.|1%%,ige Rohrzucker-|Crısurr’sche Zuckerprobe positiv. lösung 6.]1°ige Lactose- |Crismer’sche Zuckerprobe negativ. lösung 7. 'hige ln ung Crismer’sche Zuckerprobe negativ; bei der Phenylhydrazinprobe konnten Phenylglykosazoukrystalle nicht be- obachtet werden. 8.|1%,ige Amygdalin-[Crrsuer'sche Zuckerprobe positiv. lösung 9. 1Lige Arbutin- |Färbt sich mit Eisenchlorid nicht blau; lösung Crismer’sche Zuckerprobe positiv. 10. j1%,ige Phloridzin-|Färbt sich mit Eisenchlorid nicht bräun- lösung lich-rot; Crismer’sche Zuckerprobe positiv. 11.]1% iges Asculin Die blaue Fluoreszenz der Versuchs- flüssigkeit ist geschwunden; CRISMER- sche Probe positiv. 12. |1%/,iges Salycin Crismer’sche Zuckerprobe positiv. 286 ALEXANDER V. GORKA, Versuchs- Resultat nach 24 Stunden Anmerkung substanz 13.|Mit blauem Lack-|Die Versuchsflüssigkeit hat eine rote mus blau gefärbte| Farbe angenommen. Zur Neutrali- “ Milch sierung. der sauren Reaktion von 5 cem Versuchsflüssigkeit war nach Hinzu- fügen von Alk. abs. 0,15 cem 1, Nor- mal NaOH erforderlich (indicator phenolphtalein). Die Versuchsflüssig- keit gab mit Ather zusammen- geschüttelt, nach Eindampfung, Ex- trahierung mit Alkohol und Ver- flüchtigung des Alkoholgehaltes des Filtrats mit Borsäure behandelt eine positive Akroleinprobe (Glycerin): 14. |Leeithin ,„Ovo“ |Zu Beginn des Versuchs gab die Ver- (MERcK) mit suchsfliissigkeit eine entschieden al- Wasser durchein-| kalische Reaktion, nach 24 Stunden andergeschüttelt | zur Lösung der in Wasser unlöslichen Fettsäuren mit gleichem Volumen Alc abs. behandelt, eine kräftig saure Reaktion. Zur Neutralisierung der sauren Reaktion von 1 ccm der Probe waren 0,8 cem ‘4/5 Normal NaOH erforderlich. — 15. |Feine Schnitte aus|Die Versuchsflüssigkeit ist Cellulose dem Endosperm| gegenüber völlig wirkungslos. des Dattelkernes, ferner nach Gir- son!) behandelte dünne Schnitte aus der Wurzel der Möhre. verdauende Wirkung des Extraktes im ursprünglichen Zustand er- “proben wollte, und in eine. 3. Eprouvette füllte ich bloß diese Ver- suchssubstanz, zu welcher ich das zur Vermeidung der Bacterien- wirkung benützte mit Toluol gesättigte 1,5°/,ige Fluornatrium träufelte. Der Übersichtlichkeit halber habe ich die Resultate der Versuche in der Tabelle S. 285—286 zusammengestellt, aus welcher aber der Raumersparnis halber die Resultate der Kontrollversuche fortgelassen sind. Natürlich wurden nur jene Versuche in die tabellarische Zusammenstellung aufgenommen, deren Resultat auch die Kontrollversuche bestätigen. Diese Versuche beweisen deutlich, daß der wässerige Auszug I) GILSON, E., 1. e. Physiologie der Matricur’schen Gefäße der Käfer. 287 ed 2 der Marrıcarschen Gefäße Enzyme enthält, welche bei der Ver- dauung möglicherweise eine wichtige Rolle spielen oder wenigstens geeignet sind, in den Darm gelangend die Tätigkeit der Verdauungs- säfte des Mitteldarmes zu fördern. Nach den in der Tabelle zu- sammengestellten Versuchen enthalten die Marrıcnr’schen Gefäße auf Stärke, Glykogen, Rohrzucker, Glykoside und Fette wirkende Enzyme, während auf Eiweiß, Milchzucker, Inulin und Cellulose wirkende Enzyme fehlen. Die intensivste Wirkung übt der Extrakt der MALricHı- schen Gefäße auf die Kohlenhydrate aus. Letztere Beobachtung veranlaßte mich, zu untersuchen, ob die MArricurschen Gefäße außer den die Polysaccharide spaltenden Enzymen nicht etwa auch spezielle Enzyme enthalten, welche, wie 2. B. in den Speicheldrüsen der Schnecke, aus Zucker Alkohol bilden. Diese Vermutung erschien schon deshalb berechtigt, weil KoBErr !) bei den Ameisenpuppen ein derartiges Enzym festgestellt hat. Um dies nachzuweisen, benutzte ich die gleiche Methode wie seinerzeit bei ähnlichen Versuchen *) an den Speicheldrüsen der Schnecke. Die herauspräparierten und mehrfach in destilliertem Wasser gewaschenen Mazricarschen Gefäße von 25 Gnaptoren wurden mit geglühtem pulverisiertem Quarz zu Brei zerrieben, welchen ich mit 2 Vol. 1,5°/,igen Fluornatriums verdünnte und mit Toluol sättigte. Hierauf wurde der Extrakt filtriert und in 3 Teile geteilte Zu dem 1. Teil fügte ich 1°/,ige Stärke hinzu, zum 2. nach dem Aufkochen und Auskühlen ebenfalls 1°/,ige Stärke und zum 3. Teil anstatt der 1°/,igen Stärke das gleiche Volumen 1°/,igen Fluornatriums mit Toluol gesättigt. Die 3 Eprouvetten kamen in den auf 30°C ein- gestellten Thermostaten. Nach 48 Stunden setzte ich dem etwa 10 ccm betragenden Inhalt der 1. Eprouvette, dessen Reaktion Stärke nicht mehr, wohl aber Zucker verriet, um den aus dem Traubenzucker sich eventuell entwickelnden Alkohol zum Aldehyd zu oxydieren, 0,5 ccm konzentrierte H,SO, und 0,5 cem 2%/,ige K,CrO,-Lösung zu und destillierte dann. Das Destillationsprodukt prüfte ich auf Aldehyd, speziell mit der bekannten Iodoformprobe, ferner mit der Fuchsin- und Ammonium-Silber-Reaktion. Das Resultat war in allen 1) KOBERT, Über einige Enzyme wirbelloser Tiere, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 99. p. 186. 2) GorKA, Uber die physiol. Funktion d. Speicheldrüsen d. Weinberg- schnecke (Helix pomatia L.), in: Math. naturw. Ber. Ungarn, Vol. 26, 1905, p. 168. 288 ÂLEXANDER V. GORKA, 3 Fällen ein negatives. Die Maupreui’schen Gefäße von Gnaptor enthalten demnach kein Enzym, welches fähig wäre aus dem Zucker Athylalkohol zu bilden. Läft man den wässerigen Auszug der Marrıcnrschen Gefäße von Gnaptor längere Zeit in einer Eprouvette frei an der Luft stehen, so nimmt er ebenso wie auch der wässerige Extrakt des Mitteldarmes eine rötlichbraune Farbe an. Wurde der Extrakt sofort bei der Herstellung abgekocht, so trat diese Färbung nie ein. Schon hieraus läßt sich mit Recht folgern, daß dieser Farbenwechsel das Resultat einer oxydativen Fermentwirkung sei. Für die Anwesenheit von Peroxydasen spricht der Umstand, daß man, wird dem wässerigen Extrakt der Marprenrschen Gefäße 1°/,iges Mercr’sches Hydrogenperoxyd und 1°/,,ige Kresollösung bei- gefiigt, eine grünlichbraune Reaktion erhält. Mit abgekochtem Extrakt ergab dieser Versuch ein negatives Resultat. Ähnliche Ergebnisse erhielt ich bei Untersuchung des Auszuges der Mat- piGxrschen Gefäße von Necrophorus humator, Necrodes littoralis und Silpha atrata. Das Resultat ist besonders auffallend, wenn man zu dem Versuch die Marpicmrschen Gefäße einer größeren Anzahl von Käfern nimmt. Ich führte deshalb meine Versuche stets mit dem Extrakt der MArnpısHrschen Gefäße von 20—25 Käfern aus, welchen ich stets in 2 Teile teilte; der eine Teil diente zu dem eigentlichen Versuch, der andere abgekocht zur Kontrolle. Die Anwesenheit von Tyrosinase in den MaArrıcar’schen Ge- fäßen schien a priori wahrscheinlich, da ich den Umschlag der Farbe des Extrakts der Mauricui’schen Gefäße ins Rötlichbraune besonders auf Grund der Untersuchungen BIEDERMANN'S ©), als deren Resultat er in dem Darm der Larve von Tenebrio die Tyrosinase entdeckte, eben der Einwirkung von Tyrosinase zuschreiben konnte. Tatsäch- lich verwandelte auch ein farbloser Extrakt der Mauprent’schen Ge- fäße, der nach Hinzufügen von Natrium bicarbonicum kräftig alka- lisch reagierte, die Farbe einer 0,5°/,igen P-Kresollösung in Rotbraun. Diese Reaktion gelingt übrigens auch ohne eine Beigabe von Natrium bicarbonicum; am auffallendsten und schnellsten tritt sie ein, wenn man dem Extrakt etwas Glykokoll zusetzt. Tyrosin ist zu dem Experiment nicht erforderlich, da die MArrıcnı’schen Gefäße Tyrosin gewöhnlich in genügender Menge enthalten. Das Hydrogenperoxyd spaltende Enzym, die Katalase, wurde in den meisten der daraufhin untersuchten höheren und niederen Tieren 1) In: Arch. ges. Physiol., Vol. 72, 1898, p. 150. Physiologie der Matrieni’schen Gefäße der Käfer. 289 aufgefunden. Unter den Organen der höheren Tiere fand man die am energischsten wirkende Katalase in der Leber, dann folgen in bezug auf die katalytische Kraft in abnehmender Reihe Niere, Magenschleimhaut, Speicheldriisen, Lunge, Pancreas, Hoden, Herz, Muskeln, Gehirn etc. An wirbellosen Tieren, in erster Reihe an Insecten, sind bisher wenig derartige Untersuchungen vorgenommen worden. KoBErT!) und FiscHeR ?) haben festgestellt, daß ein wässeriger Auszug lebender Exemplare von Musca domestica und Melolontha auf Hydrogenperoxyd katalytisch wirkt. KOoBERT legt auf Grund seiner Untersuchungen der Katalase bei den langsamen Verbrennungs- prozessen im Organismus eine große Bedeutung bei, und ihre Wirkung steht nach A. Bach u. R. Caopar?) mit der Wirkung der in den Organen gewöhnlich gemeinsam vorhandenen Peroxydasen nur schein- bar in Widerstreit; letztere aktivieren das Hydrogenperoxyd, und erstere spaltet es. Nach KoBerT werden bei der Einwirkung von molekularem Oxygen auf oxydable Substanzen primäre Oxydations- produkte: Peroxyde von dem Verhalten des Hydrogenperoxyds, ge- bildet; zu einer Spaltung derselben je nach Bedarf dient die Kata- lase. Anderen Peroxyden gegenüber ist die Katalyse wirkungsios, Äthylhydroperoxyd z. B. spaltet sie nicht, und auch die Oxydations- kraft der Oxygenasen wird nicht im geringsten beeinträchtigt. Die Hauptaufgabe der Katalase ist, in den Geweben molekulares ven frei zu machen. In Erwägung des soeben Ausgeführten prüfte ich die Mar preni’schen Gefäße auf Katalase. Ich zerrieb die Mauricui’schen Gefäße von 30 Gnaptoren mit geglühtem pulverisiertem Quarz zu Brei, verdünnte denselben mit Chloroformwasser und ließ ihn 94 Stunden lang stehen. Hierauf schüttelte ich den mit Chloroform- wasser etwas verdünnten Brei gründlich durcheinander, filtrierte und gab zu dem Filtrat das vierfache Volumen Alkohol hinzu und trocknete den gesammelten Niederschlag im Exsiccator ein. Den eingetrockneten Niederschlag löste ich dann in etwa 4 ccm destil- liertem Wasser, füllte einige Tropfen Chloroform hinzu, ließ ihn so 1‘, Stunden lang stehen, filtrierte sodann und teilte das Filtrat in 2 Teile, deren einen ich abkochte. Die unabgekochte Versuchs- 1) In: Mech. ges. Physiol., Vol. 99, p. 125. 2) FiscHER, Uber Encyme wirbelloser Tiere (Rostock 1903), p. 79. 3) Bacu, A. und R. CHODAT, Untersuchungen über die Rolle der Peroxyde in der Chemie der lebenden Zelle. VI. Katalase, in: Ber. deutsch. chem. Ges., Vol. 36, p. 1757. 290 ALEXANDER V. GORKA, flüssigkeit wirkt äußerst energisch auf Hydrogenperoxyd; träufelt man einige Tropfen in eine 1°/,ige Hydrogenperoxydlösung (10 ccm), so werden explosionsartig außerordentlich viel Oxygenblasen frei. Wiederholt man den Versuch mit dem abgekochten Teil des Ex- trakts, so ist das Resultat sozusagen ein negatives, indem kaum einige sehr kleine Oxygenblasen aufsteigen. Ähnliche Versuche führte ich, jedoch mit den Mauricui’schen Gefäßen einer kleineren Anzahl von Käfern, auch an Nercophorus humator (10 Exemplare), N. vespiilo (14 Ex.), Silpha quadripunctata (18 Ex.), S. atrata (22 Ex.), Blaps mortisaga (8 Ex.) und Melolontha vulgaris (30 Ex.) aus; das Resultat war das gleiche, so daß ich auf Grund davon behaupten kann, die Maupreur’schen Gefäße der Käfer enthalten allgemein eine beträchtliche Menge Katalase. Die Anwesenheit von Katalase, Peroxydase und Tyrosinase in den Mawricui’schen Gefäßen von Gnaptor und anderer Käfer ver- anlaßte mich auch nach anderen Oxydationsfermenten zu forschen. In physiologischer Hinsicht wichtig war eine Untersuchung darüber, ob die Maupicurschen Gefäße vielleicht Aldehydase enthalten. Bekannt ist besonders durch die Untersuchungen von E. SALKOWSKI!) und Marrın JacoBy?), daß die Leber und die Nebenniere der höheren Wirbeltiere und des Menschen eine äußerst energisch wirkende Aldehydase enthalten, welche die Salicylaldehydase zu Salicylsäure oxydiert. Zum Nachweis der Anwesenheit und der Wirkung der Aldehydase benutzte ich die Methoden, welche nach Sazxowsxrs Angaben von Yamactwa?) und Jacosy*) zum Nachweis der Aldehydase bei den Wirbeltieren und von A. MEDWEDEW °), einstigem Prosector in Odessa, zum Nachweis und zur Untersuchung der Oxydationsfähigkeit der Gewebe ausgearbeitet worden sind. Aus den Maxrrenrschen Gefäßen wurde in der bereits mehr- fach beschriebenen Weise ein wässeriger Auszug hergestellt, welchen 1) SALKOWSKI, Zur Kenntniss des Oxydationsferments der Gewebe, : Arch. pathol. Anat., Vol. 147, 1897, p. 1—23. 2) Jacosy, Uber ats Oxydationsfermente der Leber, ibid., Vol. 157, 1899, p. 235—280. — Uber das Aldehyde oxydierende Pneu dr Leber u. Nebenniere, in: Ztschr. physiol. Chem., Vol. 30, 1900, p. 134— 148. 3) In: Arch. pathol. Anat., Vol. 147, 1897, p. 1—23. 4) Ibid., Vol. 157, 1899, p. 235—280 und in: Ztschr. physiol. Chem., Vol. 30, 1900, p. 134—148. 5) MEDWEDEW, Ueber die Oxydationskraft der Gewebe, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 65, p. 249—-277. Physiologie der MArrıcnr'schen Gefäße der Käfer. 291 ich gewöhnlich in 2 Teile teilte. Den einen Teil ließ ich in ur- sprünglichem Zustand, den anderen kochte ich ab; letzterer diente zur Kontrolle. Zu beiden füllte ich Salicylaldehyd hinzu und stellte sie auf längere Zeit (48—72 Stunden) in den auf 30° C eingestellten Thermostaten. Zum Nachweis der Salicylsäure diente folgende von MEDWEDEW!) empfohlene Methode: die schwach angesäuerte Versuchsflüssigkeit wurde 2—3 Minuten lang gekocht, dann mit einigen Tropfen Na- triumcarbonatlösung schwach alkalisch gemacht und filtriert. Das Filtrat wurde im Wasserbad eingedampft, der eingetrocknete Rest mit Schwefelsäure angesäuert, einige Male mit Äther durcheinander geschüttelt und das nach der Verflüchtigung des Athers zurück- bleibende Material unter dem Mikroskop nach Salicylsäurekrystallen ‘durchforscht. In den meisten Fällen übrigens wurde das Material mit Umgehung der mikroskopischen Untersuchung in warmem Wasser gelöst und nach Filtration mit einigen Tropfen frisch her- gestellter 0,5°/,iger Eisenchloridlösung behandelt, worauf die Ver- suchsflüssigkeit bei Anwesenheit von Salicylsäure eine charakte- ristische violette Färbung annahm. Die wichtigeren Resultate meiner Untersuchungen über die Wirkung des Extrakts der MartpıcHr'schen Gefäße auf Salicylaldehyd gebe ich in folgender Zusammenstellung: 1. Versuch (10. April 1908). A. B. Extrakt der MALPIGHI’schen Abgekochter Extrakt der MAL- Gefäße von 14 Gnaptoren. PIGHI'schen Gefäße von 14 Gna- 0,2 cem Salicylaldehyd. ptoren. 0,2 cem Salieylaldehyd. auf 48 Stunden in den Thermostaten bei 300 C gestellt. Resultat: A. enthält Salicylsäure. B. enthält keine Salicylsäure. 2. Versuch (18. April 1908). A. BD. Extrakt der Ma.picHi’schen Abgekochter Extrakt der MAr- ‚Gefäße von 16 Gnaptoren. PIGHI’schen Gefäße von 16 Gna- 0,2 cem Salicylaldehyd. ptoren. 0,2 cem Salicylaldehyd. auf 52 Stunden in den Thermostaten bei 30° C gestellt. Resultat: A. enthält Salicylsäure. B. enthält keine Salicylsäure. eles ec: 299 ALEXANDER V. GORKA, 3. Versuch (20. April 1908). A. B: Extrakt der MALPIGHI’schen Abgekochter Extrakt der MAL- Gefäße von 18 Gnaptoren. PIGHI’schen Gefäße von 18 Gna- 0,2 ccm Salicylaldehyd. ptoren. 1 ccm Chloroformwasser. 0,2 ccm Salicylaldehyd. 1 ccm Chloroformwasser. auf 48 Stunden in den Thermostaten bei 30° C gestellt. Resultat: A. enthält Salicylsäure. B. enthält keine Salicylsäure. 4. Versuch (3. Mai 1909). A. B. Extrakt der MALPIGHT’schen Abgekochter Extrakt der MAr- Getäße von 20 Gnaptoren. PIGHI’schen Gefäße von 20 Gna- 0,2 ccm Salicylaldehyd. ptoren. 1 ccm Natriumfluoratlösung mit 0,2 cem Salicylaldehyd. Toluol gesättigt. 1 ccm Natriumfluoratlösung mit Toluol gesättigt. auf 58 Stunden in den Thermostaten bei 30° C gestellt. Resuitat: A. enthält Salicylsäure. B. enthält keine Salicylsäure. 5. Versuch (16. Mai 1909). A. B. Extrakt der MarpicHrschen Abgekochter Extrakt der MaL- Gefäße von 22 Stück Necrophorus PIGHI’schen Gefäße von 22 Stück humator. Necrophorus humator. 0,2 ccm Salicylaldehyd. 0,2 ccm Salicylaldehyd. auf 62 Stunden in den Thermostaten bei 30° C gestellt. Resultat: A. enthalt Salicylsäure. B. enthält keine Salicylsäure. 6. Versuch (20. Mai 1909). A. B. Extrakt der MALPIGHI’'schen Abgekochter Extrakt der MAr- Gefäße von 20 Stück Selpha quadri- PIGHI’schen Gefäße von 20. Stück punctata. Supha quadripunctata. os; 0,2 cem Salicylaldehyd. 0,2 ccm Salicylaldehyd. auf 58 Stunden in den Thermostaten bei 30° eingestellt, Resultat: A. enthält Salicylsäure. B. enthält keine Salicylsäure. Physiologie der Matrieur’schen Gefäße der Käfer. 293 7. Versuch (4. Oktober 1909). A. Auszug der MALPiGHr'schen Gefäße von 9 Stück Blaps morti- saga. 0,1 ccm Salicylaldehyd. B Abgekochter Extrakt der MAr- PIGHI’schen Gefäße von 9 Stück Blups mortisaga. 0,1 ccm Salicylaldehyd. auf 63 Stunden in den Thermostaten bei 30° C gestellt. Resultat: A. enthalt Salicylsäure. B. enthält keine Salicylsäure. 8. Versuch (6. Oktober 1909). A. Extrakt der MaATPIGHTschen Gefäße von 19 Stück Necrodes littoralis. 0,2 ccm Salicylaldehyd. B Abgekochter Extrakt der MAr- PIGHI’schen Gefäße von 19 Stück Necrodes littoralis. 0,2 ccm Salicylaldehyd. auf 52 Stunden in den Thermostaten bei 30° C gestellt. Resultat: A. enthält Salicylsäure. B. enthält keine Salicylsäure. 9. Versuch (28. April 1912). A. B Extrakt der MALPIGHT’schen Abgekochter Extrakt der MAL- Gefäße von 28 Stück Meloloniha PIGHI’schen Gefäße von 28 Stück vulgaris. Melolontha vulgaris. 0,2 cem Salicylaldehyd. 0,2 ccm Salicylaldehyd. anf 54 Stunden in den Thermostaten bei 30° C gestellt. Resultat: A. enthält Salicylsäure. B. enthält keine Salicylsäure. Wie aus den Versuchen ersichtlich ist, enthalten die Maturiegui’schen Gefäße der Käfer ein durch Ab- kochen vernichtbares Ferment (Aldehydase), welches das Salicylaldehyd zu Salicylsäure oxydiert. Meine Experimente erstrecken sich zwar nur auf eine geringe Zahl von Käferarten, zieht man aber in Betracht, daß darunter Käfer von sehr verschiedener Ernährungsweise vertreten sind, so erscheint es wahrscheinlich, daß in den Marriénrschen Gefäßen der Käfer ein das Salicylaldehyd zu Salicylsäure oxydierendes Ferment allgemein sehr verbreitet sein dürfte. Nur in einem Falle, bei Silpha quadri- punctata, konnte ich nach 58 Stunden die Salicylsäure bloß spur- weise nachweisen, alle übrigen Versuche ergaben eine beträchtliche 294 ALEXANDER V. GORKA, Menge Salicylsäure, da die Eisenchloridreaktion eine ausgeprägt dunkelviolette Färbung ergab. Bei dem Versuch mit Silpha quadri- punctata hatten die Tiere lange gehungert, méglicherweise war dies die Ursache der weniger ausgeprägten Salicylreaktion. Nach den oben angegebenen Resultaten meiner Versuche ist der Versuchsfliissigkeit zugesetztes Chloroform und Fluornatrium der in den Mauricui’schen Gefäßen enthaltenen Aldehydase gegeniiber wirkungslos. In dieser Beziehung stimmt die Aldehydase der Mat- picHrschen Gefäße mit der Aldehydase der Kalbsleber überein, für welche nach Jacogy !), ferner nach ABgeLous u. Bıarn&s ?) Chloroform und Fluornatrium ebenfalls indifferent sind. Nach Jacopy wird die Oxydationswirkung der Aldehydase der Kalbsleber durch Chloroform gesteigert. Aus den angegebenen Versuchen läßt sich, abgesehen von den Details, folgendes feststellen: 1. Durch das Secret der MAL- PIGHI’schen Gefäße wird die Wirkung der Verdau- ungssäfte des Mitteldarmes nicht gehemmt, sondern im Gegenteil nachweisbar gesteigert. 2. Der wässe- rige Auszug der Maurıcnr’schen Gefäße enthält auch solche Verdauungsfermente, welche auf gewisse Sub- stanzen der Nahrung einwirken. VI. Die physiologische Funktion des Enddarmes und der Zu- sammenhang der MALPIGHI’schen Gefäße und des Enddarmes. Von Seiten jener Forscher, die für die ausschließlich excreto- rische Funktion der Marricurschen Gefäße eintreten, wird stets mit besonderem Nachdruck hervorgehoben, daß die Marprexrschen Gefäße in einen Teil des Darmrohres einmünden, in dem nur mehr die unverwendbaren und die zur Verdauung und Resorption unge- eigneten Stoffe angesammelt werden. E. SCHINDLER Z. B., dessen Untersuchungen bei der Beurteilung der physiologischen Funktion der MarriscHtschen Gefäße auch heute noch als grundlegend gelten, bringt als erstes Argument für ihre ausschließlich excretorische Funktion, daß die Mauricurschen Gefäße entspringen „als Ausstül- pungen des Rectums, einem Darmabschnitt, dem speciell nur excreto- 1) In: Arch. pathol. Anat., Vol. 157, 1899, p. 241. 2) ABELOUS und BIrARNÉS, Sur le pouvoir oxydant du sang, in: Arch. Physiol. norm. path., 1895, p. 135. Physiologie der Maurieui’schen Gefäße der Käfer. 295 rische Functionen zukommen, so dass denn auch zuversichtlich an- genommen werden kann, dass hinter der Einmündung der MArPricHr- schen Gefässe keine Chylifications- und Resorptionsprocesse mehr stattfinden“.*) Dieser Auffassung entgegen hat H. 'SrmroTx ?) bereits in dem- selben Jahre (1878), als die Arbeit ScHinpLer’s erschien, betont, daß den Manpıcarschen Gefäßen bei der Larve von Osmoderma eremita, wo ihr Secret vermittels einer besonderen Rinne *) in den vordersten Teil des Mitteldarmes. gelangt, keine excretorische, sondern eine sehr wichtige secretorische Funktion zukomme (p. 511); auberdem ist seiner Auffassung gemäß der Enddarm, also der auf die Ein- mündung der Mauricui’schen Gefäße folgende Abschnitt des Darm- rohres, in erster Reihe ein Resorptionsorgan. Übrigens behauptet F. Puarmav, dessen Untersuchungen über die physiologische Funktion des Darmkanals der Insecten auch heute noch grundlegend sind, bereits in seiner 1874 erschienenen Arbeit *) mit völliger Entschiedenheit, daß der vordere Teil des Enddarmes, welchen er als „intestin terminal portion grêle“ bezeichnet, sehr wahrscheinlich einen Ort lebhafter Resorption darstelle, bei gewissen Insecten sogar die Beschaffenheit des Epithels dafür spreche, dab dieser Darmabschnitt auch bei dem Verdauungsprozeß eine sekundäre Rolle spiele („L’intestin moyen se vide en général lentement et d’une maniere continue dans l’intestin terminal dont la premiere portion, ordinairement grêle et longue, est très-probablement le siége d'une absorption active. Le revêtement épithélial chez cer- taines espèces semble cependant indiquer qu'il peut s’y passer aussi de phénomènes digestifs secondaires.“) 1) In: Z. wiss. Zool., Vol. 30, 1878, p. 654. 2) SIMROTH, Uber den Darmkanal der Larve von Osmoderma eremita mit seinen Anhängen, in: Ztschr. ges. Naturw., Vol. 41, 1878, p. 493—518. 3) Eine ähnliche Rinne beobachtete van LIDTH DE JEUDE (De Spijsverteringsorganen der.phytophage Lamellicornienlarven, Utrecht 1882) bei Oryctes and Celoniu. Seinen Angaben gemäß ist diese Rinne mit Cilien ausgekleidet und dient dazu, das durch den mittleren Kranz der blinddarmartigen Anhänge des Mitteldarmes gebildete Verdauungssecret der Einmündungsstelle der MALPIGHT’schen Gefäße zuzuführen. VAN LIDTH DE JEUDE schreibt demnach der Rinne eine andere Aufgabe zu als SIMROTH, beide stimmen aber darin überein, daß das Secret der MAL- ° PIGHI’schen Gefäße, resp. der Darmabschnitt, in welchen diese einmünden, bei der Verdauung eine Rolle spiele. 4) PLATEAU, Recherches sur les phénomènes de la digestion chez les Insectes, Gand-Leipzig 1874, p. 118. 296 ALEXANDER V. GORKA, An einer anderen Stelle ist PLATEAU geneigt, dem Enddarm von Dytiscus auch noch eine secretorische Tatigkeit zuzuschreiben. („La structure des parois garnies, chez les Dytique, par exemple, d’une couche de grosses cellules cuboides a grands noyaux permet de supposer une sécrétion et une dernière action chimique.“) Mis- GAZZINI!) und ÄDLERZ?) sprechen sich für Enddarmresorption aus. Nach BERLESE*) vollzieht sich die Resorption im Colon, also im vorderen Teil des Enddarmes. In seiner großen zusammenfassenden Arbeit) äußert sich BERLESE entschieden dahin, der Dünndarm, also der vorderste Teil des Enddarmes, sei der Hauptort der Re- sorption („la sede principale dell’ assorbimento delle sostanze plastiche elaborate gia e pit difficilmente dializzanti, cioè dei peptoni e dei prodotti di scomposizione od emulsione dei grassi“). Zugleich spricht BERLESE als allgemeine Regel aus, daß bei den herbivoren Insecten die Harnsäure der Mauricui’schen Gefäße zur Neutralisierung der im Darm alkalisch gewordenen Nahrungssäfte diene und derart die Nährstoffe zur Resorption vorbereite und daß aus der Harnsäure Urate entstehen. x METALNIKOFF®), DEEGENER‘), Mügusz ?), VERSON®), SEDLACZEK®), Runerus !°) und Russ !!) schreiben dem vorderen Teil des Enddarmes ebenfalls eine Rolle bei der Resorption zu. Jüngst hat STEUDEL !?) 1) MINGAZZINI, Ricerche sul tubo digerente dei Lamellicorni fitofagi, in: Mitth. zool. Stat. Neapel, Vol. 9, 1889, p. 82. 2) ADLERZ, |. c. 3) BERLESE, Ricerche sugli organi e sulla funzione della digestione negli Acari, Portici, 1896. 4) BERLESE, Gli Insetti loro organizzazione, sviluppo, abitudini e rapporti coll’ uomo, Vol. 1 (Milano 1909), p. 746. 5) METALNIKOFF, Ueber die Absorption des Hisens im Verdauungs- kanal von Blatta orientalis, in: Bull. Akad. Wiss. St. Petersburg (5), Vol. 4, 1896, p. 495. 6) DEEGENER, Entwicklung der Mundwerkzeuge und des Darmkanals von Hydrophilus, in: Z. wiss. Zool., Vol. 68, 1900, p. 145. 7) In: Arch. Naturg., Jg. 63, Bd. 1, 1897, p. 106. 8) In: Z. wiss. Zvol., Vol. 82, 1905. 9) SEDLACZEK, Uber den Darmkanal der Scolytiden, in: Ctrbl. ges. Forstwesen, Jg. 28, 1902, p. 260. i 10) In: Z. wiss. Zool., Vol. 98, 1911, p. 267. 11) E. A. L. Russ, Eutwicklung des Darmkanals bei den Trichopteren, in: Zool. Jahrb., Vol. 25, Anat., p. 735. 12) STEUDEL, Absorption und Sekretion im Darm von Insekten, ibid., Vol. 33, Physiol‘, p. 196. Physiologie der Marpıgnr’schen Gefäße der Käfer. 997 bei Periplaneta nachgewiesen, daß der vordere Teil des Enddarmes eine resorbierende Funktion ausübt. Er hält es sogar für wahr- scheinlich, daß bei Melolontha und Gryllotalpa der vordere Teil des Enddarmes ebenfalls an der Resorption Anteil nimmt, hingegen glaubt er sicher zu sein, daß bei Carabus, Bombus und Vespa im End- darm eine Resorption ausgeschlossen sei. Bei Periplaneta sind die Zellen des Enddarmes außer der Resorption auch noch an der Secretion beteiligt. Diese Verschiedenheit der Ansichten anal mich, meine Untersuchungen auch auf diese Frage auszudehnen. Bereits in einer früheren Abhandlung!) habe ich es daß bei Insecten, welche sich mit Aas oder faulenden und modern- den pflanzlichen Stoffen nähren, der längste Teil des Darmes der Enddarm sei. Der Enddarm von Oryctes nasicornis z. B. macht mehr als die Hälfte des ganzen Darmes aus (gewöhnlich beträgt der End- darm 52—68°/, des gesamten Darmes). Bei Aaskäfern (z. B. Necro- phorus humator KaBr., Necr. vespillo L., Necr. mortuorum FABR., Necrodes littoralis L. etc.) beträgt der Enddarm 64 —76 °/, des ganzen Darmrohres und übertrifft die Körperlänge um das 2,7—5fache. Schon diese Zahlen sprechen dafür, daß ein so beträchtlicher Darm- abschnitt wohl schwerlich bloß zur Ansammlung unverwendbarer Stoffe diene. Meine Fütterungsversuche beweisen tatsächlich, daß das vordere Viertel des Enddarmes zur Resorption diene. Ich fütterte Aaskäfer mit durch Karmin, Eosin und Sa- franin gefärbtem Aas und fand das hintere Drittel des Mitteldarmes und das vordere Viertel des Enddarmes rosa gefärbt, ein Zeichen, daß diese beiden Darmabschnitte eine lebhafte Resorptionstätigkeit ausüben. Mit diesem Ergebnis stimmt auch das Resultat der histologi- schen Untersuchung überein. An Schnitten aus dem vorderen Teil des Enddarmes von Necrophorus humator (Taf. 10 Fig. 7 und 8) ist deutlich sichtbar, daß die verdauten und durch die Fixiermittel aus- sefällten, mit Eosin lebhaft rosa gefärbten Nahrungspartikelchen (Taf. 10 Fig. 7 und 8 res. st), durch die den Enddarm auskleidende Chitinintima zwischen die Chitinintima (ent) und die Epithelzellen (ep) und von hier in den basalen Teil der Epithelzellen gelangen können. Bei aufmerksamer Durchmusterung der abgebildeten Schnitte 1) A. Gorka, Adatok a Coleopterak täplälöcsövenek morphologiai és physiologiai ismeretéhez., Budapest 1901, p. 34. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 20 298 ALEXANDER V. GORKA, (Taf. 10 Fig. 7 u. 8) läßt sich unmöglich bestreiten, daß im End- darm Resorptionsprozesse vor sich gehen. Übrigens weist die ganze ‘Struktur des Enddarmes bei Necrophorus darauf hin, daß dieser an der Beendigung des Verdauungsprozesses und an der Resorption der verdauten Stoffe lebhaft teil- nimmt. Die Epithelzellen des Enddarmes sondern dem Darmlumen zu eine Chitinintima ab; dieselbe ist aber nicht glatt, sondern be- sitzt an ihrer Oberfläche in Gruppen angeordnete Chitinborsten; nach gelungener Färbung mit Säurefuchsin erhellt, daß diese Chitin- membran eigentlich aus mehreren Schichten besteht: die innerste Schicht ist gelblich, darunter folgt eine mit Säurefuchsin dunkler rot gefärbte und auf diese eine schwach rosa farbige Schicht, welche von den Epithelzellen durch eine dünne, mit Säurefuchsin intensiv gefärbte Linie getrennt wird. Diese Linie löst sich bei starker Vergrößerung in eine Reihe feiner Körnchen auf. Das Plasma der Epithelzellen zeigt in der Richtung der Zellachse eine fibrilläre Struktur, und zwischen den einzelnen Fibrillen trifft man häufig von Eosin lebhaft rot gefärbte Körnchen an. Zwischen den Epithel- zellen suchen wir vergeblich nach einer Grenzlinie. Der Kern ist verhältnismäßig groß, von ovaler Form, aber unregelmäßig gestaltet; das Chromatin besteht aus Körnchen, welche jedoch in der Kern- substanz nicht gleichmäßig verteilt sind. Unter den Epithelzellen fällt eine sich mit Säurefuchsin rötlich violett färbende Tunica propria auf, in welcher hier und da kleine Kerne sichtbar sind, welche offenbar dem Bindegewebe entstammen. Unter dieser Basal- membran ist der ganze Enddarm von zirkulären Muskelfasern um- geben, welche jedoch keine gleichmäßige Schicht bilden; bereits bei schwacher Vergrößerung ist zu sehen, daß die Muskeln die äußere Peripherie des Darmes als ringförmige Bänder umfassen. Die Zahl der Längsmuskeln ist sehr gering. Im Enddarm von Necrophorus humator, welcher nach lebhafter Nahrungsaufnahme getötet wurde, findet man teils zwischen der Chitinintima und den Epithelzellen, teils zwischen den Epithelzellen und der Basalmembran eine körnige ‘Masse (Taf. 10 Fig. 7 u. 8 res.st) in solcher Menge, daß die Chitin- intima resp. die Basalmembran aufgetrieben wird. Derartige Schnitte ‘sind auf Taf. 10 Fig. 7 u. 8 abgebildet. Die Schnitte aus dem End- darm mit frischem Fleisch genährter Carabiden bieten im Grunde genommen ein ähnliches Bild. So ist z.B. an einem Schnitt aus dem Enddarm von Carabus scheidleri (Taf. 10 Fig. 6) ohne jede weitere Erklärung ersichtlich, daß die den Enddarm aus- Physiologie der Maurrenr’schen Gefäße der Käfer. 299 kleidenden Epithelzellen eineresorbierende Funktion ausüben; die an der Basis der Epithelzellen, zwischen den Epithel- zellen und der Basalmembran sichtbaren körnigen Massen (res. st) ‚können nur resorbierte Nahrungspartikelchen sein. Zur Beurteilung der physiologischen Funktion der Mazrrenr- schen Gefäße liefern meiner Ansicht nach die Beobachtungen sehr . wichtige Beiträge, welche sich auf Gnaptor spinimanus beziehen. Hier ist die Beschaffenheit des Enddarmes und sein Zusammenhang mit den Marpıcurschen Gefäßen so interessant und eigenartig, dab ich auf Grund der hier gemachten Wahrnehmungen ruhig behaupten kann, die Marprénrschen Gefäße können nicht ausschließlich Ex- eretionsorgane sein. Die Struktur des Darmes von Gnaptor habe ich bereits in der Einleitung besprochen, hier muß ich aber gewisse Einrichtungen „desselben der Vollständigkeit und Verständlichkeit halber aufs neue beschreiben, um dann in diesen Rahmen meine histologischen und ‚physiologischen Beobachtungen einzufügen. Der Enddarm von Gnaptor beginnt bekanntlich an der Ein- “mündungsstelle der Mauricnischen Gefäße und besteht aus einem ‚etwa 3 cm langen Rohr, welches sich in der unteren Partie er- -weitert und ein Rectum bildet (Taf. 10 Fig. 1). Mit diesem stehen die Matericurschen Gefäße im innigsten Zusammenhang, da sie in .seine Wand eingeschaltet sind und, wie auf Taf. 10 Fig. 1 u. 12 ‚ersichtlich ist, an der Außenseite des Rectums ein dichtes Netzwerk bilden. Aus diesem durch den gewundenen Verlauf der MALPIGHI- ‚schen Gefäße gebildeten Netzwerk entspringt am Anfang des Rectums ein dicker MaArrısHrscher Gefäßstamm, in welchem die 6 MALPIGHI- „schen Gefäße eng aneinander geschmiegt sind. Der gemeinsame Stamm spaltet sich im weiteren Verlauf in 2 Äste (Taf. 10 Fig. iL) deren jeder je 3 Marrrenrsche Gefäße enthält. Die 2 Aste bilden- den je 3 Matricur’schen Gefäße trennen sich alsbald und münden die ganze Leibeshöhle kreuz und quer durchziehend endlich an der Grenze des Mittel- und Enddarmes in das Darmrohr ein. Das wich- tigste Moment dieser Einrichtung ist, daß die Manrrenischen Ge- ‚Täße mit einem Teil in den Darm einmünden und durch den anderen Teil mit der Wand des Rectums in Verbindung stehen. Die Wichtig- keit dieser Verbindung wird alsbald klar, wenn man nur die histo- ‚logische Beschaffenheit der einzelnen Teile des Enddarmes etwas genauer betrachtet. An Schnitten aus dem Anfangsteil des Enddarmes ist folgendes 20* 300 ALEXANDER V. GORKA, sichtbar: das Epithel bildet 6, dem Darmlumen zugekehrte unregel- mäßige Längsfalten, die im Querschnitt den Darmzotten sehr ähn- lich sind. Die Epithelschicht sondert gegen das Darmlumen zu eine beträchtlich dicke, ganz glatte Chitinmembran ab (Taf. 10 Fig. 9). Der dem Lumen zugekehrte Teil dieser Membran ist gelb und weder mit Säurefuchsin noch mit Eosin zu färben, der den Epithelzellen zugekehrte Teil nimmt mit Säurefuchsin und Eosin eine zarte Rosa- farbe an. An der Grenze der Chitinintima und der Epithelzellen ist eine sich mit Säurefuchsin intensiver rosa färbende Linie sicht- bar, welche sich bei stärkerer Vergrößerung in deutlich unterscheid- bare Körnchen auflöst. Die Epithelschicht besteht aus kubischen, an der dem Darm abgekehrten Seite abgerundeten Zellen mit stets deutlich ausgeprägten Umrissen und Grenzen. Ihr Kern ist von regelmäßiger Gestalt, außerordentlich groß, gewöhnlich rund, seltener oval, mit körnigem und gewöhnlich gleichmäßig verteiltem Chromatin. Das Zellplasma zeigt eine unregelmäßig streifige Struktur; die Richtung der Streifen verläuft senkrecht gegen die Chitinintima zu. Besonders in den Epithelzellen reichlich genährter Käfer sind zwischen den soeben erwähnten Streifen häufig feine Körnchen zu beobachten, welche sich mit Säurefuchsin lebhaft färben. In solchen Fällen quillt der dem Darmlumen abgekehrte, abgerundete Teil der Epithelzellen mächtig an, der Kern nimmt eine elliptische Gestalt an und zieht sich in den angequollenen Teil hinein, wo er sich ge- wöhnlich so plaziert, daß seine Längsachse der Chitinintima parallel liest. Eine Basalmembran konnte ich am Grunde der Epithelzellen mit keinerlei Reagentien beobachten. Der ganze Darm ist von außen mit einer mächtigen Muskelschicht umgeben, welche aus mehreren Schichten zirkulär verlaufenden quergestreiften Muskelfasern be- steht; longitudinale Fasern sind nur vereinzelt hier und da zu be- obachten. Im Enddarm gut genährter Käfer sind die besonders in den 6 zottenartigen längsgerichteten Erhebungen großen Lücken zwischen den Epithelzellen und der Muskelschicht mit feinen Körnchen (Taf. 10 Fig. 9 res. st) ausgefüllt, welche sich mit Säurefuchsin und Eosin intensiv färben und offenbar im Mitteldarm verdaute und durch die Epithelzellen des Enddarmes resorbierte Nahrungspartikelchen dar- stellen. Hier ist der Einwand berechtigt, daß im Enddarm die Resorp- tion durch die Chitinintima verhindert wird. Dieser Einwand ist schon deshalb nicht stichhaltig, weil von zahlreichen, besonders para- Physiologie der Mauricur’schen Gefäße der Käfer. 301 sitischen Insecten und Krebsen bekannt ist, daß sie, obwohl sie überall vom Chitinpanzer bedeckt sind, dennoch die Nährstoffe durch diesen Chitinpanzer hindurch aufnehmen. Von dieser allgemein bekannten Erscheinung abgesehen, versuchte ich aber auch, mich durch das Experiment von der Stichhaltigkeit oder Irrigkeit dieser besonders in älteren Werken häufig betonten Behauptung zu überzeugen. Hierzu wählte ich den mächtigen Enddarm der Larve von Oryctes nasicornis, dessen Lumen mit einer beträchtlich dieken Chitinintima ausgekleidet ist. Den Inhalt des Enddarmes entfernte ich durch mehrfaches Aus- spülen, band das eine Ende mit einem Seidenfaden zusammen und tauchte es in absoluten Alkohol und dann in Kollodium. Das andere Ende band ich mit einem Seidenfaden an eine Glasröhre mit ge- eignetem Durchmesser und füllte den Darm durch eine Glasröhre mit einem Gemisch von Pepton und Traubenzuckerlösung. Hierauf legte ich den so vorbereiteten Enddarm derart in destilliertes Wasser, daß die beiden Enden frei herausragten. Nach 24 Stunden gab das destillierte Wasser eine positive Biuretreaktion und reduzierte die Fenuıne’sche Flüssigkeit, ein Zeichen davon, daß das im Innern des Darmes befindliche Eiweiß- und Traubenzuckergemisch durch die Chitinmembran und die übrigen Teile des Darmes hindurch in das destillierte Wasser gelangt ist. Auch dieses Experiment beweist somit, daß die Chitinintima die Resorption nicht verhindert. Schreibt man aber diesem Experiment auch keine entscheidende Bedeutung zu, so ist man doch auf Grund der histologischen Untersuchung der Schnitte aus dem Enddarm verschiedener Käfer gezwungen, unbe- dingt anzuerkennen, daß diese Befunde nur durch die unerläßliche Annahme einer resorbierenden Funktion des Mitteldarmes verständ- lich sind. | Auf die aus den hinteren Teilen des Enddarmes von Gnaptor angefertigten Schnitte paßt die oben gegebene Beschreibung eben- falls; ein gewisser Unterschied tritt erst dann auf, wenn man die Schnitte aus dem Teile des Rectums herstellt, an. dessen Außenseite sich das oben erwähnte Netzwerk der Marricarschen Gefäße be- findet. Einen Teil eines derartigen Querschnittes stellt Fig. 9 der Taf. 10 dar. Die den Darm auskleidenden, mehr oder weniger kubisch gestalteten Epithelzellen (ep) sondern auch hier dem Lumen des Darmes zu eine mächtige Chitinintima (int) ab. Die Struktur der Chitinintima und des Epithels stimmt mit der oben gegebenen Beschreibung überein. Ein Unterschied offenbart sich aber darin, daß :1. unter den Epithelzellen eine Basalmembran vorhanden: ist, 302. ALEXANDER V. GORKA, 2. daß auf die Basalmembran die Querschnitte der Mavricurscher Gefäße (Malp. qschn) folgen, welche von einer dünnen Muskelschicht (rm) eingefaßt sind. Der auffallendste Unterschied aber besteht‘ darin, daß an diesem Schnitt, welcher von einem reichlich genährten Gnaptor stammt, den Raum unter den Epithelzellen, ferner zwischen der Basalmembran und den Querschnitten der MaAtricHr'schen Ge- fäße in außerordentlich großer Menge eine sich mit Eosin rosa fär- bende körnige Substanz (res. st) einnimmt, welche nur aus den Nähr- stoffen stammen kann, da sie mit der im vorderen Teil des End- darmes unter den Epithelzellen gefundenen körnigen Masse völlig übereinstimmt. Wie ist der soeben beschriebene Befund zu deuten? Die in der Wand des Rectums zwischen Epithelzellen und der Basalmembran, ferner zwischen der Basalmembran und dem Netz- werk der Matricuischen Gefäße gefundene, an Eiweißstoffen sehr reiche körnige Masse kann nicht aus dem Rectum stammen, da hier natürlich nur mehr unverdauliche Stoffe angesammelt werden. Eine natürliche Erklärung des Ursprunges dieser körnigen Masse kann auf Grund der Schnitte nur dahin lauten, daß die im vorderen Teil des Enddarmes resorbierten Stoffe zwischen die Epithelzellen und die Muskelschicht gelangen und hier zwischen dem Epithel und der Muskelschicht rückwärts wandernd endlich in die Wand des Rec- tums gelangen, wo sie sich zwischen dem Epithel und der Basalmembran, ferner zwischen der Basal- membran und dem Netzwerk der Matpreur’schen Ge- fäße ansammeln. Nimmt man aber diese, aus einer Durch- musterung der Schnitte folgende Erklärung an, so kann man sich auch der einzig wahrscheinlichen Voraussetzung nicht verschließen, daß die in der Wand des Enddarmes und des Rectums angesammelten Stoffe nur durch Vermittlung des an der Wand des Rectums gebildeten Netzwerkes der MauricuHi’schen Gefäße in den Körper gelangen können. Das am Rectum von Gnaptor beobachtete und soeben beschriebene Netzwerk der Marricurschen Gefäße ist keine ausnahmsweise Ein- richtung und inbetreff des Grundprinzips keineswegs auf Gnaptor beschränkt, da ich ähnliche Netzwerke auch am Rectum zahlloser anderer Käfer gefunden habe. So fand ich ähnliche Einrichtungen unter anderem bei etwa 32 untersuchten Arten der Cerambyciden, Physiologie der Marriani’schen Gefäße der Käfer. 303 ferner bei Meloé, Lampyris, Chrysomela, Galeruca, Cantharis, Curculio, Clerus, Elater, Dermestes, Blaps, Tenebrio etc. Übrigens fand ich auch in der älteren Literatur Angaben über solche Netzwerke. CARL FRIEDRICH PosseLzr bildet in seinem 1804 in Tübingen er- schienenen Werk (Beyträge zur Anatomie der Insekten) auf tab. 3 fig. 12 u. 22 das Darmrohr der Larven von Tenebrio molitor und Prionus coriarius ab mit ähnlichen Netzwerken der Mavrieni’schen Geräfe am Rectum, erwähnt aber im Text dieses Netzwerk nicht in besonderer Weise. L. Durour!) erwähnt bei Beschreibung des Darmrohres von Hammatichaerus heros ebenfalls ein ganz ähnliches Netzwerk (tab. 6 fig. 8 u. 9). In der neueren Literatur beschreibt J. METALNIKOW ?) am Rectum der Raupe von Galleria mellonella ein ähnliches Netzwerk, welchem er eine aufsaugende Wirkung zu- schreibt. W. SEDLACZEK®) erwähnt vom Darmrohr der Scolytiden, daß 2 der 6 Mateienr’schen Gefäße in die Muskelschicht des End- darmes eindringen und die Muskelschicht an dieser Stelle verdoppelt. SEDLACZEK befindet sich meiner Meinung nach auf ganz richtiger Fahrte, wenn er auf p. 259 seiner Arbeit darauf hinweist, wie wichtig fiir die Scolytiden ein sparsames Umgehen mit den Körper- siften und die Sicherung eines möglichst trockenen Auswurfes sei, da sonst die im feuchten Kot gedeihenden Pilze die Gänge ver- stopfen und die zukünftige Generation infizieren. könnten. Darin aber hat er nicht mehr ganz recht, daß die Aufsaugung der im Enddarm enthaltenen Säfte und damit die Verwirklichung der beiden vorhin erwähnten Ziele nur dem Enddarm zukomme. Gewißlich spielen dabei auch die mit dem Enddarm zusammenhängenden Mazrrenrschen Gefäße eine bedeutende Rolle. Einen interessanten Zusammenhang der Mauricur’schen Gefäße mit dem Enddarm hat Atsin Mößusz) bei der Larve von Anthrenus beschrieben. Hier bilden die Marriscnr’schen Gefäße mit Binde- sewebsfasern durchzogen ein dem Enddarm entlang laufendes retorten- fôrmiges Gebilde, in dessen Inneren die MAarrıcnrschen Gefäße eigen- artig verwickelt sind. Der untere, also der verbreiterte Teil dieses retortenförmigen Gebildes („Knäuelschlauch“ und „Knäuelsack“) steht 1) Durour, L., Mem. sur les vaisseaux biliaires ou le foie des in- sectes, in: Ann. Sc. nat. (2), Vol. 19, 1843, p. 145—182. 2) METALNIKOV, S., Recherches expérimentales sur les chenilles de Galleria mellonella, in: Arch. Zool. exper. (4), Vol. 8, 1908, p. 489 — 588. 3) In: Ctrbl. ges. Forstwesen, Jg. 28, p. 247. 4) In: Arch. Naturg., Jg. 63, Bd. 1, 1897, p. 105— 108 und 108—114. 304 ALEXANDER V. GORKA, derart mit dem weiten Cöcum des Enddarmes der Larve in Be- rührung, daß der in dem retortenförmigen Gebilde befindliche Knäuel der Mauricui’schen Gefäße nur durch die Chitinintima des Blind- darmes vom Darmlumen getrennt wird, da an dieser Stelle das Epithel, die Basalmembran und die Muskelschicht des Blinddarmes gänzlich fehlen. Nach Môgusz dient dieses runde Chitinfenster dazu, daß die Marriénrschen Gefäße durch dasselbe die verdauten Stoffe resorbieren und dafür dem Enddarm die Zerfallprodukte übergeben können. Ähnliche Verhältnisse beobachtete er noch am Darmrohr von Dermestes und Attagenus. VIL. Die Peristaltik des Mitteldarms und die Funktion der peritrophischen Membran als Beweis fiir den Eintritt des Secrets der MALPIGHIschen Gefäße in den Mitteldarm. Bereits in einem früheren Kapitel dieser Abhandlung habe ich darauf hingewiesen, daß der Inhalt des Mitteldarmes bei Gnaptor in Form einer zylindrischen Réhre von einer gallertartigen, auber- ordentlich resistenten, aus eiweiß- und chitinartigen Substanzen be- stehenden Membran, der sogenannten peritrophischen Membran (Membrana anhysta ventriculi) umgeben ist, derart, daß zwischen dieser und dem Epithel ein freier Raum bleibt. Über die Funktion dieser Membran sind die Ansichten sehr geteilt. Abgesehen von den Details, besitzen im allgemeinen drei Auffassungen weitere Ver- breitung. A. SCHNEIDER!), P. SCHIEMENZ*), und in neuerer. Zeit A. STEUDEL *) sind der Meinung, daß sie das Mitteldarmepithel vor mechanischen Verletzungen durch grobe, harte, kantige, brockige Nahrung zu schützen hat; nach G. ApLERZ*) sichert sie den gleich- mäßigen Verlauf des Verdauungsprozesses, und A. MöBusz°) endlich schreibt ihr gar keine oder nur eine sehr untergeordnete Bedeutung 1) SCHNEIDER, Über d. Darm der Arthropoden, besonders der In- sekten, in: SCHNEIDER, Zool. Beitr., Vol. 2, 1887, p. 82—96 und in: Zool. Anz., Jg. 10, 1887, p. 139—140. 2) SCHIEMENZ, Über d. Herkommen d. Futtersaftes u. d. Speichel- drüsen d. Biene, in: Z. wiss. Zool., Vol. 38, 1883, p. 71. 3) STEUDEL, Absorption u. Sekretion im Darm von Insekten, in: Zool. Jahrb., Vol. 33, Physiol., p. 217. STEUDEL vergleicht die peri- trophische Membran mit dem „Filterapparat“ von Astacus. - 4) ADLERZ, Om digestionssekretionen etc., in: Bih. Svensk. Vet. Akad. Handl., Vol. 16, IV, No. 2, p. 48—51, 1890. 5) In: Arch. Naturg., Jg. 63, Bd. 1, p. 98—100. Physiologie der Mazricarschen Gefäße der Käfer. 305 zu. Nach A. Marrynow !) besteht ihre physiologische Bedeutung darin, dab sie die von den Zellen des Darmepithels secernierte schleimige Flüssigkeit, welche bei der Bildung von Nahrungsballen die Hauptrolle spielen, gleichmäßig über die Oberfläche dieser Ballen verbreiten. Nach seiner Ansicht ist die morphologische Bedeutung der peritrophischen Membranen bei den einzelnen Insectenordnungen eine verschiedene; bei den Trichopteren handelt es sich bei der Bildung der peritrophen Membran um periodische Degenerations- erscheinungen, welche sehr an die Häutung der Insecten erinnern, mit dem Unterschiede aber, daß die peritrophen Membranen nicht chitinöser Natur sind. Die übrigen Erklärungen, sofern sie von den soeben angeführten abweichen, sind entweder nur auf einzelne Arten zu beziehen oder derart gekünstelt, daß sie für die Allgemeinheit gar nicht in Betracht kommen.?) Gelegentlich der Operationen, welche ich ausführte, um die Mauricuischen Gefäße zu durchschneiden, konnte ich an einer An- zahl lebender Exemplare von Gnaptor die Peristaltik des Mittel- darmes beobachten und machte dabei Wahrnehmungen, welche auch auf die Funktion der peritrophischen Membran und auf den Weg des Secrets der Manricurschen Gefäße einiges Licht werfen. . Der Mitteldarm von Gnaptor ist gewöhnlich mit einem bräunlich- violettem Inhalt angefüllt. Durch die dünne Darmwand scheinen bei vielen Exemplaren die im Darm sehr häufigen schneeweißen Gregarinen sehr deutlich hindurch, die sich im freien Raum zwischen der peritrophischen Membran und den Darmepithelzellen befinden. Die Gregarinen sind meistens an den Epithelzellen des Mitteldarmes 1) Martynow, A., Ueber den Ursprung der peritrophen Hüllen bei ‘den Larven der. Trichopteren, in: Mitth. Ges. Freunde Naturk. etc. Vol. 98, Arb. zool. Abth., T. XIII., Tageb. Zool. Abth., T. III, No. 5, Moskau 1903, p. 20—24, tab. 2 (Russisch). — S. auch Ref. v. N. v. ADE- LUNG, in: Zool. Ctrbl., Vol. 11, 1904, p. 316—318. 2) ABONYI betrachtet als Aufgabe der peritrophischen Membran bei der Honigbiene in erster Reihe eine Abschwächung der wasserentziehenden Wirkung des Honigs (in: Allattani Közlemenyek, Vol. 2, p. 164). Da aber die peritrophische Membran nicht nur im Darm honigsaugender In- secten vorkommt, sondern auch bei solchen Insecten, wo die wasser- entziehende Wirkung der Nahrung gar nicht in Betracht kommen kann, kann diese Erklärung nicht die eigentliche Aufgabe der peritrophischen Membran in sich fassen. Die peritrophische Membran ist bei den Insecten sehr verbreitet, deshalb kann ihre Funktion nur durch eine solche Erklärung zufriedenstellend erklärt werden, welche auf sämtliche Insecten paßt. 306 ALEXANDER v. GORKA, fixiert, selten aber auch losgelöst in dem freien Raum zwischen der peritrophischen Membran und den Epithelzellen zu finden. Nun beobachtete ich bei mehreren Gnaptoren, daß gelegentlich der außer- ordentlich langsamen peristaltischen Bewegung des Mitteldarmes die losgelösten schneeweißen Gregarinen aus dem hinteren Teil des Mitteldarmes in weiter vorn gelegene Teile geschoben wurden. Diese Wahrnehmung erweckte mein Interesse und veranlaßte mich, die motorische Tätigkeit des Mitteldarmes weiter zu überwachen. Zu diesem Zweck entfernte ich bei mehreren Gnaptoren den Rücken- panzer des Abdomens und setzte sie in ihr eigenes oder das Blut anderer Käferarten, in physiologische Kochsalzlösung !), ferner in mit Oxygen gesättigte Rınger’sche Flüssigkeit ?), und untersuchte darin die Bewegung des Mitteldarmes. Meine Beobachtungen fasse ich in Folgendem zusammen: Die Bewegung des Mitteldarmes wechselt je nach dem Grade der Füllung und dem Aggregatzustande des Inhaltes. Bei längerem Fasten tritt, wie bereits erwähnt, im Mitteldarm die secretorische Funktion der Epithelzellen in den Vordergrund, infolgedessen der Darm mit Verdauungssecret und aus dem Zerfall der secernierenden Epithelzellen stammenden Eiweißstoffen gefüllt wird. Alsdann erfolgt am Mitteldarm ein rhythmisches Zusammenziehen und Erschlaffen zuerst der longitudinalen Muskelfasern, wodurch der Darm rhythmisch verkürzt und verlängert wird. In geringerem Maße beteiligen sich aber auch die zirkulären Muskeln in so eigenartiger Weise an der Bewegung, daß durch die Wirkung dieser zweierlei Muskulatur eine der am Dünndarm der höheren Wirbeltiere beobachteten Pendel- bewegung ähnliche rührende Bewegung zustande kommt. Findet man zufällig ein Exemplar, welches losgelöste Gregarinen enthält, so kann man die Wirkung dieser Rührbewegung deutlich beobachten, 1) Als physiologische Kochsalzlösung benutzte ich eine 0,90°/,ige Kochsalzlösung, da deren Gefrierpunktserniedrigung 0,561" beträgt, also mit der Gefrierpunktserniedrigung des Käferblutes nahe übereiustimmt (vgl. K. Tunner, A csikbogär himivarkészülékének morphologiäja, in: Allattani Közlemenyek, Vol. 4, p. 23. 2) Die Zusammensetzung der verwendeten RINGER’schen Flüssigkeit war: 100 g sorgfältig in Glasgefäßen destilliertes Wasser, 0,6 g NaCl, 0,03 g KCl, 0,02 g CaCl,, 0,02 g NaHCO, und 0,1 g Traubenzucker. Sehr gute Resultate erhielt ich auch dann, wenn ich zu Käferblut das gleiche oder das doppelte Volumen RINGER’sche Flüssigkeit zusetzte und den präparierten Darm in dieses legte. Physiologie der Marricarschen Gefäße der Käfer. 307 indem die Gregarinen im Mitteldarm bald von hinten nach vorn, bald wieder nach der Seite und hinten wandern. Im Mitteldarm unmittelbar nach der Nahrungsaufnahme getöteter Gnaptoren werden diese Rührbewegungen noch mehr gesteigert, so daß als Endergebnis die in die peritrophische Membran gelangende Nahrung mit den bereits vorher abgesonderten Verdauungssäften gut durcheinander gemischt, man könnte sagen, im wahren Sinne des Wortes verknetet wird, wodurch die Wirkung der Verdauungs- säfte eine viel intensivere wird. Bei vorgeschrittener Verdauung im Zusammenhang mit der Resorption der verdauten und resorptions- fähig gemachten Substanzen, also mit der Eindickung des Darm- inhaltes, werden diese Rührbewegungen durch sogenannte peristal- tische Bewegungen abgelöst, welche den von der peritrophischen Membran umgebenen Darminhalt in regelmäßiger, bald langsamerer, bald rascherer Wellenbewegung nach hinten dem Enddarm zu treiben. Der in der peritrophischen Membran eingeschlossene Darminhalt gelangt demnach langsam nach hinten, die den freien Raum zwischen der peritrophischen Membran und dem Darmepithel einnehmende Flüssigkeit hingegen wird auch weiterhin durcheinander gemischt, und das sich hier ansammelnde Verdauungssecret des Mittel- darmes wird, wie die durch die Darmwand durchscheinenden weißen Gregarinen beweisen, bald nach vorn, bald nach hinten, bald wieder nach der Seite gedrängt, also ebenfalls durcheinander ge- mischt. Im Anschluß an diese Beobachtungen muß ich betonen, daß er- fahrungsgemäß die peristaltische Bewegung zur Weiterbeförderung flüssiger Substanzen nicht sehr geeignet ist. Hiervon kann man sich leicht überzeugen, füllt man z. B. einen Gummischlauch mit Flüssigkeit und ahmt die peristaltische Bewegung durch einen stufenweise nach hinten wandernden Fingerdruck nach. Dabei ist deutlich zu sehen, daß die Flüssigkeit von der Druckstelle nach vorn und hinten in gleicher Weise strömt, sich also mischt. Den Forschern, die sich mit der peristaltischen Bewegung des Darmes der höheren Wirbeltiere befassen, ist es übrigens bereits lange be- kannt, daß die peristaltische Bewegung in erster Reihe zur Weiter- beförderung brockigen Inhaltes geeignet sei. Zur Illustrierung davon, in welchem Maße bei höheren Säugetieren die nach hinten gerichtete Triebkraft der peristaltischen Bewegung den regen Rühr- bewegungen gegenüber bei flüssigem Darminhalt in den Hintergrund tritt, führe ich die Wahrnehmungen Grirzner’s und HEMETER*S an. 308 ALEXANDER V. GORKA, Gritzner') beobachtete bei Hunden und Ratten und HEMETER ?) beim Menschen, daß unter solchen Verhältnissen in das Rectum ein- gespritzte Lycopodium-, Zinnober- und Wismutkörnchen die ileo- cöcalen Klappen durchschreitend in den Dünndarm eintraten, ja einzelne Körnchen gelangten bis in den Magen. Nach meiner Auffassung des soeben Gesagten besteht die Auf- gabe der peritrophischen Membran darin, die in derselben, einge- schlossenen Substanzen vermittels der peristaltischen Bewegung des Mitteldarmes allmählich in den hinteren Teil des Darmes zu leiten und inzwischen auch eine Vermischung der zwischen ihr und der Epithelschicht des Mitteldarmes befindlichen Verdauungssäfte eben- falls mittels der peristaltischen Bewegung zu ermöglichen. Infolge dieser Vermischung treten im Inneren der peritrophischen Membran und in dem freien Raum zwischen dieser und dem Mitteldarm- epithel derartige Unterschiede im osmotischen Druck auf, als deren Ergebnis einesteils die innerhalb der peritrophischen Membran ver- dauten und resorptionsfähig gemachten Stoffe durch die peritrophische Membran hindurch in den Raum zwischen dieser und dem Epithel gelangen und anderenteils die von den Epithelzellen des Mittel- darmes produzierten Verdauungssäfte ebenfalls durch die peritrophische Membran hindurch in das Darminnere eindringen können. Sind nun meine Beobachtungen bezüglich der Bewegung des Mitteldarmes und der Funktion der peritrophischen Membran und die daran anknüpfenden Erklärungen richtig, so folgt daraus mit völliger Gewibheit, daß bei Gnaptor das Secret der MAL- PIGHI’schen Gefäße wenigstens teilweise, ebeninfolge der durch die soeben beschriebene Bewegung des Mitteldarmes hervorgerufenen Vermischung, unbe- dingtin den hintersten Teil des Mitteldarmes gelangt. Die Wahrnehmung, daß die am Mitteldarm von Gnaptor und anderen Käfern sichtbare peristaltische Bewegung in die peristal- tischen Wellen des Enddarmes nicht übergeht, daß also die peri- staltische Bewegung des Enddarmes nicht am hintersten Punkte des Mitteldarmes, dem Sphincter (Valvula pylorica), beginnt, sondern bedeutend weiter hinten, verleiht meiner Annahme große Wahr- scheinlichkeit, ich könnte sagen, macht zur Gewißheit, daß. das Secret der MarriGxrschen Gefäße notwendigerweise bei allen Insecten 1) In: Arch. ges. Physiol., Vol. que 1898, p. 292: 2) In: Arch. Teandemmnenenlahgten VobuS, 1.902,94539 Physiologie der Marpicarschen Gefäße der Käfer. 309 in den hinteren Teil des Mitteldarmes gelangt, deren Marrrenrsche Gefäße vor dem den Mitteldarm und Enddarm trennenden Sphincter in das Darmrohr -einmünden. Die soeben angeführte Beobachtung bestätigt zugleich, daß die physiologische Grenze der Bewegung des Mitteldarmes einerseits durch den hinteren Teil des Proventriculus, andrerseits durch den auf den letzten Abschnitt des Mitteldarmes folgenden Sphincter (Valvula pylorica und Pylorus) gebildet wird. VIII. Die histologische Struktur der MALPIGHI’schen Gefäße. Die histologische Struktur der Marprrearschen Gefäße ist bereits von zahlreichen Forschern untersucht und im Prinzip überall gleich befunden worden. Auch die von mir eingehender untersuchten Matrreni’schen Gefäße von Gnaptor weichen von dem bei anderen Insecten festgestellten Grundschema nicht wesentlich ab. Die Matrienrschen Gefäße von Gnaptor sind, wie ich bereits eingangs ausgeführt habe, außerordentlich lange, mit Tracheen dicht eingesponnene, gewöhnlich bräunlichrote tubulöse Fäden von kom- pliziertem Verlauf. Ihrer anatomischen und histologischen Struktur gemäß, ferner auf Grund ihres Verhaltens den in die Leibeshöhle injizierten Farbstoffen gegenüber, lassen sich ohne jeden Zwang zwei Abschnitte an denselben unterscheiden. Der eine Abschnitt besteht aus dem, auch mit unbewaffnetem Auge deutlich sichtbaren, in der Leibeshöhle frei gelegenen tubulösen Teil, der andere wird durch das in die Muskelschicht des Rectums eingelagerte Netzwerk ge- bildet. Bevor ich zur Besprechung der physiologischen Unterschiede dieser beiden Abschnitte übergehe, muß ich kurz ihre histologische Struktur schildern. Die Mazrrcarschen Gefäße sind von einer aus elastischen Fasern bestehenden serösen Membran (peritoneale Membran) umgeben. Innerhalb dieser folgt eine homogene, dünne Basalmembran (Tunica propria) und die Epithelschicht mit dem Stäbchen- saum, welcher häufig auch als Intima bezeichnet wird. 1. Die seröse Membran besteht aus einer außerordentlich dünnen Schicht feiner elastischer Fasern, mit kleinen, gewöhnlich in der Längsrichtung gestreckten Kernen. Die Fasern färben sich mit der Cattesa’schen Methode gelblich-grün. An Querschnitten läßt sich wegen der außerordentlichen Dünnheit der Schicht sehr schwer entscheiden, ob diese Fasern tatsächlich Muskelfasern sind; an Längsschnitten aber treten die zwischen den Fasern befindlichen 310 ALEXANDER V. GORKA, Tracheen und Tracheenendzellen deutlich hervor, und an solchen -Querschnitten sind zuweilen auch verästelte Zellen deutlich sichtbar, welche an einigen Asten auch Spuren von Querstreifung aufweisen. Lécer u. Dusosg+) haben bei Gryllus und Hydrophilus, SCHNEIDER À) bei Hydrophilus und Periplaneta, KR. Sinéry *) an den Maupienrschen Gefäßen der Phasmiden eine verhältnismäßig mächtige Muskel- schicht beobachtet, so daß ich es für sehr wahrscheinlich halte, dab auch die bei Gnaptor die MaurıcHrschen Gefäße von außen um- hüllende seröse Membran aus kontraktionsfähigen Fasern besteht. ‘Granpis*) hat bei Hydrophilus, MArcHAL 5) bei Timarcha und Locusta, Lécer u. DuBosaf) bei Gryllus an den Marpicarschen Gefäßen ein rhythmisches Zusammenziehen und Erschlaffen beobachtet und : schreiben dies der Muskelschicht zu. Ähnliche Kontraktionen be- ~ obachtete R. SIxéry ?) an den Marriénrschen Gefäßen der Phas- miden, welche die Kontraktionsfähigkeit in physiologischer Kochsalz- lösung auch nach 24 Stunden noch bewahren sollen. Eine derartige Bewegung konnte ich nie wahrnehmen, obwohl ich die Maurısur'schen Gefäße zahlreicher Gnaptoren, teils frisch getötet, teils in physio- logischer Kochsalzlösung und in Ringer’scher Flüssigkeit daraufhin beobachtete. Bei dem Durchschneiden der MaAupisurschen Gefäße konnte ich aber stets beobachten, daß der Inhalt an der Schnitt- stelle ausfloß. Offenbar wurde durch den Schnittreiz eine Kon- traktion der Fasern der benachbarten Teile ausgelöst, und der. Er- folg war ein Austreten des Inhaltes der MAupıcHrschen Gefäße. Die seröse Membran ist so ziemlich überall gleich diek und umhüllt nicht nur die in der Leibeshöhle frei suspendierten MAr- pıcHr'schen Gefäße, sondern auch die Partien, welche in der Muskel- schicht des Rectums ein Netzwerk bilden. 2. Die Basalmembran ist überall gleich dick und hüllt die die Maurrenr’schen Gefäße auskleidenden Epithelzellen rohrartig 1) Sur les tubes de MALPIGHI des Grillons, in: OR. Soc. Biol. Paris (2) Vol du 189g p 5902 529: 2) Lehrbuch der vergleichenden Histologie, Jena 1902, p. 507—508. 3) Les tubes de MaLPpiGHr chez les Phasmes (Orth.), in: Bull. Soc. entomol. France, 1900, No. 17, p. 333— 335. 4) Sur les modifications des épitheliums glandulaires durant la sécrétion, in: Arch, Ital. Biol., Vol. 14, 1890, p. 160—182. 5) Sur la motilité des tubes Malpighiens, in: Ann. Soc. entomol. France, Aé 61, Vol. 4, 1893, Trim. Bull., p. 256—257. Ho Hl. c. mn) he. Physiologie der Marprrénrschen Gefäße der Käfer. 311 ein. Im Scawerrzer schen Reagens!) ist sie nicht lösbar. Mit Iod- iodkalium färbt sie sich bräunlich-rot, und diese Farbe geht nach einem Zusatz von Schwefelsäure oder Chlorzink in veilchenblau über. Methylblau färbt sie rosa. Dies alles spricht dafür, daß die Basal- membran aus chitinartigen Stoffen besteht. 3. Die Epithelschicht besteht aus typischen Drüsenzellen, welche morphologisch in allen Teilen der in der Leibeshöhle frei liegenden MarnrıcHrschen Gefäße im wesentlichen übereinstimmen, ‚natürlich abgesehen von den mit der Secretion zusammenhängenden ‚Veränderungen, welche jede Zelle durchmacht. Hinsichtlich der physiologischen Funktion jedoch muß zwischen den frei in der - Leibeshöhle liegenden Teilen der Marrréenrschen Gefäße und dem “Netzwerk am Rectum ein wesentlicher Unterschied bestehen. In die Leibeshöhle injizierte Farbstoffe, z. B. Indigokarmin, werden nämlich durch die ersterwähnte Partie der Mavpicui’schen Gefäbe ausgeschieden, während ich in dem Teil, welcher das Netzwerk am Rectum bildet, niemals ausgeschiedene Farbstoffkörnchen entdecken konnte. Die einzelnen Zellen der Epithelschicht sind scharf umschrieben, ohne intercellulare Kanäle. Ein Syncytium, wie es L. LÉGER u. P. HAGENMÜLLER an den MarpıcHT'schen Gefäßen von Scaurus beob- achteten, konnte ich bei Gnaptor in keinem einzigen Teil der Mat- prenrschen Gefäße auffinden. Die Form der Zellen ist je nach den verschiedenen Funktionsphasen eine sehr wechselnde, so daß eine Angabe der Maße überflüssig erscheint. An Querschnitten Konnte ich gewöhnlich 5—8 Zellen zählen, die eng aneinander geschmiegt den inneren Teil der Marricarschen Gefäße völlig auskleiden (Taf. 11 Fig. 18 u. 20). In dem Netzwerk am Rectum nimmt ihre Zahl bedeutend ab, hier sind an Querschnitten insgesamt 2 bis 3 Zellen sichtbar (Taf. 10 Fig. 4 Malp. qschn). Das Zellplasma zeigt eine reticuläre Struktur; die Plastinfäden ‚treten besonders in einem gewissen Stadium der Betätigung an der Basis der Zellen deutlich hervor. In den Maschen des plasmatischen Netzwerkes sind zahlreiche Secretkörnchen und mit Flüssigkeit ge- ‘füllte Vacuolen sichtbar. Secretkörnchen sind von zweierlei Art: 1) Wegen der Herstellungsmethode vgl. MANDEL, Handb. physiol.- chem. Laboratorium (Berlin 1897), p. 100. 2) Sur la structure de tubes de Manpicur de quelques Coléoptères _ténébrionides, in: CR. Soc. Biol. Paris, 1899 (2), Vol. 1, p. 449—451 und in: Bull. Soc. entomol. France, 1899, p. 192—194. 312 ALEXANDER V. GORKA, stark lichtbrechende gelblich-braune und farblose, welch letztere sich mit Eosin lebhaft rosa färben. Die Anzahl und Lage dieser 2 Granulaarten wechselt je nach der Funktionsphase der Zellen, worauf ich weiter unten noch zurückkomme. Außerdem kommen in den MarrıscHrschen Gefäßen besonders bei Tieren, welche nach mehrtägiger reichlicher Fütterung getötet wurden, auch Osmium- säure reduzierende Körnchen vor. Bei hungernden Exemplaren konnte ich solche Körnchen kein einziges Mal finden. Die Kerne sind gewöhnlich groß, rund oder oval, mitunter eben- falls im Zusammenhang mit der Funktion der Zellen von ganz un- regelmäßiger Form (Taf. 11 Fig. 18). Ihre Struktur ist am besten an mit Sublimat-Alkohol fixierten und mit Jodgriin-Fuchsin nach ZIMMERMANN !) gefärbten Schnitten zu studieren. Nach E. RonpE ?) benutzte ich zur Ditferenzierung nicht nur Alkohol, sondern auch Glycerin. Glycerin zieht die Farbstoffe langsamer aus, so daß ich bei der Kontrolle unter dem Mikroskop außerordentlich scharf diffe- renzierte Bilder erhielt, welche die feinere Struktur des Zellkernes klar hervortreten ließen. Die 5—6 u dicken Schnitte verweilten einige Minuten in lodgrün-Fuchsin, wurden dann so rasch als mög- lich in Alkohol und aus diesem auf den Objektträger gebracht, mit Glycerin beträufelt und mit einem Deckgläschen bedeckt. Das von dem ausgezogenen Farbstoff gefärbte Glycerin entfernte ich mittels an den Rand des Deckglases gelegten Fließpapiers und ersetzte es durch frisches Glycerin vom anderen Rande her. Nach 2—3 Stunden erhielt ich gewöhnlich sehr klar differenzierte Präparate, welche aber leider nicht beständig waren, da sie sich, im Glycerin auf- bewahrt, später vollständig entfärbten. Ich versuchte auch einige in Canadabalsam aufzubewahren, dies führte aber auch nicht zum Ziel, da die Präparate ausbleichten. Mit Iodgrün-Fuchsin gefärbte Präparate zeigen deutlich, daß die Kerne nur in einer gewissen Funktionsphase eine sich grün färbende, sehr dünne Kernmembran besitzen. In der Kernsubstanz fehlt das bei anderen Kernen gewöhnlich deutlich ausgeprägte Plastingerüst sozusagen gänzlich, nur stellenweise sah ich, besonders bei in Canadabalsam aufbewahrten Präparaten, aus den lebhaft grün gefärbten nucleinhaltigen Teilen kleinere, schwächer gefärbte 1) 1 Vol. konzentrierte wässerige Fuchsinlösung + 9 Vol. 0,1°/,ige wässerige lodgrünlösung, vgl. Ztschr. wiss. Mikrosk., Vol. 12, p. 463—473. 2) In: Z. wiss. Zool., Vol. 73, 1903, p. 498—500. Physiologie der Maurieui’schen Gefäße der Käfer. 313 Plastinfäden ausgehen. Die durch Iodgrün-Fuchsin grün, seltner violett gefärbte Chromatinsubstanz besteht aus feinen Körnchen, welche in kleineren und größeren, deutlich sichtbaren Schollen zu- sammengedrängt sind. Der Kernsaft, welchen ich nach E. RoHpe !) Enchylema nenne, färbt sich in ruhenden und in auf dem Höhe- punkt der Secretion stehenden Kernen mit Iodgrün-Fuchsin schwach lichtgriin, während das Enchylema der deformierten Kerne gewöhn- lich keine Farbe annimmt. Die grüne Färbung des Enchylemas weist darauf hin, daß der Kernsaft in gelöstem Zustande eine nucleinhaltige Substanz enthält, welche später verbraucht wird. Neben den soeben angeführten Teilen kommen gewöhnlich noch ein oder zwei, selten noch mehr runde Kernkörperchen (Nucleolus) vor, welche sich mit lodgriin-Fuchsin lebhaft rot färben. Ich konnte aber auch solche Kerne beobachten, deren Kernkörperchen sich grün färbte. Die derartige Kerne enthaltenden Zellen schienen ganz junge Zellen zu sein, welche Secretkörnchen oder auffallend viel Vacuolen nie enthielten. Es ist vielleicht von Interesse, daß ich in den sich grün färbenden Kernkörperchen niemals Vacuolen fand, in den sich rot färbenden hingegen ziemlich häufig. In Ermangelung einer ge- nügenden Anzahl von Präparaten bin ich nicht in der Lage, fest- zustellen, in welchem Zusammenhang die sich mit Iodgrün-Fuchsin orün und rot oder violett färbende Chromatinsubstanz des Zellkernes mit den einzelnen Phasen des Secretionsprozesses steht. Auf Grund meiner Beobachtungen kann ich aber mit völliger Entschiedenheit behaupten, daß die Zunahme der sich rot färbenden Chro- matinsubstanz stets ein Zeichen desAlterns der Zelle ist. In den augenscheinlich jungen und lebhaft funk- tionierenden Zellen überwiegt das sich mit lodgrün- Fuchsin grün färbende Chromatin. 4. Der Stäbchensaum (,plateau striée bordure en brosse“) ist bei Gnaptor in den Epithelzellen der das Netzwerk am Rectum bildenden Maurienmt’schen Gefäße stets vorhanden (Taf. 10 Fig. 4 Malp. gschn), in den frei in der Leibeshöhle liegenden Matrrent’schen Gefäßen hingegen nur an den ganz jungen „ruhenden“ Epithelzellen ‚sichtbar. Zu Beginn der Secretion verschwindet der Stäbchensaum Gide wl His’ 18 u 20). An den Epithelzellen der Matrrenr’schen Gefäße von Gnaptor, 1) In: Z. wiss. Zool., Vol. 73, p. 550. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 21 314 ALEXANDER V. GORKA, und zwar in erster Reihe an denen des Netzwerkes am Rectum, konnte ich feststellen, daß der Stäbchensaum aus Chitin besteht, da er sich mit Iodiodkalium bräunlich-gelb färbt und diese Farbe nach Hinzusatz von Chlorzinklösung in Blau übergeht. Außerdem läßt sich an sehr dünnen Schnitten bei tausendfacher Vergrößerung deutlich feststellen, daß der Stäbchensaum aus außer- ordentlich feinen Fasern besteht, deren Basis einem kleinen stark färbbaren Körperchen entspringt. Deshalb schließe ich mich der Ansicht von Nizs Houmeren’) an, der Stäbchensaum der In- secten und verallgemeinert der Arthropoden sei mor- phologisch ein chitinisierter Cilienbesatz. Bei Beschreibung der histologischen Struktur muß ich die wichtige Beobachtung hervorheben, daß bei Gnaptor die den Ver- lauf der Tracheen begleitenden Onocyten mit den Mazricarschen Gefäßen in innigem Zusammenhang stehen. In die Maupicui’schen Gefäße dringen unzählige Tracheenäste ein, und an der Eindringungs- stelle treten die Önocyten in Verbindung mit den Marrremrschen Gefäßen (Taf. 11 Fig. 16 u. 17 oen = Önocyten). Dieser Zusammen- hang ist für die Kenntnis der physiologischen Funktion der MALPIGEI- schen Gefäße sehr wichtig, da die den Marrienrschen Gefäßen eng angeschmiegten Önocyten mit den gleichen gelblich-braunen, stark lichtbrechenden Körnchen erfüllt sind wie die Epithelzellen der Mazricarschen Gefäße. An zahlreichen Präparaten ist deutlich ein stufenweises Hinüberwandern der in den Önocyten angehäuften Körnchen in die Epithelzellen der Mazricarschen Gefäße sichtbar, unterdes die Önocyten beträchtlich kleiner werden. Diese Ent- deckung ist ‘deshalb von Wichtigkeit, weil sie klar beweist, daß die in den Epithelzellen der MAartrpıcnar schen Gefäße sichtbaren gelblich-braunen Körnchen nicht aus- schließlich hier entstehen, vielmehr bereits in den Onocyten vorhanden sind und aus den Onocyten erst sekundär in die Maupicui’schen Gefäße gelangen, aus welchen sie dann durch den Darm entleert werden.) 1) In: Anat. Anz., Vol. 21, 1902 p. 376. 2) NizS HOLMGREN hat an dem Weibchen von Dacytes flavipes fest- gestellt, daß an den sechs normalen MALPIGHI’schen Gefäßen desselben sich sechs keulenférmige Anhänge befinden, welche er akzessorische Excretionsorgane nennt. Diese akzessorischen Excretionsorgane stehen mit den Onocyten in innigstem Zusammenhang. In: Anat. Anz., Vol. 22, 1902, p. 233—238. Physiologie der Marricarschen Gefäße der Käfer. 315 Meine Schnitte sprechen sogar dafür, daß die gelblich-braunen Secret- körnchen wahrscheinlich ausschließlich nur aus den Önocyten in die Zellen der Mauricui’schen Gefäße gelangen. Wie an zahlreichen Schnitten ersichtlich ist, sind die mit Vacuolen gefüllten, also au dem Höhepunkt der Secretion stehenden Zellen der MALrIGHr'schen Gefäße völlig frei von den gelblich-braunen Secretkörnchen, während die ihnen von außen eng angeschmiegten Önocyten mit solchen voll sind (Taf. 11 Fig. 16). An den die verschiedenen Phasen dar- stellenden Präparaten läßt sich schrittweise verfolgen, wie im Zu- sammenhang mit der Abnahme der secretorischen Tätigkeit der Zellen der Maupicui’schen Gefäße stets mehr und mehr der farbigen Secretkörnchen aus den Önocyten in diese übertreten und wie dabei. die das körnige Secret entleerenden Önocyten stufenweise kleiner werden. Eine hübsche Illustration des Gesagten geben die beiden Mikrophotographien auf Taf. 11 (Fig. 16 u. 17. Fig. 16 zeigt deut- lich, daß in der einen, auf dem Höhepunkt der Secretion stehenden Zelle des Querschnittes der Maurieur’schen Gefäße von Gnaptor noch keine farbigen Secretkörnchen enthalten sind, während die an dieselbe angeschmiegte Önocyte (oen) außerordentlich viel enthält. In Fig. 17 hingegen ist eine Zelle zu sehen, deren secretorische Tätigkeit be- reits im Abnehmen ist. An der Basis der Zelle sind daher bereits die aus der benachbarten Önocyte (oen) stammenden farbigen Secret- körnchen sichtbar. Obwohl sich unter dem Mikroskop nichts weiter feststellen läßt, als daß die mit den Maupicur’schen Gefäßen in inniger Verbindung stehenden Onocyten den Zellen der Marrrerschen Gefäße nur far- bige Secretkörnchen zukommen lassen, ist es doch sehr wahrschein- lich, daß sie an die an dieselben auch noch andere gelöste Stoffe gegenwärtig unbekannter Zusammensetzung abgeben. Die in den Önocyten angehäuften Stoffe sind bisher noch nicht bekannt, ebenso wie auch die physiologische Funktion der Önocyten noch unbekannt ist), deshalb sind wir einstweilen noch nicht in der Lage, die Be- deutung des soeben geschilderten Zusammenhanges der Onocyten mit den Zellen der Marricarschen Gefäße in physiologischer Hinsicht richtig und dem vollen Wert nach zu erfassen. Jedenfalls beweisen die Schnitte mit unverkennbarer Entschiedenheit, das zwischen 1) Vgl. W. STEUDELL, Beiträge zur Kenntnis der Önocyten von Ephestia kuehniella ZELLER, in: Z. wiss. Zool., Vol. 102, 1912, p. 136 bis 168. 21* 316 ALEXANDER V. GORKA, dem Onocytensystem und den Mauricui’schen Ge- fäßen ein inniger Zusammenhang bestenht.?) Hier erwähne ich nebenbei, daß bei Gnaptor die den MALPIGHI- schen Gefäßen angeschmiegten Önocyten, wie ich mich durch mikro- chemische Reaktionen überzeugte, in beträchtlicher Menge Harn- säure enthalten. Die Onocytenanhäufungen mehrerer Gnaptoren wurden aus dem Gewirr der übrigen Gewebe sorgfältig gelöst und auf dem Objektträger mit einigen Tropfen Salpetersäure eingedampft; in solchen Präparaten nahmen die Secretkörner eine gelblich-rote Färbung an und färbten sich nach Zugabe von Kalilauge blau, die Murexidprobe ergab also ein positives Resultat. Desgleichen führte auch die nach der Methode von Saint HizarRE ?) ausgeführte Harn- säurereaktion zu einem positiven Resultat. Die Schnitte aus den Marricarschen Gefäßen lassen auber- ordentlich rege Secretionsprozesse erkennen. An keinem einzigen Schnitt sind völlig gleiche Epithelzellen sichtbar, sondern jede Zelle zeigt eine andere Phase der Secretion (vgl. z. B. Taf. 11 Fig. 20). Auf Grund der an den mir vorliegenden Schnitten beobachteten Phasen fasse ich die Funktion der Epithelzellen der Marrienrschen Gefäße folgendermaßen zusammen: Als erste Phase betrachte ich den Pme in dem die Epithel- zellen im Querschnitt mehr oder weniger flach, an der dem Lumen zugekehrten Seite mit einem Stäbchensaum bedeckt sind und der Zellkern die Mitte der Zelle einnimmt. Das Enchylema farbt sich mit Iodgrün-Fuchsin hellgrün, das im Kerne gleichmäßig: verteilte Chromatin und der Nucleolus (allenfalls mehrere Nucleolen) dunkel- grün. Im Protoplasma und im Zellkern sind Vacuolen und Secret- körnchen nicht sichtbar oder sehr spärlich vorhanden; das Zellplasma scheint homogen und nimmt Farbstoffe schwer auf. Unter den Epithelzellen der Maupicui’schen Gefäße von hungernden Käfern ist dieses Stadium sehr häufig mit dem Unterschied, dab sich die Kernkörperchen mit lodgrün-Fuchsin rot färben. In den weiteren Phasen der Funktion erleidet der Zellkern große Veränderungen. Derselbe vergrößert sich nämlich beträchtlich, nimmt gewöhnlich eine regelmäßige Kugelform oder ovale Gestalt an, und in seinem Inneren erscheinen in gleichmäßiger Verteilung kleine Vacuolen und 1) Dies beweist auch die Wahrnehmung von Nizs HOLMGREN an Dacytes flavipes, in: Anat. Auz., Vol. 22, 1902, p. 233—238. 2) In: Ztschr. physiol. Chem., Vol. 26, 1898, p. 102—109. Physiologie der Marrient’schen Gefäße der Käfer. 317 mit Eosin rosa färbbare Körnchen, welche bei tausendfacher Ver- srößerung deutlich sichtbar werden. Im Zusammenhang damit werden auch die Zellen dem Lumen zu stark gestreckt, der Stäbchen- saum verschwindet, und auch die dünne Kernmembran, welche sich mit lodgrün-Fuchsin grün färbt, verschwindet stellenweise. Hierauf erscheinen in rascher Folge auch im Protoplasma der Zellen die mit Eosin rosa färbbaren Körnchen und die Vacuolen, welche sich hier dermaßen vergrößern, daß sie bereits bei schwacher Vergrößerung deutlich sichtbar werden. Alsdann streckt sich die Zelle dem Lumen zu noch mehr in die Länge, und die mit Secret erfüllten Vacuolen sammeln sich in dem dem Lumen zugekehrten Teil an, während der Kern nach hinten, der Basis der Zelle zu, wandert; dabei wird auch die Gestalt des Kernes eine unregelmäßige, die Zahl der Vacuolen und der mit Eosin rosa färbbaren Körnchen in demselben nimmt beträchtlich ab; die Chromatinsubstanz färbt sich mit lodgrün- Fuchsin violett, der Nucleolus lebhaft rot, und das Enchylema färbt sich nicht mehr hellgrün, sondern bleibt farblos. In einer weiteren Phase der Secretion trennt sich der dem Lumen zugekehrte Teil der Zelle, in dem die Vacuolen an Anzahl und Größe stetig zugenommen haben, von der Zelle ab und zerfließt im Inneren der Mazriearschen Gefäße. Zugleich erscheinen an der Basis der Zellen die gelblich-braunen Secretkérnchen, welche offenbar aus den den Marpicur'schen Ge- fäßen stellenweise angeschmiegten Onocyten stammen. Auf Taf. 11 Fig. 16, 17, 18 u. 20 ist dieses Stadium deutlich zu erkennen, in welchem der dem Lumen zugekehrte, mit Vacuolen und in lebendem Zustande mit farblosen Secretkörnchen erfüllte Teil der Epithel- zellen der MarrıcHrschen Gefäße sich abgetrennt hat und im Lumen der Gefäße zerflossen ist; auf Taf. 10 Fig. 10 u. 11 ist auch das sichtbar, daß im basalen Teil der Zellen die farbigen Secretkörnchen und der unregelmäßig geformte Kern zurück- geblieben sind. Bezüglich des Eintrittes der farbigen Secretkörnchen in das Lumen der Mazprenrschen Gefäße kann ich auf Grund meiner Prä- parate erwähnen, daß diese unabhängig von den soeben geschilderten Vorgängen sozusagen periodisch in das Lumen der MarprGxrschen - Gefäße gelangen. Meine Präparate lassen erkennen, daß die Kpithel- zellen der Marrrenrschen Gefäße ihren Inhalt an farbigen Secret- körnchen periodisch nur dann dem Lumen der Marricnrschen Ge- fäße übergeben, wenn derselbe bereits ihre weitere Funktion hemmt. Alsdann zerfallen die Zellen und gehen zugrunde, so daß ihr In- 318 ALEXANDER V. GORKA, halt von farbigen Secretkörnchen in das Lumen den Mauricurschen Gefäße gelangt (Taf. 11 Fig. 19). Für eine periodische Ausscheidung der Harnsäure spricht auch die bei O. FürTH!) angeführte von PAsTEUR u. RouLın ?’) stammende Beobachtung, daß in den MaArrısHr’schen Gefäßen der Raupe von Bombyx mori die Zahl der Harnsäurekrystalle in den Zeiträumen zwischen den Häutungen stetig zunimmt und während der Häutungen die Harnsäurekrystalle aus den MaArpıcHr’schen Gefäßen völlig ent- leert werden. Desgleichen zeugen auch die Wahrnehmungen Verson’s und PrLoTnıkow’s an der Seidenraupe für eine periodische Ausscheidung der in den Marrıcarschen Gefäßen angehäuften Zerfallprodukte, ferner für einen interessanten Zusammenhang der Marpıcarschen Gefäße mit dem Häutungsprozef. E. Verson?) beobachtete nämlich, daß bis zur 4. Häutung das Secret der sogenannten „Exuvialdrüsen“ aus oxalsauren Salzen bestehe, bei den späteren Häutungen aber harnsaure Salze enthalte. Zu gleicher Zeit zeigte auch der Inhalt der Mauricui’schen Gefäße eine ähnliche Zusammensetzung. W. PLOT- NIKOW *) beobachtete, daß gelegentlich der Häutung die Mazercarschen Gefäße des Seidenwurmes sozusagen ganz frei von den soeben er- wähnten Zerfallprodukten sind, hat sich aber die neue Cuticula bereits gebildet, so sind die MAtrıcHr'schen Gefäße aufs neue mit Zerfallprodukten gefüllt, deren Menge bis zur Häutung stetig zu- nimmt. Nach A. Trchomrrov®) stammt die gelegentlich der Häutung sich zwischen der alten und neuen Chitinhülle ansammelnde Flüssig- keit aus den Mauricur’schen Gefäßen und gelangt derart zwischen die alte und die neue Chitinhülle, daß die Zerfallprodukte der MarpıcHr'schen Gefäße sich zwischen dem Epithel und der Chitin- intima des Enddarmes ansammeln und bei der Häutung von hier unter die Haut gelangen. 1) Vergleichende chemische Physiologie d. niederen Tiere, Jena 1903, PI2IT 2) In: Ann. sc. Ecole normale supérieure, 1873, p. 20. 3) Di una serie di nuovi organi escretori scoperti nel filugello, in: Staz. bacol. Padova, 1890, zit. nach PLOTNIKOW. 4) Uber die Häutung u. über einige Elemente der Haut bei d. In- sekten, in: Z. wiss. Zool., Vol. 76, 1904, p. 338. 5) Grundzüge der praktischen Seidenzucht, Moskau 1895. In russischer Sprache erschienen. Zitiert nach PLOTNIKOW, in: Z. wiss. Zool., Vol. 76, 1904, p. 338. Physiologie der Matrrieur’schen Gefäße der Käfer. 319 An die Stelle der infolge der Secretionsvorgänge zugrunde gegangenen Zellen treten neue Zellen, welche durch Teilung der zwischen die funktionierenden Zellen stellenweise eingeschalteten kleinen Zellen entstehen. Der Ersatz erfolgt wahrscheinlich durch direkte Teilung, da 1. ich bei Necrophorus, Carabus, Lethrus, Gnaptor und anderen Käfern an mehreren Schnitten am Grunde der Zellen der Marprcarschen Gefäße direkte Kernteilung beobachten konnte, und 2. andere Forscher ähnliche Beobachtungen machten, so z. B. G. Puatner’) bei Dytiscus marginalis und Wm. S. MARSHALL?) in den Marpicarschen Gefäßen von Diapheromera femorata. Ein von dem soeben geschilderten Vorgang völlig abweichendes Verhalten zeigen die Epithelzellen, welche die bei Gnaptor ein Netz- werk am Rectum bildenden Marprénrschen Gefäße auskleiden (Taf. 10 Fig. 4 Malp. qschn). In denselben konnte ich vom Beginn an farbige, ferner mit Eosin färbbare, ursprünglich farblose Secret- körnchen und Zerfallprodukte enthaltende Vacuolen nie erkennen. Dabei sind sie an ihrem dem Lumen zugekehrten Teil beständig mit einem Stäbchensaum versehen. Von den oben geschilderten Secretionsvorgängen, welche an den Epithelzellen der frei in der Leibeshöhle liegenden Matrieur’schen Gefäße so auffallend hervor- treten, war keine Spur zu sehen. Dieser wesentliche Unterschied in der histologischen Struktur spricht somit auch dafür, daß die- jenigen Zellen, welche die am Rectum von Gnaptor ein Netzwerk bildenden Maurieui’schen Gefäße aus- kleiden, eineganzandere Funktion und physiologische Aufgabe besitzen als die in der der Leibeshöhle freiliegenden Marrrenr’schen Gefäße. IX. Das Verhalten der MALPIGHY’schen Gefäße gegen injizierte Farbstoffe und Bacterien. Der erste Forscher, der Farbstoffe zur Untersuchung der Funktion der Marrrexrschen Gefäße verwendete, war H. M. GAEDE*), der auf 1) PLATNER, Die direkte Kernteilung in den MALPIGHI’schen Ge- fäßen der Insekten, in: Arch. mikrosk. Anat., 1889, Vol. 33, p. 145— 149, 2) Amitosis in the Malpighian tubules of the walking stick (Diapheromera femorata), in: Biol. Bull., Vol. 14, No. 2, 1908, p. 89—92. 3) GAEDE, H. M., Observations physiologiques sur les vaisseaux bili- aires des Insectes, in: Ann. génér. Sc. phys., 1819, p. 194. 320 ALEXANDER V. GORKA, die Anregung von C. H. Prarr *) hin zu Beginn des 19. Jahrhunderts, 1815, Raupen mit den Blattern in Zinnober-Lésung getauchter Pflanzen fütterte und beim Sezieren den Farbstoff in den Marrremrschen Gefäßen vorfand. Auf Grund dieses Experimentes hielt er die Maurren’schen Gefäße für Resorptionsorgane, obwohl seine Be- obachtungen in gleicher Weise zugunsten einer resorbierenden sowie einer excretorischen Funktion auszulegen sind. 1877 versuchte E. SCHINDLER ?), durch HEIDEnHAIN’s an den Tubuli contorti der Wirbeltiere ausgeführte und 1874 veröffentlichte be- rühmte Experimente?) veranlaßt, diese Methode auch bei Gryllotalpa, von der Voraussetzung ausgehend, indigosulfosaures Natrium würde, wie bei den Wirbeltieren, auch bei den Insecten durch die Harn- bestandteile ausscheidenden Zellen aus dem Körper ausgeschieden. Nach seinen Beobachtungen wurden durch den Farbstoff einer in die Leibeshöhle von Gryllotalpa injizierten konzentrierten indigo- sulfosauren Natriumlösung nach 1—2 Stunden die äußere Schicht und die Kerne des Epithels der Maurieur’schen Gefäße gefärbt; nach 24 Stunden war das Zellplasma bereits frei vom Farbstoff, und nur die Kerne und die jene umgebenden „Harnkugeln“ waren noch blau, und endlich wurde die gesamte injizierte Farbe durch die Ver- mittlung der Zellen der Mauprcuischen Gefäße aus dem Körper völlig ausgeschieden. Diesen Versuch veröffentlichte E. SCHINDLER als einen der wichtigsten Beweise für die excretorische Funktion der Maupicui’schen Gefäße. Viel systematischer wurde die Excretion der injizierten Farb- stoffe 1886 durch E. G. BazBrant) und 1889 durch A. KowALEvsKY?) untersucht. Als Grundlage der Untersuchungen KowALEvsKY’s dienten die Untersuchungen HEIDENHAIN’S, ÜHRZONSCZEWSKY’S und Wiırric#’s, nach denen in der Niere der Wirbeltiere zwei physiologisch verschiedene Teile zu unterscheiden sind, und zwar die MALPIGHI- schen Körperchen (Glomerulus) und die Harnkanälchen (Tubuli con- torti); erstere scheiden das Wasser und die leicht löslichen Salze aus, letztere Ureum, Harnsäure und verschiedene Urate. Diese 1) GAEDE, H. M., Beyträge zur Anatomie der Insekten, Altona 1815, Vorwort, p. 7. 2) In: Z. wiss. Zool., Vol. 30, 1878, p. 614—616. 3) In: Arch. mikrosk. Anat., Vol. 10, 1874. 4) Etudes bactériologiques sur les Arthropodes, in: CR. Acad. Sc. Paris, Vol. 103. | 5) Ein Beitrag zur Kenntnis der Exkretionsorgane, in: Biol. Ctrbl., Vol. 9, p. 33—47, 65—76 u. 127—128. Physiologie der Matriem’schen Gefäße der Kafer. 321 beiden Partien der Niere sind nach den genannten Forschern durch ihr Verhalten karminsaurem Ammonium und Indigokarmin gegen- über ausgezeichnet. In die Leibeshöhle injizierte karminsaure Ammoniumlösung wird nämlich stets durch die MazPrGarschen Körperchen, Indigokarmin hingegen durch die gewundenen Kanälchen ausgeschieden. KOowALEVSskY versuchte mittels dieser Methode über ähnlich funktionierende Organe der wirbellosen Tiere Aufklärung zu erhalten. Seinen Untersuchungen gemäß besitzen die Insecten zweierlei excretorische Organsysteme Das eine umfaßt die MAL- picHrschen Gefäße, welche stets das Indigokarmin ausscheiden und durch die alkalische Reaktion ihrer Zellen charakterisiert sind. Das andere System wird durch die in der Nähe des Rückengefäbes liegenden sogenannten Pericardialzellen gebildet, welche stets das karminsaure Ammonium ausscheiden und eine entschieden saure Reaktion zeigen. Diesen beiden Fxcretionssystemen schließen sich die Phagocyten an, welche die in das Blut gelangten unlös- lichen Stoffe, Bacterien etc. ausscheiden. Die Pericardialzellen be- sitzen keine Ausführkanäle, weshalb die im Zellkörper angesam- melten Zerfallprodukte durch die Phagocyten aus dem Körper ent- fernt werden, welche die Pericardialzellen, sobald dieselben mit Zerfallprodukten überfüllt sind, angreifen und zerstören. Kowazëvsky’s Untersuchungen wurden bezüglich der Insecten besonders durch V. Granpis!), L. Cuénor?) und S. METALNIKoY®) bestätigt und durch mehrere wertvolle Beobachtungen ergänzt. Die Brauchbarkeit dieser Methode wurde von mehreren Seiten scharf angegriffen und auch ihre wissenschaftliche Berechtigung an- sezweifelt, so in erster Reihe von Yves DELAGE*), der mit vollem Recht betonte, dab die zur Untersuchung der Excretionsorgane in die Leibeshöhle injizierten Farbstoffe, z. B. karminsaures Ammonium und Indigokarmin, nicht Produkte der normalen Excretion bilden 1) In: Arch. Ital. Biol., Vol. 14, 1891. 2) Etudes sur le sang et les glandes lymphatiques dans la serie ani- male (Invertebres), in: Arch. Zool. expér., 1891 (2), Vol. 9. Etudes physiologiques sur les Orthopteres, in: Arch. Biol., Vol. 14, 1895; Les globules sanguins et les organes lymphoïdes des Invertebres, in: Arch. Anat. microsc., Vol. 1, 1897; La région absorbante dans l’intestin de la Blatte, in: Arch. Zool. exper., 1898 (3), Vol. 6, Notes et Revue. 3) Recherches experimentales sur les chenilles de Galleria mellonella, in: Arch. Zool. exper., 1908 (4), Vol. 8, p. 489—588. 4) Observation à propos des injections physiologiques, in: CR. Acad. Sc. Paris, 1902, Vol. 135. 329 ALEXANDER V. GORKA, und wir deshalb nicht berechtigt sind, bloß daraus, daß irgendein Organ diese Substanzen ausscheidet, auf eine harnausscheidende Funktion dieses Organes zu schließen. Was berechtigt uns zu der Annahme — meint er —, daß irgendein Organ, welches künstlich in den Organismus eingeführte Substanzen entfernt, zugleich auch normale Zerfallprodukte sehr verschiedener Natur ausscheidet? Außerdem darf man daraus, dab irgendein Organ z. B. karmin- saures Ammonium und Indigokarmin nicht ausscheidet, noch nicht folgern, daß es normale Zerfallprodukte überhaupt nicht ausscheidet. Diese treffende Bemerkung von Yves DELAGE ist jedenfalls zu beherzigen und mahnt zur Vorsicht. Die Indigokarmin ausscheidenden Zellen dürfen, obwohl bei den höheren Wirbeltieren das Indigo- karmin überall durch die Zellen der Harnkanälchen (Tubuli contorti) ausgeschieden wird, bloß aus diesem Grunde ohne weitere Beweise doch nicht als harnausscheidende Zellen betrachtet werden. Die Berechtigung der Bemerkung von Yves DELAGE wird auch durch meine Beobachtung erwiesen, daß bei einigen Fischen (Cyprinus carpio, Barbus fluviatilis und Acipenser ruthenus) das injizierte Indigo- karmin nur durch die Leberzellen, das karminsaure Ammonium hin- gegen durch die Nierenzellen ausgeschieden wird; nimmt man also die Schlußfolgerungen KowaALevsky’s ohne jede weitere Erwägung an, so muß man die Leber dieser Fische als Harnorgan betrachten und der Niere nur die Ausscheidung von Wasser und leichter lös- lichen-Salzen zusprechen. Hier erwähne ich noch, daß G. SCHNEIDER!) bei Untersuchung der Leber von Amphioxus (Dranchiostoma lanceo- latum) in derselben Harnbestandteile nicht beobachten konnte und in die Leibeshöhle injiziertes karminsaures Ammonium und Indigo- karmin trotzdem stets durch die Leber ausgeschieden wurde. Ich könnte noch eine ganze Reihe ähnlicher Beobachtungen an- führen, welche sämtlich dafür sprechen, daß Analogien auch inner- halb der Grenzen eines einzigen Tierkreises, z. B. der am besten bekannten Wirbeltiere, nur mit großer Vorsicht anzuwenden sind. Noch größere Umsicht erheischt somit eine Anwendung der Analogien bei Untersuchung der Lebenserscheinungen anders organisierter Tierkreise und bei Auslegung der auf Analogien beruhenden Ver- suchsresultate. Folgert man z. B. aus der Ausscheidung und An- sammlung der Farbstoffe auf eine excretorische Funktion, so muß 1) In: Einiges über Resorption und Exkretion bei Amphioxus lanceo- latus YARREL, in: Anat. Anz., Vol. 16, 1899, p. 601— 605. Physiologie der Matricur’schen Gefäße der Käfer. 393 [ei im Endergebnis auch das Nervensystem als Excretionsorgan, be- ziehentlich nach. der Nomenklatur von KowALeEvsky und CurENoT als Speicherungsniere (rein d’accumulation) angesprochen werden, da das in den Körper injizierte Methylblau durch das Nervensystem aus dem Blut ausgeschieden und in den Ganglienzellen angehäuft wird. Trotzdem ist das Studium der Ausscheidung in den Körper in- jizierter Farbstoffe in mancher Hinsicht von großer Wichtigkeit, da es eine eingehendere Untersuchung des Excretionsprozesses und bei Beachtung anderer Angaben eine Feststellung der in gewissem Sinne ähnlich funktionierenden, also physiologisch gleichwertigen Gewebe und Zellen ermöglicht. Außerdem läßt sich durch derartige Versuche noch nachweisen, daß morphologisch einander durchaus gleichwerte oder nur wenig verschiedene Zellen fremden Stoffen gegenüber ein grundsätzlich verschiedenes Verhalten zeigen können. Bei Untersuchung der Matricur’schen Gefäße von Gnaptor lieb sich die Methode der Injektion von Farbstoffen mit gutem Erfolg anwenden; es gelang mir dadurch festzustellen, daß der im Körper frei liegende Abschnitt der Maurreur’schen Gefäße Farbstoffen gegenüber ein ganz anderes Verhalten zeigt als der Abschnitt, welcher das Netzwerk am Rectum bildet. - Ich experimentierte mit sehr verschiedenen Farbstoffen, nament- lich mit Alizarin, Methylblau, Nigrosin, Säurefuchsin, Azoblau, Orcein, Methylorange, Trypanrot, Neutralrot, Kongorot, Isaninblau, Thionin, Trypanblau, Lackmus, Indigokarmin, Ammoniumkarmin und Tusche. Die interessantesten und hinsichtlich des Endzieles meiner Unter- suchungen brauchbarsten Resultate ergaben die Versuche mit Indigo- karmin, karminsaurem Ammonium und Alizarin. Der ausersehene Farbstoff wurde in physiologischer Kochsalzlösung (0,9°/,) gelöst, dann sterilisiert und abgekühlt, mit einer ebenfalls sterilisierten Pravaz-Spritze dem Versuchstiere in das Bein (gewöhnlich in den Schenkel) injiziert und endlich die Wunde mit Kollodium geschlossen. Wurde nur eine geringe Menge Indigokarmin eingespritzt, so erfolete durch die Marrpıcarschen Gefäße sehr rasch, bereits etwa 3—4 Stunden nach der Injektion, eine völlige Ausscheidung des- selben. Den Verlauf der Ausscheidung konnte ich histologisch nicht eingehender untersuchen, da das Indigokarmin durch die Zellen der Matrienr’schen Gefäße hindurchwanderte, ohne dieselben zu färben. Ähnliches beobachtete auch V. Grannis, als er 1891 an Hydrophilus 394 ALEXANDER V. GORKA, die Fähigkeit der Epithelzellen der Maupreni’schen Gefäße, Indigo- karmin auszuscheiden, untersuchte, und dies darf auch nicht wunder- nehmen, da ja bekannt ist, daß Indigokarmin bei Anwesenheit redu- zierender Substanzen, Fermente, Alkali und sogar Glykose in weißen Indigo umgewandelt wird, welcher nach Oxydation seine ursprüng- liche Farbe wieder zurückerlangt. Das injizierte Indigokarmin wurde durch die Maupicui’schen Gefäße so rasch aus dem Blut ausgeschieden, daß gewöhnlich nach 20—24 Stunden der Organismus außerhalb dieser keine Spur mehr davon enthielt. Das sämtliche injizierte Indigokarmin gelangte teils ins Innere der MArrıcur'schen Gefäße, teils in den Mittel- und End- darm. Das interessanteste Moment waraberjedenfalls, daß das Indigokarmin nur in den in der Leibeshöhle frei liegenden Maupieui’schen Gefäßen anzutreffen war, im Inneren des Netzwerkes der Maupigcui’schen Gefäße am Rectum hingegen keine Spur von Indigo- karmin zu entdecken war. Dieser Versuch bestätigt somit klar, daß diese beiden Abschnitte der MALPIGHI- schen Gefäße nicht nur in derhistologischen Struktur, sondern auch in ihrem physiologischen Verhalten von- einander abweichen. Ein ähnliches Resultat lieferten meine Versuche mit Alizarin. Die Marpisur’schen Gefäße der mit Alizarin behandelten Gnaptoren nahmen bereits !/, Stunde nach der Injektion eine gelbe Farbe an. Unter dem Mikroskop läßt sich leicht feststellen, daß die gelbe Farbe eine Folge des aus dem Blut ausgeschiedenen und in den Epithel- zellen der MarrisHr'schen Gefäße angehäuften Alizarins ist. Später erscheint das Alizarin auch im Inneren der MaupisHrschen Ge- fäbe und nimmt hier eine rote Farbe an, ein Zeichen, daß das Innere der Maupicurschen Gefäße alkalisch, die Epithelzellen hin- gegen sauer reagieren. Jedoch auch die secernierenden Zellen ent- halten Vacuolen und Körnchen, welche von dem ausgeschiedenen Alizarin eine rote Farbe annahmen, und es sind wahrscheinlich diese Vacuolen und Körnchen, die die alkalische Substanz enthalten, welche im Laufe der Secretion, in das Lumen der MarricHischen Gefäße gelangend, dessen alkalische Reaktion bedingen. Das Netzwerk der Mazricarschen Gefäße am Rectum verhielt sich Alizarin gegenüber völlig neutral; hier konnte ich, obwohl der Versuch an vielen Käfern wiederholt wurde, im Inneren der Gefäße Alizarin nicht entdecken. Injiziertes Ammoniumkarmin wurde von keinem Teil der Mat- - Physiologie der Marricarschen Gefäße der Käfer. 325 picHischen Gefäße ausgeschieden, und das Blut wurde es dennoch in verhältnismäßig kurzer Zeit los, da es durch die am Rückengefäf in der Nähe der sogenannten Flügelmuskeln liegenden Pericardial- zellen ausgeschieden wurde. 2—3 Stunden nach der Injektion nehmen die Pericardialzellen eine rosa Farbe an, und später strotzen die Vacuolen von Ammoniumkarminkörnchen. Da die Pericardial- zellen nicht beweglich sind und auch keine Ausführkanäle besitzen, kann das in denselben angehäufte ausgeschiedene Ammoniumkarmin nur durch Vermittlung der Phagocyten aus dem Organismus ent- fernt werden. Die mit Ammoniumkarmin überfüllten Pericardial- zellen werden nämlich von den Phagocyten zerstört, und ihr Inhalt gelangt teils nach außen, teils wird er in verschiedenen Teilen des Körpers abgelagert. Die ungelösten Partikelchen des Ammonium- karmins werden durch die Pericardialzellen nicht ausgeschieden, sondern das in Körnchenform ins Blut gelangte Karmin wird von den Phagocyten aufgenommen. Die Arbeit der Phagocyten wird somit durch die Pericardialzellen wesentlich ergänzt, da die Phago- cyten nicht imstande sind, gelöste Fremdstoffe aus dem Blut un- mittelbar auszuscheiden. Über das Schicksal der mit Ammoniumkarmin überfüllten Peri- cardialzellen geben meine Versuche an Gnaptor keine weitere Auf- klärung. An den Larven mehrerer Exemplare von Tenebrio konnte ich jedoch beobachten, daß in geringer Menge in den Körper ein- gespritztes Ammoniumkarmin nur in den Pericardialzellen angehäuft wurde und später bei der Häutung teils mit der abgeworfenen Haut aus dem Organismus entfernt wurde, teils in Form sehr kleiner Körnchen in der neuen Haut zu erkennen war; außerdem fand ich auch in den Lymphzellen mehrerer Mehlwürmer Karminkörnchen. An Schnitten durch die Pericardialzellen von Lethrus cephalotes waren außerordentlich deutlich mit Trümmern von Pericardialzellen und Ammoniumkarmin gefüllte Phagocyten sichtbar; mehrere derselben waren ebenfalls zugrunde gegangen, so daß die Ammoniumkarmin- Einschlüsse in der Nähe der Pericardialzellen zu beobachten waren. Meine Versuche mit den übrigen Farbstoffen ergaben keine so unzweideutigen Resultate wie die soeben erwähnten, deshalb kann ich von einer eingehenderen Beschreibung derselben hier absehen. Anstatt dessen verdienen die verschiedenen Färbemittel Beachtung, unter denen gewiß solche zu finden sein werden, mittels deren sich ein tieferer Einblick in die Funktion des Epithels der MALPIGHI- schen Gefäße gewinnen läßt. Besonders an frischen Präparaten 326 ALEXANDER V. GORKA, wäre eine Untersuchung der Körnchen lohnend, welche sich mit Sudan III sehr lebhaft, aber in den yerschiedenen Zellen in ver- schiedener Abtünung färben und Osmiumsäure reduzieren. Auf Grund der Untersuchungen von S. METALNIKOV!) an der Raupe von Galleria mellonella und meiner leider noch nicht genügend ausge- dehnten Untersuchungen hauptsächlich an Gnaptor, Carabus, Blaps und Necrophorus halte ich es für sehr wahrscheinlich, daß diese Granula eine wichtige Rolle zum Verständnis der Funktion der Matricur’schen Gefäße spielen. Obwohl die Versuche mit einer Methylblaulösung an Gnaptor und Necrophorus kein befriedigendes Resultat ergaben, möchte ich dieselben doch erwähnen, da sie das Resultat der Versuche Horm- GREN’S?) an Dacytes bestätigen, daß nämlich Methylblau zuerst stets die Kerne der Epithelzellen der Mauricur’schen Gefäße färbt und erst später Methylblaukörnchen auch in das Plasma der ausscheidenden Zellen gelangen. An Gnaptor konnte ich nebenbei noch feststellen, daß von Methylblau noch vor der Färbung der Kerne des Epithels der Mazricarschen Gefäße die Kerne der den Matrreur’schen Ge- fäßen unmittelbar benachbarten Önocyten kräftig gefärbt wurden. Hier erwähne ich noch meine Versuche die Ausscheidung von Eisen betreffend, obwohl deren Resultate noch der Kontrolle be- dürfen, da ich keine Gelegenheit hatte, sämtliche bei dem Ausschei- dungsprozeß in Frage kommende Organe zu untersuchen. Ich in- jizierte in den Schenkel mehrerer Gnaptoren ein Eisensalz (Ferrum citricum oxyd.), fixierte mit absolutem Alkohol und versuchte das Eisen nach der Methode Quincke’s?) durch Behandlung der Schnitte mit Schwefelammonium mikrochemisch nachzuweisen. Es gelang mir, die Anwesenheit von Eisen in den Önocyten und in den Mar- piGarschen Gefäßen nachzuweisen, in den Pericardialzellen hingegen, ferner in dem Netzwerk der Marrremrschen Gefäße am Rectum war keine Spur von Eisen vorhanden. Eine injizierte Lösung oder richtiger Emulsion chinesischer Tusche und Bacterien wurden durch die Phagocyten und durch be- sondere Zellen in der Nähe der Pericardialzellen aufgenommen. Ganz ähnliche Zellen wurden von KowAuLevsky bei den Orthopteren 1) In: Arch. Zool. exper., 1908 (4), Vol. 8, p. 489—588. 2) In: Anat. Anz., Vol. 22, 1902, p. 238—239. 3) L. GLÄVECKE, Uber die Ausscheidung und Verteilung des Hisens im tierischen Organismus, Inaug.-Diss., Kiel 1883. Physiologie der Maupieni’schen Gefäße der Käfer. 397 als Milzzellen (organes spléniques) und von Cuénor als phagocytäre Konglomerate bezeichnet. Injizierte Bacterien (Reinkultur von Dacterium coli) waren bei Gnaptor im Inneren der Onocyten und Phagocyten einige Stunden nach der Injektion nachweisbar, während zu gleicher Zeit in den Marricarschen Gefäßen keine Bacterien sichtbar waren. Später aber gelangen sie offenbar durch die bereits erwähnte Vermittlung der Onocyten auch in das Innere der Marrıcurschen Gefäße. In dieser Hinsicht erwähne. ich folgendes Experiment, welches auf meine Bitte von Herrn Dr. F. Grusz im bacteriologischen Institut der Universität ausgeführt wurde. Zweck des Versuches war, die Zeit festzustellen, welche die in den Körper der Larve von Tenebrio molitor injizierten Bacterien benötigen, um in die Marricxrschen Gefäße zu gelangen. Nehmen die Zellen der Maupicur’schen Gefäße teil an der Ausscheidung der Bacterien, so sind diese — wenngleich unter dem Mikroskop in den Zellen nicht sichtbar — doch heraus zu kultivieren, gelangen sie aber nur sekundär in die Marrisur’schen Gefäße, so gelingt dies erst nach längerer Zeit. Da die Bacterien in den den MALPIGHI- schen Gefäßen angeschmiegten Önocyten unter dem Mikroskop nach- weisbar sind, so ist in letzterem Falle die Annahme berechtigt, daß die Bacterien durch Vermittlung der Onocyten in die Manrient’schen Gefäße gelangen. Der Versuch hat dies bestätigt, wie die unten- stehenden Daten beweisen. Impfung mit einer Reinkultur von Bacterium coli am He Diez, EO: Resultat der Kultivation aus den zerzupften MazcpiGni schen Gefäßen: Versuchsreihe I. Impfung : Resultat 6. Dezember negativ 7. > 2 Keime 8. ” de > negativ 10. à 10—20 ineinanderflieBende Kolonien 1. 5 massenhafte Kolonien 12. ” = ” 13. à 7 Kolonien 14. 3 1 Kolonie 15. a 3 Kolonien 16.— 20. „ negativ 328 ALEXANDER V. GORKA, Versuchsreihe II. Impfung Resultat 6. Dezember negativ 7. ” ” 8. : — 9» 4 negativ 10. ” ” le # 1 Kolonie 12% a massenhafte Kolonien 1 3. ” 4 ” 14. ” negativ 15. „ ” 16.—20. .,, se Die Kultivierung geschah stets bei 25° C. Aus diesen zwei parallelen Versuchsreihen ist ersichtlich, daß die injizierten Bacterien erst 6—8 Tage nach der Injektion in die Mat- picurschen Gefäße gelangen, in den Önocyten und Phagocyten hin- gegen bereits 3—4 Stunden nach der Injektion unter dem Mikroskop nachweisbar sind. Auf Grund meiner histologischen Beobachtung auf S. 314 ist es wahrscheinlich, daß die Bacterien durch Ver- mittlung der sich den Mauprieui’schen Gefäßen an- schließenden Onocyten und Phagocyten in die Maz- PIGHI’schen Gefäße gelangen, aus welchen sie nach Zerzupfen der Zellen zu kultivieren sind. X. Das Secret der MALPIGHI’schen Gefäße. Das flüssige, körnige Secret der MazriGarschen Gefäße ist, be- sonders von den älteren Forschern (SCHINDLER, PLATEAU, SIRODOT, MARCHAL), bereits so gründlich untersucht, daß ich auf Grund meiner Untersuchungen an Gnaptor und Necrophorus eigentlich nur das von ihnen bezüglich des Inhaltes der MAupicHrschen Gefäße bei anderen Insecten Festgestellte wiederholen könnte. Deshalb lasse ich mich auf eingehendere Beschreibung meiner Untersuchungsresultate nicht ein und beschränke mich auf die Mitteilung einiger wichtiger Be- funde. Den gewöhnlichsten Bestandteil des Secrets der Mauricui’schen Gefäße bei Gnaptor und Necrophorus bildet Harnsäure, welche teils frei, teils in verschiedenen Uraten gebunden anwesend ist. Freie Harnsäure und harnsaure Salze sind auch im Fettkörper und im Darm sehr häufig. In den Mitteldarm gelangt die Harnsäure ent- Physiologie der Marrramrschen Gefäße der Käfer. 329 weder durch Vermittlung der Manpıcurschen Gefäße oder infolge der excretorischen Funktion des Mitteldarmes. Nach den an zahl- reichen anderen Insecten festgestellten Tatsachen zu urteilen, nehmen wahrscheinlich auch die Mitteldarmzellen an der Excretion der Harnsäure und der Urate teil. Nach J. H. Fapre”) wird bei der Metamorphose die im Fettkörper angesammelte Harnsäure durch den Mitteldarm ausgeschieden. _KRUKENBERG?) fand in zwei Dritteln des Mitteldarmes von Osmoderma eremita einen harnsäurehaltigen Brei. MarcHar?) fand in. einem Teil des Mitteldarmes der Sphegiden, welcher von den Maupienr’schen Gefäßen durch ein Dissepiment völlige geschieden ist, eine aus Harnsäure bestehende Masse, welche ihren Ursprung nur der excretorischen Wirksamkeit des Mittel- darmes verdanken können. Ich gab einigen Gnaptoren eine In- jektion von 0,5°/,iger Harnsäurelösung in physiologischer (0,9°/) Kochsalzlösung und konnte nach 24 Stunden in einem mit heißem Wasser hergestellten Auszug des Mitteldarmes mittels der Murexid- probe Harnsäure konstatieren. Hieraus folgere ich, daß auch der Mitteldarm an der Ausscheidung der Harnsäure teilnehmen kann. Wird einem Gnaptor oder Necrophorus eine größere Menge Indigokarmin, Eosin oder Kongorot injiziert, so werden nicht nur die Zellen der Matrieui’schen Gefäße, sondern auch die Mitteldarmzellen gefärbt. Eine ähnliche Wahrnehmung machte übrigens nach der Mitteilung KruKEnBERG’s auch Mosezey*) an Hydrophilus, bei welchem in die Leibeshöhle injiziertes Indigo- karmin durch den Mitteldarm ausgeschieden wird. Vormov°) beob- achtete bei Libellula- und Aeschna-Larven ebenfalls, daß injiziertes Eosin oder Kongorot durch die Mitteldarmzellen aus dem Blut aus- geschieden wurde. 3 Das an Häufigkeit auf die Harnsäure folgende Zerfallprodukt in den Mauricurschen Gefäßen von Gnaptor ist Calciumoxalat, welches besonders an hungernden Exemplaren leicht nachweisbar ist. In dem Secret der Maurrenr’schen Gefäße von Necrophorus-Arten hin- 1) Etude sur le rôle du tissu adipeux dans la sécrétion urinaire des Insectes, in: Ann. Sc. nat. (4) Zool., Vol. 19, 1863, p. 351. 2) FÜRTH, O., Vergl. chem. Physiologie d. niederen Tiere, Jena 1903, p. 237. 3) P. MarcHan, L’acide urique et la fonction rénale chez les In- vertébrés, in: Mém. Soc. zool. France, Vol. 3, p. 55—76, 4) FÜRTH, O., L c., p. 297. 5) In: Bull. Soc. sc. Bucarest, Vol. 8, p. 472—493. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 22 330 ALEXANDER V. GORKA, gegen konnte ich nur äußerst selten Calciumoxalatkrystalle ent- decken. Da somit Calciumoxalatkrystalle in den Marriexrschen Gefäßen von Necrophorus in verhältnismäßig geringer Anzahl vor- handen sind, versuchte ich mittels der Methode von W. Rönr!) darüber Aufklärung zu erlangen, ob der Kalk vielleicht in anderer Form in den Zellen anwesend sei. Ich legte die Schnitte der mit absolutem Alkohol fixierten Manricur'schen Gefäße in eine wässerige Oxalsäurelösung, wodurch der Kalk in oxalsauren Kalk umgewandelt wurde; alsdann färbte ich die Schnitte mit 1°/,iger wässeriger Hämatoxylinlösung und differenzierte in ammoniumhaltigen Wasser. Nach genügender Differentiation blieben nur die kalkhaitigen Partien gefärbt und nahmen nach Nachfärbung mit Safranin eine violette Färbung an. Mit dieser Methode machte ich die über- raschende Wahrnehmung, daß bei Necrophorus ein- zelne, voneinander ziemlich entfernt liegende Zellen der Maurieui’schen Gefäße von kalkhaltigen Körn- chen strotzen. Esistnichtunmöglich, daß diese Zellen eine sehr wichtige Rolle bei der Speicherung des Kalkes spielen. Hier erinnere ich noch daran, daß in den Mitteldarmdrüsen der Schnecken, der sogenannten Leber (Hepato- pancreas), besöndere, mit phosphorsauren Kalkkörnchen Bulle ‚Kalk- zellen“ vorhanden svi. 2) Harnstoff (Ureum) und Guanin konnte ich kein einzigesmal entdecken, obwohl ich die Manpıeurschen Gefäße zahlreicher Käfer in dieser Hinsicht mit besonderer Sorgfalt untersucht habe. XI. Zusammenfassung. 1. Die Zahi der Mazricarschen Gefäße beträgt bei Gnaptor spinimanus 6, bei Necrophorus humator 4. 2. Bei Gnaptor bilden die Marrıcur'schen Gefäße an der Wand des Rectums, ohne jedoch in dasselbe einzumünden, ein Netzwerk. Aus diesem Netzwerk, welches dadurch entsteht, daß sich an der Wand des Rectums je 2 Gefäße nach längerem welligen Verlauf 1) Rönt, W., Über Kalkablagerung u. Ausscheidung in der Niere, in: ZIEGLER’s Beitr., Suppl. 7, 1905, p. 456. 2) BARFURTH, Über den Bau u. Tätigkeit der Gastropodenleber, in: Arch. mikrosk. Nach, Vol. 22, 1883, p. 473—520. — FRENZEL, Über die sog. Kalkzellen ai Gasinenadien kines, in: Biol. Ctrbl., Vol. 3, 1884, p. 323. — BARFURTH, Der phosphorsaure Kalk der Ghghouaiiless. ibid., Vol. 3, 1884, p. 435. : Physiologie der Marrreani’schen Gefäße der Käfer. 331 vereinigen, bildet sich ein einziger dicker Marrıcurscher Gefäß- stamm aus. Dieser Gefäßstamm entsteht jedoch nicht durch Ver- schmelzung der Manrisurschen Gefäße, sondern bloß durch inniges Aneinanderschmiegen derselben. Der gemeinsame Stamm teilt sich sodann in 2 Äste, die aus je 3 Gefäßen bestehen. Endlich trennen sich auch diese und münden, die Leibeshöhle kreuz und quer durch- ziehend, an der Grenze des Mittel- und Enddarmes in den Darm ein (Taf. 10 Fig. 1). „8. Die Marrpicarschen Gefäße von Necrophorus endigen blind (Taf. 10 Fig. 3). 4. Die Mauricui’schen Gefäße münden bei sämtlichen unter- suchten Käfern in den Mitteldarm und nicht in den Enddarm. Bei Gnaptor folgen hinter der Einmündung der Marrréenrschen Gefäße einige Epithelzellen, welche mit den Epithelzellen des Mitteldarmes in jeder Hinsicht übereinstimmen. ‚5. Hinter der Einmündung der Matprenrschen Gefäße (Taf. 10 Fig. 5) ist der den Mittel- und Enddarm trennende große Spincter (Valvula pylorica und Pylorus) sichtbar. 6. Die Ausbildung und Anordnung der Muskelfasern des Mittel-, und Enddarmes, ferner die histologische Struktur der Maupicui’schen Gefäße und die Tätigkeit des vorhin erwähnten Sphincters verleiht der Annahme Berechtigung, daß der Inhalt der Maurieui’schen Ge- fäße auch in den Mitteldarm gelangen kann. Dies wird auch durch die Kigentiimlichkeit des Mitteldarmes von Gnaptor bewiesen, dab der vordere Teil desselben sauer, der hintere Teil aber ähnlich den MaArpreur’schen Gefäßen alkalisch reagiert. Die alkalische Reaktion des hinteren Teiles kann unbestreitbar nur von dem Inhalt der _ Mavrinrschen Gefäße stammen, da bei Gnaptoren mit durch- schnittenen Marricenrschen Gefäßen, wo deren Inhalt infolge der Operation nicht in den Darm eintreten kann, der hintere Teil des Mitteldarmes stets sauer reagiert. 7. Das Durchschneiden der Marpısur'schen Gefäße ist auch von Einfluß auf die Funktion der Epithelzellen des Mitteldarmes, indem bei nach der Operation in gewohnter Weise reichlich gefütterten Gnaptoren die normale secretorische Tätigkeit (Taf. 11 Fig. 13) der Epithelzellen des Mitteldarmes zum Stillstand kommt (Taf. 11. Fig. 14 u. 15) und auch die normale Funktion der Drüsencrypten des Mitteldarmes unterbrochen wird. An letzteren gewinnt anstatt. der Regenerationsprozesse anscheinend die secretorische Tätigkeit die Überhand, und zwar derart, daß die unter normalen Verhält- 29% 332 ALEXANDER V. GORKA, nissen zum Ersatz der erschöpften und zugrunde gegangenen Mittel- darmzellen berufenen Keimzellen in Körnchen zerfallen (Taf. 11 Fig. 15 Kr). 8. Ein wässeriger Auszug der Marrrenrschen Gefäße wirkt auf die im wässerigen Auszug des Mitteldarmes anwesenden Verdau- ungsenzyme nicht hemmend, sondern fördernd ein. 9. Ein wässeriger Auszug der Maupicur’schen Gefäße ist gegen Eiweißstoffe, namentlich den Eiweißstoffen des Blutserums und Casein gegenüber, wirkungslos, spaltet aber Stärke, Glykogen, Rohrzucker, Glykoside (Amygdalin, Phloridzin, Arbutin) und Fette. Unter den Kohlehydraten ist er Inulin und Lactose gegenüber wirkungslos. Die Matricui’schen Gefäße von Gnaptor enthalten Diastase (Amy- lase), Invertin, ein Glykosiden spaltendes Enzym, Lipase, Peroxydase, Tyrosinase, Katalase, ferner Aldehydase, die Salicylaldehyd zu Salicylsäure oxydiert; die proteolytischen Enzyme hingegen fehlen sowie auch Inulase und Lactase. Am kräftigsten wirken in den MarpisHrschen Gefäßen die Kohlehydrate spaltenden Enzyme. 10. Der wässerige Auszug der MarrıscHrschen Gefäße von Gnaptor enthält kein Enzym, welches aus dem aus Polysacchariden entstandenen Traubenzucker Aethylalkohol bilden könnte. 11. Der Enddarm, das ist der auf die Einmündung der Mat- picHr’schen Gefäße folgende Darmabschnitt, dient nicht nur zur An- häufung und Entfernung der unverdaulichen Stoffe. Sein oberes Viertel übt auch eine rege Resorptionstätigkeit aus. 12. Die im vorderen Teil des Enddarmes von Gnaptor resorbierte Nahrung gelangt, zwischen dem Epithel und der Muskelschicht nach hinten wandernd, endlich in die Wand des Rectums, wo sie sich zwischen dem Epithel, der Basalmembran und dem Netzwerk der Mazpicarschen Gefäße anhäuft (Taf. 10 Fig. 4 u. 9). Die hier angesammelten Nährstoffe (Taf. 10 Fig. 9 res. st) gelangen wahr- scheinlich durch Vermittlung des rectalen Netzwerkes der MALPIGHI- schen Gefäße in die Leibeshöhle. 13. Die Aufgabe der den Inhalt des Mitteldarmes rohrförmig umhüllenden peritrophischen Membran besteht darin, die in dieselbe eingeschlossene Substanz mit Hilfe der peristaltischen Bewegung des Mitteldarmes allınählich in den hinteren Teil des Darmes zu befördern und inzwischen ebenfalls durch Vermittlung der peri- staltischen Bewegung eine gleichmäßige Verteilung und Mischung der zwischen ihr und der Epithelschicht des Mitteldarmes befind- lichen Verdauungssäfte in dem Raum zwischen der peritrophischen Physiologie der Marrranrschen Gefäße der Käfer. 333 Membran und dem Epithel zu erméglichen. Infolge der peristaltischen und rührenden Bewegung des Mitteldarmes rückt also der in die peritrophische Membran eingeschlossene Darminhalt allmählich nach hinten, und die Verdauungssäfte zwischen der peritrophischen Mem- bran und dem Epithel werden durcheinandergemischt und an sämt- liche Stellen des Mitteldarmes befördert. Diese Eigentümlichkeit in der Funktion des Mitteldarmes ermöglicht das Entstehen derartiger Unterschiede im osmotischen Druck auf dem Raum zwischen dem Mitteldarmepithel und der peritrophischen Membran einerseits und im Inneren der peritrophischen Membran andrerseits, als deren Resultat einesteils die innerhalb der peritrophischen Membran ver- dauten und resorptionsfähig gemachten Stoffe in den Raum zwischen der peritrophischen Membran und dem Mitteldarm gelangen können, anderenteils ebenfalls durch die peritrophische Membran die von den Epithelzellen des Mitteldarmes gebildeten Verdauungssäfte ein- dringen können. Infolge der durch die soeben erwähnte Bewegung des Mitteldarmes eingetretenen Mischung gelangt notwendigerweise auch der Inhalt der Marprrenrschen Gefäße wenigstens zum Teil unbedingt in den hinteren Abschnitt des Mitteldarmes. 14. Die peristaltische Bewegung des Mitteldarmes von Gnaptor und anderen Käfern setzt sich nicht in die peristaltischen Wellen des Enddarmes fort, die peristaltische Bewegung des Enddarmes beginnt somit nicht am hintersten Teil des Mittel- darmes, am Sphincter (Valvula pylorica), sondern weiter hinten. Auf Grund davon gelangt sehr wahrscheinlich der Inhalt der Mar- praurschen Gefäße notwendigerweise bei allen jenen Käfern in den hinteren Teil des Mitteldarmes, bei denen die Maupicur’schen Ge- fäße vor dem den Mittel- und Enddarm trennenden Sphincter in den Darmtractus einmünden. Der Umstand, daß die peristaltische Be- wegung des Enddarmes von derjenigen des Mitteldarmes in gewissem Maße unabhängig ist, ermöglicht auch, daß zur Zeit, in der die MarrısHrschen Gefäße periodisch in größerem Maße die in sich an- gesammelten farbigen Secretkörnchen entleeren, dieses Secret un- mittelbar nur in den Enddarm gelangt. 15. An den Maupıcnr’schen Gefäßen von Gnaptor sind auf Grund ihrer anatomischen und histologischen Struktur, ferner ihres Ver- haltens in die Leibeshöhle injizierten Farbstoffen gegenüber zwei Teile zu unterscheiden. Der eine Teil besteht aus dem in der Leibeshöhle frei suspendierten tubulösem Abschnitt, der andere aus dem Netzwerk an der Wand des Rectums. Histologisch sind diese 334 ALEXANDER V. GORKA, beiden Teile, abgesehen von Details, hauptsächlich darin unter- schieden, daß in den Maurieur’schen Gefäßen des rectalen Netz- werkes der Stäbchensaum der Epithelzellen beständig vorhanden ist und an den Zellen keinerlei secretorische Veränderungen be- merkbar sind und dieselben außerdem weder farbige oder farblose Secretkörnchen noch mit Zerfallprodukten gefüllte Vacuolen ent- halten (Taf. 10 Fig. 4), während in dem in der Leibeshöhle frei verlaufenden tubulösem Teil der Stäbchensaum der Epithelzellen nur an ganz jungen „ruhenden“ Zellen sichtbar ist, später ver- schwindet und alsdann an den Zellen die verschiedenen Phasen des Secretionsvorganges hervortreten (Taf. 11 Fig. 16, 17, 18 u. 20), welche sich nach meinen Untersuchungen folgendermaßen zusammen- fassen lassen. Die ruhenden Epithelzellen sind im Querschnitt flach, an ihrer dem Lumen zugekehrten Seite von einem Stäbchensaum bedeckt, und ihr Kern nimmt die Mitte der Zelle ein; das Enchy- lema des Kernes färbt sich mit Iodgrün-Fuchsin hellgrün, das darin gleichmäßig verteilte körnige Chromatin und die Nucleolen dunkel- grün; das Zellplasma und der Kern enthalten keine oder nur sehr spärliche Vacuolen und Secretkörnchen. Zu Beginn des Secretions- prozesses vergrößert sich der Zellkern beträchtlich, nimmt eine runde oder ovale Gestalt an, und in demselben treten in gleich- mäßiger Verteilung kleine Vacuolen und farblose Granula auf; zu gleicher Zeit strecken sich die Zellen beträchtlich in die Länge, der Stäbchensaum und die dünne Kernmembran verschwindet. Als- bald erscheinen auch im Zellplasma die farblosen Körnchen und Vacuolen, welche sich hier beträchtlich vergrößern. Im folgenden Stadium der Secretion strecken sich die Zellen dem Lumen der Mazricarschen Gefäße zu noch mehr in die Länge, und ihre mit Secret erfüllten Vacuolen sammeln sich an der dem Lumen zu- gekehrten Seite an, der Kern gewinnt eine unregelmäßige Gestalt und zieht sich an die Basis der Zelle zurück, zugleich nimmt die. Zahl der darin enthaltenen Vacuolen und farblosen Granula ab, und das Chromatin färbt sich mit Iodgrün-Fuchsin violett, der Nucleolus lebhaft rot. Auf dem Höhepunkt der Secretion trennt sich der dem Lumen zugekehrte Teil der Zellen, in dem die Zahl und Größe der Vacuolen stetig zunimmt, von den Zellen los und zerfließt im Inneren der Maurrent’schen Gefäße. Zugleich erscheinen an der Basis der Zellen die gelblich-braunen Secretkörnchen, welche aus den stellen- weise den Matrrenr’schen Gefäßen angeschmiegten Onocyten stammen. Die soeben erwähnten farbigen Secretkörnchen gelangen unabhängig Physiologie der Marrrearsechen Gefäße der Kafer. 335 von dem beschriebenen Secretionsprozeß gelegentlich der endgültigen Destruktion der Zellen periodisch in das Innere der MarrrGarschen Gefäße. _ 16. Die infolge ihrer Funktion zugrunde gegangenen Epithel- zellen der Mauricurschen Gefäße werden durch direkte Teilung kleiner, stellenweise zwischen die funktionierenden Zellen einge- schalteter Zellen ersetzt. 17. Die in den Epithelzellen der Matrrenrschen Gefäße sicht- baren gelblich-braunen Körnchen entstehen in den Önocyten (Taf. 11 Fig. 16 u. 17 oen) und gelangen erst sekundär durch Vermittlung der Önocyten in die Epithelzellen. 18. Die in der Leibeshöhle von Gnaptor freiliegende Partie der Maupicurschen Gefäße zeigt in die Leibeshöhle injizierten Farb- stoffen gegenüber ein anderes Verhalten als die Partie, welche am Rectum ein Netzwerk bildet, wodurch meine bereits auf histologischer Grundlage völlig berechtigte Annahme aufs neue bekräftigt wird, daß die Zellen dieser beiden Abschnitte eine abweichende physio- logische Funktion besitzen. In die Leibeshöhle injiziertes Indigo- karmin und Alizarin wird nur durch den frei in der Leibeshöhle liegenden Abschnitt der MauriscHrschen Gefäße ausgeschieden während sich der das Rectalnetzwerk bildende Abschnitt diesen Farbstoffen gegenüber völlig indifferent verhält. Gelöstes Ammonium- karmin wird durch die Pericardialzellen und ungelöste. Körnchen des Farbstoffes durch die Phagocyten ausgeschieden. Die mit Ammo- niumkarmin überfüllten Pericardialzellen werden endlich durch die Phagocyten zerstört und ihre Stoffe teils nach außen geschafft, teils in verschiedenen Teilen des Körpers abgelagert. Injizierte Eisen- salze werden von den Önocyten und den Marrremrschen Gefäßen, Körnchen einer Lösung chinesischer Tusche und Bacterien teils von den Phagocyten, teils von besonderen Zellen in der Nähe der Peri- cardialzellen, den sogenannten Milzzellen, ausgeschieden. Die inji- zierten Bacterien gelangen nur durch Vermittlung der sich den Maurricur’schen Gefäßen anschließenden Önocyten (Taf. 11 Fig. 16 u. 17 oen) in die Marrrcarschen Gefäße, aus deren zerzupften Teilen sie 6-8 Tage nach der Injektion massenhaft zu kultivieren sind. 19. An der Ausscheidung von Harnsäure nehmen außer den MarpieHr’schen Gefäßen noch der en die Önocyten und der Mitteldarm teil. 20. Bei Necrophorus humator enthalten einzelne Zellen der MAr- picHrschen Gefäße eine große Anzahl kalkhaltiger Körnchen. Wahr- 336 ALEXANDER V. GORKA, scheinlich spielen diese voneinander ziemlich entfernt biegenden Zellen bei der Ablagerung von Kalk eine sehr wichtige Rolle. 21. Harnstoff (Ureum) und Guanin konnte in den Maupreurschen Gefäßen der untersuchten Käfer nicht nachgewiesen werden, oxal- saurer Kalk aber ist besonders in den MarriscHrschen Gefäßen hungernder Exemplare sehr häufig. * * Wie aus meinen Untersuchungsresultaten ersichtlich ist, spielen die Mauricur’schen Gefäße im Stoffwechsel der Käfer eine aufer- ordentlich vielseitige Rolle. Der bereits Gemeingut gewordene Satz ScHINDLER’s: „Die Marricarschen Gefäße sind spezifische Harn- organe“ stellt keineswegs eine endgültige und befriedigende Lösung ihrer Funktion und Aufgabe dar. Auf Grund meiner Untersuchungen betrachte ich die Mauricur’schen Gefäße als in physiologischer Hinsicht den Mitteldarmdrüsen der übrigen Wirbellosen in vielen Beziehungen gleichwertige Organe, deren Wirksamkeit nur insofern von der normalen Funktion der Mitteldarmdrüsen abweicht, als, dem äußerst regen Stoffwechsel der Insecten angepaßt, in denselben die excretorische Funktion auf Kosten der übrigen Aufgaben (Resorption, Secretion von Verdauungssäften, Zurückhaltung giftiger Substanzen, Speicherung verschiedener Stoffe) stark in den Vordergrund ge- treten ist. I Literaturverzeichnis. Ein vollständiges Literaturverzeichnis ist in meiner ungarischen Arbeit (Anat. és élettani adatok a bogarak MALPIGHI-edenysi mükôdésének megi- téléséhez, Budapest 1913) erschienen. Physiologie der MArrıcnr'schen Gefäße der Käfer. 337 Erklärung der Abbildungen. a After (Anus) Malp. qschn Querschnitt der MAL- as letztes Abdominalsegment PIGHI’schen Gefäße Ce Blinddarm (Cöcum) : Md Mitteldarm Dd Dünndarm (Intestinum tenue) Md. ep Mitteldarmepithel Dd, vorderer Teil des Dünndarmes mp Peritrophische Membran (Mem- Dd, hinterer Teil des Dünndarmes brana peritrophica) Ed. ep Enddarmepithel Oe Osophagus ep Epithel oen Onocyten inh Darminhalt Pv Kaumagen (Proventriculus) int Chitinintima R Rectum K Kopf (Caput) res. st Resorbierte Nährstoffe Kr Crypten rm Ringsmuskeln Krd Dickdarm (Intestinum crassum) sth Stäbchensaum im Längsmuskeln tr Trachea M MarriGar'sche Getäße vp Valvula pylorica Tafel 10. Fig. 1. Darm und Marricxrsche Gefäße von Gnaptor spini- Manus. 1:1. Fig. 2. Darm und Marricxrsche Gefäße von Necrophorus germa- micus in natürlicher Lage. 1:1. Fig. 3. Darm und MALPIGHI’sche Gefäße von Necrophorus humator. 1:1. Fig. 4 Längsschnitt durch das Rectum von Gnaptor spinimanus mit dem Querschnitt der MarpiGHrschen Gefäße (Malp. qschn). ZEISS Ob. apochrom. 8,0 mm, Ok. 2. — Der Schnitt stammt von einem lange fastenden Exemplar, weshalb hier unter dem Epithel die auf Fig. 9 an- gegebene resorbierte Nahrungsmenge nicht sichtbar ist. Fig. 5. Längsschnitt aus der Ubergangsstelle des Mittel- und End- darmes von Gnaplor spinimanus mit der Einmündung der MALPIGHT’schen Gefäße (M). Zeiss Ob. apochrom. 16,0 mm, Ok. 2. — Die Abbildung zeigt deutlich, daß die den Mittel- und Enddarm trennende Valvula pylorica hinter der Einmündung der MAnpicui’schen Gefäße liegt. Fig. 6. Querschnitt durch den vorderen Teil des Enddarmes von Carabus scheidleri. REICHERT Ob. 4, Ok. 2. Fig. 7. Querschnitt aus dem vorderen Teil des Enddarmes von Necrophorus humator. Die resorbierenden Nährstoffe (res. st) sind zwischen der Chitinintima (int) und dem Epithel (ep) angehäuft. Zeiss Ob. apo- chrom. 16 mm, Ok. 2. 338 ALEXANDER v. GoRKA, Physiologie der Marprenrschen Gefäße der Käfer. Fig. 8. Querschnitt aus dem vorderen Teil des Enddarmes von Necrophorus humator. Die resorbierten Nährstoffe (res. st) liegen zwischen dem Epithel (ep) und der Muskelschicht (rm). ZEiss Ob. apochrom. 16 mm, Ok. 2. Fig. 9. Querschnitt des Rectums von Gnaplor spinimanus mit dem Querschnitt der MALPIGHI’schen Gefäße (Malp. qschn) und den unter dem Epithel (ep) angehäuften, resorbierten Nährstoffen (res. st). Zeıss Ob. apochrom. 8,0 mm, Ok. 2. — Der Schnitt stammt aus dem Rectum eines 20 Stunden nach reichlicher Fütterung getöteten Gnaptors. Fig. 10. Längsschnitt eines MALPIGHI’schen Gefäßes von Gnaptor spinimanus. ZEISS Ob. apochrom. 10,0 mm, Ok. 2. Fig. 11. Längsschnitt eines MALPpıGHI’schen Gefäßes von Gnaptor spinimanus. ZEISS Ob. apochrom. 16,0 mm, Ok. 2. Fig. 12. Das Netzwerk der MarpiGHrschen Gefäße von Gnaptor spinimanus an der Wand des aufgeschlitzten Rectums, von außen be- trachtet. 200: 1. Tafel 11. Fig. 13. Querschnitt aus dem Mitteldarm von Gnaptor spinimanus. ZEISS Ob. apochrom. 8,0 mm, Ok. 2. — Der Schnitt stammt von einem reichlich genährten Exemplar mit unverletzten MALPIGHI’schen Gefäße. Fig. 14. Längsschnitt aus dem Mitteldarm von Gnaptor spinimanus. 10 Tage nach Durchschneidung der MALPIGHI’schen Gefäße. ZrIss Ob. apochrom. 8,0 mm, Ok. 2. Fig. 15. Querschnitt aus dem Mitteldarm von Gnaptor spinimanus, 12 Tage nach Durchschneidung der MALPIGHT’schen Gefäße. ZEISS Ob. apochrom. 8 mm, Ok. 2. Fig. 16 und 17. Querschnitt durch ein MALPIGHI’sches Gefäß von Gnaptor spinimanus. An beiden Abbildungen sind die den secernierenden Zellen eng angeschmiegten Onocyten (oen) deutlich sichtbar, deren Plasma mit farbigen Secretkörnchen erfüllt ist. Zeiss Ob. homog. immers. apo- chrom. 2,0 mm, apert. 1,40, Ok. 2. Fig. 18. Querschnitt eines MALPIGHI’schen Gefäße von Gnaptor spint- manus. ZEISS Ob. apochrom. 4,0 mm, Ok. 2. Fig. 19. Längsschnitt aus einem Teil eines MALPIGHI’schen Gefäßes von Gnaptor spinimanus, in dem Stadium, als aus den mit farbigen Secret- körnchen überfüllten Zellen die Zerfallprodukte in das Lumen gelangen. Dieser Vorgang zieht die Zerstörung des größten Teiles der Zellen nach sich. ZEISS Ob. apochrom. 8,0 mm, Ok. 4. Fig. 20. Querschnitt eines MAnPpiGHT’schen Gefäßes von Gnaplor spinimanus. ZEISS Ob. apochrom. 4,0 mm, Ok. 2. Nachdruck verboten. Übersetzungsrecht vorbehalten. Uber die respiratorische Schwimmblase von Umbra. Von M. Rauther. Mit 10 Abbildungen im Text. Die Fähigkeit der „Hundsfische* (Umbra krameri Kirz.) in kleinsten, selbst verdorbenen Wasseransammlungen auszudauern, war nach Cuvier u. VALENCIENNES bereits ihrem ersten Beschreiber Marsıczr!) bekannt. Heckez u. Kner fügen dazu u. a. die Be- obachtung direkter Luftaufnahme (s. u... Die Genügsamkeit und Zählebigkeit der amerikanischen Arten wird öfters betont.?) Endlich berichtet KÖHLerR, daß U. pygmaea Kay 9—10 Stunden auf dem Trocknen liegen könne, ohne Schaden zu leiden. Diese Angaben erregten in mir den Wunsch, die Eigentümlichkeiten der Atmung bei diesen Fischen näher kennen zu lernen, und ich benutzte daher gern eine Gelegenheit, etliche amerikanische Exemplare zu unter- suchen. Die Mehrzahl derselben war nur 5—6, ein einziges (im Text weiter als A bezeichnet) 9 cm lang; Flossenstrahlen waren vorhanden bei jenen: 1) Dessen Werk (1726) sowie das von KRAMER (Elenchus veget. et anim. Aust. inf, Wien 1756) war hier nicht zu beschaffen. 2) „Ditches in the prairies of Wisconsin, or mere bog holes, appa- rently affording lodgment to nothing beyond tadpoles, may thus be found filled with Melanuras [= U. limi]“ (BAIRD, zit. nach JORDAN u. EvEr- MANN, p. 624). Ahnliches bei KIRTLAND, p. 277. 340 M. RAUTHER, D 1/14 A 1/9 C 16 P 14 V 6; bei diesem D 1/13 A 2/10(!), sonst dieselben Zahlen; es besteht also einige Abweichung von den bei JORDAN u. EVERMANN, leidliche Übereinstimmung mit den von KÖHLER fir U. . pygmaea angegebenen. D und A werden nach hinten etwas höher. Die Färbung ist bald einförmig graugrün, bald tritt eine schwärzliche Fleckung hervor, nie ausgesprochene Querbänderung (wie für U. limi angegeben), bisweilen aber Längsstreifung; der dunkle Querbalken an der Wurzel der C war stets deutlich; die Farbe des Unterkiefers scheint kein sicheres Merkmal, meist war nur ein geringer schwärzlicher Anflug da. Nach allem dürften meine Exemplare zu U. pygmaea gehören; von welcher Ortlichkeit sie stammen, konnte ich nicht erfahren. Diese Fische sind ausnehmend träge; nur wenn ihnen Nahrung zu- geworfen wird, geraten sie in Bewegung. Sonst liegen sie am Boden oder verharren regungslos an der Oberfläche, den Wasserspiegel mit dem Rücken berührend. Halten sie sich schwebend in den mittleren Wasser- schichten, so sieht man oft ein Undulieren der P und D, oft nur der hinteren Strahlen der letzteren, ähnlich wie bei den Lophobranchiern. Alternierende Bewegungen der P und V, die HECKEL u. KNER (p. 295) bei U. krameri „ähnlich den Füßen eines laufenden Hundes“ fanden, be- merkte ich auch, doch dienen sie, wie die vorigen, gar nicht zur Loko- motion, werden vielmehr bei ruhigem Stehen ausgeführt. Die normalen Atembewegungen (40—50 in der Minute) sind wenig ausgiebig; die Kiefer stehen dabei fast still, und der Rück- strom des Wassers bei der schwachen Anziehung der Kiemendeckel wird allein durch die Atemklappen verhindert. In gewissen Ab- ständen !) begeben sich die Fische (einzeln und langsam) an die Oberfläche, entlassen dort aus dem Munde geräuschlos wenige Luft- blasen und nehmen wahrscheinlich frische Luft ein. Hecker u. Kner geben eine etwas abweichende Schilderung für U. krameri; diese ständen oft lange still im Wasser, „plötzlich schiessen dann alle mit rascher Schwanzbewegung aus der Tiefe bis an den Wasser- spiegel empor, schnappen Luft, geben dieselbe beim Untertauchen in Form grosser Blasen durch die Kiemenspalten wieder von sich und athmen einige Zeit nachher sehr langsam.“ Nie sah ich bei U. pygmaea die Luft unter den Kiemendeckeln entweichen noch dieselbe überhaupt abgeben, wenn sich der Fisch von dem Wasser- spiegel wieder entfernt hatte.) 1) Ihre Dauer ist nicht generell anzugeben; sie hängt von der Wasser- beschaffenheit, Temperatur, Beunruhigung, Beweglichkeit des Tieres etc. ab; in einem Fall wurden zwischen zwei Aufstiegen im pflanzenreichen Aquarium bei 25° C 25 Min. gemessen, in anderen fand aber im Lauf einer Stunde unter ähnlichen Umständen kein Aufstieg statt. 2) Wie bei anderen Luftatmern, z. B. den Labyrinthfischen, steht Über die respiratorische Schwimmblase von Umbra. 341 Um den Wert der Luftaufnahme für die Atmung bei U. un- gefahr zu bestimmen, machte ich zunächst den mit gewissen in dieser Hinsicht schon besser bekannten tropischen Süßwasserfischen öfters angestellten Versuch: I. Ein kräftiges Tier (6 cm) wird 8*° früh in ein 40 cm hohes, 12 cm weites Zylinderglas voll Wasser von 22 (morgens) bis 30° C (nach- mittags), mit einigen Elodeasprossen, gesetzt, ca. 8 cm unter dem Wasser- spiegel eine durchlöcherte Celluloidscheibe eingesenkt. Der Fisch, durch die Übertragung beunruhigt, liegt zunächst einige Minuten lebhaft atmend am Boden; dann steigt er langsam auf, versucht zum Spiegel zu gelangen, läßt sich, da dies mißlingt, wieder nieder. Die Aufstiege folgen sich nun in ziemlich kurzen Abständen; die Bewegungen werden dabei bald un- gestümer, oft folgen mehrere Aufstiege fast ohne Ruhe aufeinander. Die Kiemenatmung ist beschleunigt und ausgiebiger als gewöhnlich. Später (zwischen 3 und 4h.) tritt eine gewisse Erschöpfung ein, die Versuche Luft zu schnappen unterbleiben für längere Zeit, das Tier liegt angestrengt atmend am Boden. Am folgenden Morgen (8°°) werden noch kurzdauernde Aufstiege, mit ungestümen Bewegungen und anscheinend mühsam, aus- geführt. Die Atmung, auch während der Ruhe, ist ungeheuer lebhaft (ca. 150 Züge pro Min.); dabei machen, außer den Kiemendeckeln, jetzt auch die Kiefer sehr ausgiebige Exkursionen. Erst gegen 12 h. mittags kann sich das Tier nicht mehr im Gleichgewicht halten; es fällt auf die Seite, erhebt sich zeitweilig heftig wieder. Danach wird die Atmung plötzlich sehr schwach und unregelmäßig und hört wenig später ganz auf. Kurz darauf sind Versuche, das Tier durch Erschütterungs- oder Be- rührungsreize abermals zu Bewegungen zu veranlassen, erfolglos, auch gibt es beim Einlegen in die Fixierungsflüssigkeit kein Lebenszeichen mehr; es hat also unter Abschluß von der Luft wenig mehr als 27 Stunden gelebt. In mehreren analogen Fällen war zu bemerken, daß das lebhafte und freie Umherschwimmen des zu Beginn gut äquilibrierten Fisches nach einigen Stunden einer entschiedenen Bewegungsunlust wich; bei den dann noch unternommenen Aufstiegen war ein Übergewicht des Fisches unver- kennbar; daher die erwähnten energischen, stoßweisen Schwimmbewegungen der Flossen und des Stammes. Man kann fast zweifeln, ob wirklich allein O-Mangel den raschen Tod des Tieres veranlaßte oder die infolge der Überanstrengung der Kiemenmuskulatur eintretende Erschöpfung. Jedenfalls aber ergibt sich klar die Unzulänglichkeit des Kiemenapparats dieser Fische, allein die Atmungsfunktion auszuüben. Ein II. Versuch demonstriert den Vorteil, den die direkte Luft- aufnahme diesen Fischen gewährt: auch bei U. der Unterkiefer über den Oberkiefer vor, so daß die Mund- spalte nach oben gerichtet ist. Gleiches gilt bekanntlich für den Hecht. 349 M. RAUTHER, In zwei ERLENMEYER-Kolben von je 1250 ccm Inhalt wird Wasser gründlich ausgekocht, dann auf Zimmertemperatur (28° C) abgekihlt; in beide kommen etwa gleich große Fische; in einen (a) wird etwas unter dem Spiegel eine Gazescheidewand eingesenkt, beim anderen (b) bleibt der Zugang zu jenem frei. IIa. Beginn 955 a. m. Das Tier liegt zunächst normal atmend am Boden; 10°° Atmung ausgiebiger; 10°? 1. Aufstiegversuch, weiter erregte Atmung (ca. 120 Züge pro Min.); 10° 2. Aufstiegversuch, 1005 3., 100° lange Bemühung den Spiegel zu erreichen, 100% ebenso; sehr mühsames Atmen; 100% lange, fast 1 Min. währende Aufstiegversuche; solche wieder- holen sich in kurzen Abständen. 101? äußerst angestrengtes Atmen, er- schöpftes Ruhen am Boden; 1015 leichte Gleichgewichtsstörungen beim Herabsinken; 10°! mehrfach Aufstiege mit ruckweisen Bewegungen. Der Fisch fällt auf die Seite, erhebt sich krampfhaft wieder, sinkt plötzlich, fällt um; Atmung verlangsamt, dann schwach und ungleich. Noch einige stoßweise Schwimmversuche, 10°° Stillstand der: Atmung: Exitus letalis. IIb. Beginn 10°° a. m. Das Tier etwas erregter als bei a, schwimmt sehr munter umher und macht häufig Aufstiege, dabei reichlich Luft ein- nehmend, und zwar: 1022 1002, 10071093 1079517022710 NUS AIDES 1016, 10175, 1018, 10185, 1019, 10195, 1020, 1021, 1022, 1028, 10235, 1024, 10245, 107° usf., also meist in Abständen von 1 Min. oder weniger! In den Pausen sind Bewegungen der Kiemendeckel kaum merklich, nur minimale der Kiemenmembran. Gegen 112° folgen sich die Aufstiege immer noch in Minutenabständen; das Tier ruht fast nie am Boden, aber oft einige Zeit unmittelbar am Spiegel. — 21°: Atembewegungen (ca. 40 pro Min.) noch sehr wenig ausgiebig; Aufstiege (mit Lufteinnahme): 216, 922 925 927 , , , 986 940 945 949 958 957, 301 305, | , 340, 344,5 84% . . ., also fast genau alle 4 Minuten! In den Pausen Ruhe am Boden, das Tier scheint aber völlig frisch. Die Vergrößerung der Abstände zwischen den Aufstiegen kann wohl auf die fortschreitende Luftabsorption durch das Wasser zurückgeführt werden. — Unmittelbar nach 34° werden einige Elodeasprosse in das Glas geworfen und dies der Sonne ausgesetzt. Das Tier ist sehr erregt; die Frequenz der Aufstiege nimmt zunächst zu (alle 1—2 Min.), wohl infolge der Erwärmung, weshalb das Sonnenlicht wieder abgehalten wird. Gegen 5 h. p. m. Aufstiege nur noch alle 5— 10 Minuten; dazwischen Ruhe, mit zunächst leichten, bisweilen aber. beschleunigten (bis 120!) Atembewegungen. Der exakte Vergleich zwischen Ila und IIb scheitert daran, daß es unmöglich ist, dem Fisch die Möglichkeit des Luftschöpfens zu geben und zugleich doch das Wasser vor der Anreicherung mit O zu schützen. Jedenfalls aber ist deutlich, daß eine Umbra, der die freie Luftaufnahme gestattet ist, ihre volle Frische und Be- weglichkeit zeigt zu einer Zeit, wo eine solche ohne jene bereits an. O-Mangel zugrunde geht (nach wenig: über '/, Stunde); ferner dab erstere in einem wahrscheinlich immer noch äußerst O-armen Wasser ohne erhebliche Kiementätigkeit, aber unter häufiger direkter Über die respiratorische Schwimmblase von Umbra. 343 Erneuerung eines Luftvorrats viele Stunden ohne merkliche Schädigung zu leben vermag. Die Vermehrung des O-Gehalts im > Wasser scheint die Kiementätigkeit wieder anzuregen, die Frequenz des Luftholens herabzusetzen. Versuch III. Ein Fisch (a) von 5 und einer von 6 cm (b) werden 9 h. a. m. in ein zylindrisches Sieb aus durchlöchertem Celluloid gesetzt, das in ein weiteres Zylinderglas gehängt wird, ohne dessen mit wenig Wasser bedeckten Boden zu berühren; im Sieb befindet sich eine Lage. feuchter Watte und einige Elodeabüschel; um die Fische vor dem Ein- trocknen der Haut zu schützen, wird ab und zu mit einem Zerstäuber Wasser über sie geblasen, das sich natürlich nicht ansammeln kann (dies unterbleibt freilich über Mittag und nachts); das Glas ist leicht zugedeckt. — Die Tiere liegen bald ruhig, machen dann und wann Schnappbewegungen. Die Opercula stehen meist still (gelingt es einem Tier ausnahmsweise, die Schnauze in einen Wassertropfen zu setzen, so beginnen sogleich für wenige Sekunden die Atembewegungen). Um 6 h. p. m. sind beide noch völlig frisch und sehr empfindlich. Dann wird a in ein tiefes Zylinderglas mit Wasser gesetzt (infolge der Erregung erscheint die schwarze Flecken- zeichnung): sofort lebhafte Atembewegungen (etwas über 120 pro Min.); P, V und D sind lebhaft in Bewegung, doch bleibt das Tier am Boden; ab und zu macht es ruckweise Bewegungen mit nur geringer Erhebung, fällt aber immer schwer zurück, die Atembewegungen erschüttern den ganzen Körper. Nach ca. 18 Min. erfolgt, angestrengt aber rasch ein Aufstieg mit reichlicher Luftaufnahme, dann Absinken; Atmung hald wieder beschleunigt; nach 10 Min. 2. Aufstieg, Schwimmen danach freier, Atmung noch immer rasch. Nach 5 Min. 3. Aufstieg, wonach der Fisch, leiser atmend, regungslos am Spiegel hängen bleibt; erst nach mehreren Minuten geht er, ohne Luft abzugeben, hinab und liegt dann ebenso mühelos am Boden. Am folgenden Morgen ist a offenbar wieder völlig normal; b blieb über Nacht auf dem Sieb, findet sich morgens 81}, h. tot mit zu- sammengefalteten Flossen; vermutlich ist nicht lange vorher partielles Eintrocknen erfolgt. Ein 9stündiger Aufenthalt außerhalb des Wassers ruft also bei Umbra nur leicht vorübergehende Schädigungen hervor; zum Teil beruhen diese wohl auf der Ausschaltung der Kiemenatmung. Für die Atmung an der Luft kann, wie die anatomische Untersuchung zeigen wird, nur die Schwimmblase in Frage kommen. Die unregel- mäßigen Schnappbewegungen der Fische in dem Sieb einerseits, das offenbare Übergewicht des ins Wasser zurückversetzten andrerseits lassen aber auch zweifeln, ob die Erneuerung ihres Inhalts außer Wasser in der gehörigen Weise vor sich gehen kann. Sicherlich funktioniert ja der Schluckmechanismus auf dem Lande unter ab- normen Bedingungen. Auch an ein Kollabieren der Blase infolge des 344 M. RAUTHER, Druckes der Eingeweide, wenn der Fisch auf der nur wenig ver- steiften Bauchwand liegt, ist zu denken. Im ganzen sind die vorstehenden Erfahrungen ganz ähnlich denen, die von Day, DoBson, HENNINGER u. A. an Labyrinthfischen nnd anderen luftatmenden Teleosteern gemacht wurden. Analysen des Schwimmblasengases könnten u. a. vielleicht noch zeigen, ob bei U., wie nach Marx bei Lepidosteus, die Kiemen mehr der CO,- Abscheidung, die Schwimmblase nur der O-Resorption dient. Wahr- scheinlich ist dies schon darum, weil die Schwimmblase ja nicht un- mittelbar Blut von den arbeitenden Geweben her, sondern solches, das soeben die Kiemen — (wo die Bedingungen fiir die CO,-Abgabe bekanntlich sehr günstig) — passiert hat, erhält (s. u.). Auch für Cobitis stellte CALUGAREANU (II) fest, daß die Darmventilation wesent- lich der O-Aufnahme, nicht der CO,-Abscheidung dient. Andrerseits aber spricht die enorm vermehrte Frequenz der Aufstiege bei U. im ausgekochten Wasser dafür, daß unter normalen Umständen auch die Kiemen einen sehr beträchtlichen Teil der O-Versorgung verrichten; sonst müßten jene ja im O-reichen Wasser nahezu gleich oft erfolgen. Aus Versuch III geht bereits hervor, daß U. durch direkte Luft- aufnahme ein bestehendes Übergewicht zu kompensieren vermag. Ich suchte einige weitere Erfahrungen hierüber zu sammeln, indem ich die Fische unter der Luftpumpe eines mehr oder minder großen Teiles des Schwimmblaseninhalts beraubte, den sie, wie andere Physo- stomen, bei Druckverminderung durch den Mund nach und nach in Blasen von Sich geben. Hierbei zeigt sich wieder übereinstimmend, daß die Fische, unter normalen Druck zurückversetzt, das mehr oder minder bedeutende Übergewicht alsbald zu beseitigen trachten, in- dem sie an der Oberfläche reichlich Luft aufnehmen; danach schweben sie wieder mühelos in allen Wasserschichten. Daß die Füllung der Schwimmblase bei U., auch zu hydrostatischen Zwecken, auf diese Weise geschehen kann, ist also zweifellos. Es wäre aber wertvoll, zu wissen, ob jene nicht auch auf andere Weise möglich ist, nämlich durch Gasabscheidung aus dem Blute. Es liegt ja nun nahe, einen dieser Fische mit evakuierter Schwimmblase wieder vom Wasser- spiegel abgesperrt zu halten und zuzusehen, ob er imstande ist, sein Ubergewicht dennoch nach und nach zu kompensieren. Das hat aber die Schwierigkeit, daß unter diesen Umständen bei U. bald Störungen der Respiration erfolgen; wenn also auch kein sonderlich exaktes Über die respiratorische Schwimmblase von Umbra. 345 Resultat zu erwarten ist, so scheint mir doch die Mitteilung des Folgenden nicht überflüssig. Versuch IV. Ein kräftiges Tier wird am 8./10. unter dem Rezipienten einer Wasserstrahlluftpumpe allmählicher Druckverminderung bis auf 1; Atm. unterworfen; es liegt am Boden; jedesmal wenn sich Auftrieb einstellt, entläßt es eine oder mehrere Luftblasen. 114° kommt es — ohne Gelegenheit zur Luftaufnahme — in ein hohes Zylinderglas mit sehr reichlich Pflanzen enthaltendem Wasser und mit Gitter einige cm unter dem Spiegel; es liegt schwer am Boden, macht 1145 einige krampf- hafte Aufstiege mit raschen, ruckweisen Bewegungen; sobald diese nach- lassen, sinkt es sofort herab. Solche Bemühungen folgen in der 1. Stunde öfters, später wird das Tier ruhiger, endlich liegt es fast unbeweglich am Grunde, schwer auf die P gestützt; die Atmung ist dabei weder schnell (14° nur 44 pro Min.!) noch ausgiebig. So bleibt im Grunde das Ver- halten bis zum 10./10. 6 h. abends: starkes Übergewicht unverändert, Aufstiege | selten und dann sehr mühsam, Atmung nie sonderlich heschlennigil Am 10./10. 114° mittags wurde ein wenig kleineres, sonst normales Kontrolltier in den Behälter gesetzt; es schwimmt fast stets munter umher, verhält sich dann ähnlich wie das im I. Versuch. Am 11./10. 850 früh sind beide Tiere tot (anscheinend aber noch nicht seit lange). Es hat also das Tier mit evakuierter Schwimmblase mindestens 55 Stunden, das mit nor- maler sicher nicht über 21 Stunden von der Luft abgesperrt gelebt. Die lange Lebensdauer des ersteren ist einigermaßen auffallend, da es mir nie gelang, ein normales Tier unter gleichen Umständen so lange lebend zu halten; am längsten — 31 Stunden — hielt ein gleichzeitig mit dem evakuierten am 8./10. in ein gleichausgestattetes Gefäß bei derselben Temperatur (maximal 26° C) gesetztes normales Tier aus. Ich habe dafür vorderhand keine andere Erklärung, als daß die von vornherein geringere Beweglichkeit der evakuierten Tiere diesen erlaubt, länger mit dem von den Kiemen ihnen gelieferten O auszukommen. Ich habe noch einige ähnliche Versuche angestellt, doch wurde dabei der Tod der Tiere nicht abgewartet; vielmehr wurden diese, sobald sie sehr matt geworden, teils fixiert (eines nach 31 Std.), teils wurde ihnen der Zugang zur Oberfläche geöffnet. Die in letzterer. Art behandelten Tiere hatten auch 17 bzw. 25!/, Std. unter dem Gitter gelebt, ohne im geringsten eine Annäherung an das vor der Evakuierung bestehende Gleichgewicht erkennen zu lassen; erst nachdem sie, sogleich sehr ausgiebig, Luft auf- genommen haben, stellt sich der normale Zustand fast momentan wieder her; die Fische schweben dann. wieder mühelos mit leichtesten Flossen- bewegungen. Bei dem zuerst besprochenen evakuierten Tier wurde nach dem Tode Luft in der Schwimmblase nicht gefunden. Ist die seit der Evakuierung verstrichene Zeit auch immerhin nur sehr kurz, so dürften die Versuche doch wahrscheinlich machen, daß bei U. eine Absonderung von Schwimmblasengas aus dem Blute nicht stattfindet. Wohl aber wird bei normalen Tieren, wenn diese von der Wasseroberfläche ab- geschnitten werden, ein Teil der Schwimmblasenluft (O) veratmet, was sich aus der zunehmenden Schwerfälligkeit der Bewegungen und dem Zool Jahrb. XXXIV.- Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 23 346 M. RAUTHER, vorwiegenden Ruhen am Boden stets mehr oder minder deutlich ab- nehmen läBt.1) Anatomische Angaben, die auf den Ort, wo sich bei U. die Luftatmung volizieht, Licht würfen, habe ich kaum gefunden. Allen- falls kann man aus dem Vermerk bei Cuvier U. VALENCIENNES (p. 544), daß ein sehr kurzer Luftgang mit weiter Öffnung in den Pharynx münde, auf die Möglichkeit direkter Luftaufnahme in die Schwimmblase schließen. Nach HEeckez u. Kner (p. 294) nimmt letztere „die ganze Länge der Bauchhöhle ein, ist einfach und mündet mit einem kurzen Luftgange in die untere [!| und hintere Wand der Speiseröhre; beiderseits dieser Mündung liegt ein rundlicher, drüsig aussehender Körper“. — Die Mutmaßung, die Schwimmblase ver- mittle die Luftatmung, wird allerdings dadurch bestärkt, daß sich weder an den Kiemen noch im Bereich der Mund- und Rachenhöhle und im Darm hierzu geeignete (d. h. entsprechend vascularisierte) Bezirke finden lassen. Die Schwimmblase erstreckt sich unter der Wirbelsäule als ein- facher zartwandiger Sack durch fast die ganze Länge der Leibes- höhle. Obwohl sie nicht zellig gebaut ist, bietet sie bei ihrer Weite doch eine sehr beträchtliche innere Oberfläche Vorn geht sie all- mählich in einen engeren längsgefalteten (also erweiterungsfähigen) Luftgang über (Fig. B, C, D). In diesem nehmen die sonst ziem- lich Sachen Zellen des einschichtigen inneren Epithels (s. u.) je weiter nach vorn desto höhere prismatische Form an. Der Ductus pneu- maticus Öffnet sich in eine tiefe rinnenförmige Einsenkung der dor- 1) Die nahe Verwandtschaft von Umbra und Esox und gewisse strukturelle Ahnlichkeiten der Schwimmblase bei beiden (s. u. S. 359), könnten auch auf ähnliche Funktionen der letzteren schließen lassen. Dies scheint aber höchstens zum Teil gerechtfertigt. Ein Hecht mit evakuierter. Schwimmblase, durch ein Gitter von der Oberfläche abgesperrt, „suchte sich durch eine kräftige Bewegung seiner Flossen öfter senkrecht empor- zuschnellen, fiel aber jedesmal, ehe er das absperrende Netz erreicht hatte, wieder schwerfällig zu Boden. Nach 7 Tagen, als er sich sehr matt und die Haut mannigfach zerschunden zeigte — offenbar hatte er sich an dem oberen Drahtnetze abgemüht, um ins Freie zu gelangen|?] —, wurde er getötet... .“ (HÜFNER, p. 62). In seiner Schwimmblase fand sich nur 1/, bzw. !/), der Gasmenge wie schon nach 5 Tagen in derjenigen von 2 anderen gleich großen Hechten, die nach der Evakuierung zur Oberfläche. gelangen konnten. Da aber außerdem in allen 3 Fällen der O-Gehalt in der Schwimmblase höher war als in der Luft (ibid., p. 63), so ist unbedingt zuzugeben, daß hier eine Abscheidung aus dem Blute mindestens auch stattgefunden haben muß. Über die respiratorische Schwimmblase von Umbra. 347 salen Vorderdarmwand, dicht hinter den letzten Kiemenspalten. Das geschichtete Epithel, das auch die genannte Einsenkung auskleidet, beginnt hier eben durch reichlichere Einlagerung von Becherzellen den Charakter des Ösophagus-Epithels anzunehmen. Letzteres setzt sich sogar ein kurzes Stück weit in den Luftgang hinein fort; da letzterer schräg aufsteigt, so wird auf einem Transversalschnitt das geschich- tete Epithel ventral noch getroffen, wenn dorsal bereits das einschichtige eigentliche Luftgangepithel erscheint. Merkwürdig ist, insbesondere beim Exemplar A, daß hier von den Ein- faltungen des geschichteten Epithels kurze Tubuli ausgehen, die mit hohem einschichtigem Epithel ausgekleidet sind (Fig. A). Weiter hinten gehen analoge Einsenkungen in das Luft- gangepithel über, das aber an der ventralen Wand noch zunächst höher bleibt als dorsal. Das Luftgangepi- thel zeigt gewisse Zeichen von secre- torischer Tätigkeit, vornehmlich in den erwähnten. Tubuli. Die Zellen tragen nämlich distal (außerhalb der Schlußleisten) mehr oder minder wohl- Fig. A. Epithel von einem Schnitt durch den à vordersten Teil des Luftgangs (A): erhaltene helle hyaline Kappen, deren unten noch das mehrschichtige Hpi- c Ba 5 5 thel wie im Osophagus, aber mit vermutlich flüssiger Inhalt wohl von Drüsentubuli in der Tiefe der Falten; Zeit zu Zeit durch Bersten der Mem- oben das eigentliche Luftgangepithel. bran entleert wird, wonach noch ein none zarter kelchartiger Rest am freien Zellende zurückbleiben kann. — Das Epithel steht auf einer dicken gefäßarmen Bindegewebsschicht. | Die quergestreifte Schlundmuskulatur besteht aus einer mächtigen Ringfaserschicht (Fig. Brm) und einwärts davon je einer _dorsalen und einer ventralen Masse von Längsfasern (lm). Erstere umschließt mit dem Schlunde auch den Anfangsteil des Ductus pneumaticus; von den Längsfasern hören die ventralen bald hinter dessen Abzweigung auf; zwischen den dorsalen erscheint eben hier eine Schicht transversaler bzw. zirkulär dem Ductus anliegender Fasern; weiter hinten nehmen alle dem- Luftgang anliegenden 23* 348 M. RAUTHER, Fig. B. Bie-Bbsure: Querschnitte: B auf der Höhe des S. venosus (Sv), C etwas weiter hinten. 22:1, D Mündungsabschnitt des Luftgangs, schon in das dicke Schlundepithel übergehend. C Herzventrikel. Ao Aorta. Ac A. coeliaca (der Magenast auf C links über dem Luftgang). Ve Cardinalvenen, von lymphoidem Gewebe umgeben. DC Ductus Cuvieri. Vv Schwimmblasenvene. VA Vena hepatica. Im Längs-, rm, rmi Ring- muskulatur des Schlundes. Schichten dieser Längsmuskeln einen mehr schrägen Verlauf an (Fig. C), ein eigentlicher selbständiger Sphincter desselben besteht aber nicht. Da indessen der Ductus die Ringmuskulatur des Schlundes sehr schräg durchsetzt, so kann er auch durch deren Kontraktion abgeklemmt werden, während andrerseits die ihn be- gleitende Längsmuskulatur wohl seine Verkürzung und Erweiterung bewirken kann. Ein starkes Bündel dieser Längsmuskeln verläuft ein beträchtliches Stück weit über die Dorsalwand des Ductus nach. hinten, bis dort, wo diesen der zum Magen gehende Ast der A. coeliaca kreuzt (Fig. D )). Als eine möglicherweise wichtige Besonderheit ist hier zu erwähnen, daß von der zirkulären Schlundmuskulatur aus sich eine kräftige Lage quergestreifter Fasern in das Diaphragma erstreckt, welches Pericardial- Über die respiratorische Schwimmblase von Umbra. 349 Fig. C. und Abdominalhöhle scheidet (Fig. C rm‘). In welcher Weise diese etwa die In- und Exspiration beeinflussen möchte, soll hier ebensowenig erörtert werden wie die Mechanik des Luftschluckens überhaupt; denn dies würde eine eingehende Behandlung des pharyngealen Skelets und der Muskeln erfordern. Übrigens setzt sich die quergestreifte Ringmuskulatur auch . auf den vorderen Teil des Magens!) fort. Der eigentliche Schwimmblasenkörper hat ein Innen- epithel, mit dem die Capillargefäße engstens verbunden sind (s. u.); auf dieses folgt nach außen zunächst eine dichtere, dann eine viel voluminösere, aber überaus weitmaschige lockere Binde- sewebsschicht; zwischen beiden liegt eine einfache (im hinteren Bezirk allerdings meist verschwindend dünne) Schicht longitudi- naler glatter Muskelfasern; endlich folgt zu äußerst eine 1) Ein vorderer und ein hinterer Bezirk des Magens sind deutlich unterschieden. In ersterem bildet das Epithel zylindrische Schläuche, in denen sich die Beschaffenheit der hohen prismatischen, etwas basophilen Zellen wenig ändert; im vorderen Teil des hinteren dagegen sind mehrfach geteilte eigentliche Fermentdrüsen vorhanden; ganz hinten fehlen sie. Die glatte Muskulatur der hinteren Abteilung sondert sich wieder in eine Ring- und innere und äußere Längsfaserschichten. 350 M. RAUTHER, Fig. E. Fig. D—F. Querschnitte durch den Vorderteil der Schwimmblase. 50:1. Das angrenzende lymphoide Gewebe angedeutet. die „inneren Gefäßgeflechte“ durch dunklen Ton markiert. 7» Anschnitte des Wundernetzes. Vv Hauptäste der Schwimmblasenvene. Ac A. coeliaca (auf D die Arterie zum Wundernetz ab- gebend). f fibrüser, m muskulärer Teil der äußeren Schwimmblasenhülle. n Nerven (auf D nur einer der 6 Aste bezeichnet). kräftige Lage von zirkulären glatten Muskeln (Fig. D—F m); letztere ist dorsal unvollständig, sie inseriert hier jederseits von der Wirbelsäule an einer kräftigen fibrösen Platte (f), die ihrerseits Über die respiratorische Schwimmblase von Umbra. 351 are RL auf die Seiten- und Ventralfläche der Schwimmblase sich nicht fortsetzt. * Das schmälere Vorderende der Schwimmblase ist von eigen- tümlichen Gefäßauflösungen — Wundernetzen — umlagert; sie beginnen dicht hinter der Abzweigung der A. coeliaca von der Aorta bzw. der Teilung jener in einen links oben der Magenwand entlang: ziehenden Ast und die eigentliche coeliaca. Von ihnen sind besondere Gefäßgeflechte zu unterscheiden, die sich in einem dichteren Zwischengewebe ausbreiten. Diese inneren Gefäßgeflechte, wie sie heißen mögen, liegen vorn dem Schwimmblasenepithel auf beiden Seitenflächen nahe (doch nicht unvermittelt) an, die Mitte der Dorsal- und der Ventralfläche frei lassend (Fig. D—F). Die (äußeren) Wundernetze (r) ziehen sich vorn von rechts her auch dorsal über die Schwimmblase hinweg (Fig. E) und begleiten dann die inneren wandständigen Gefäßgeflechte, wobei die Gefäße beider an zahlreichen Stellen miteinander in Kommunikation treten; es werden also die Gefäße der letzteren durch Vermittlung der Wundernetze mit Blut gespeist und geben solches auch wohl wieder hierher ab. Aus den äußeren Wundernetzen sammelt sich das Blut vorn in 3 Venenstämmen (Fig. E, F Vv), von denen der mediane allerdings sanz kurz ist; die seitlichen lassen sich weit über die Schwimm- blase hin, bis gegen deren Ende verfolgen und sammeln daher offenbar nicht nur das Blut, das die Wundernetze, sondern auch 352 M. RAUTHER, das, welches die Capillaren des hinteren Schwimmblasenteils passiert hat. Die 3 Venen, zu einem weiten Stamme verschmolzen (Fig. C, D Vv), münden in die rechte hintere Cardinalvene, dicht an deren Übergang in den Ductus Cuvieri. Ich habe keine anderen von der Schwimmblasenwand herkommenden Venen gefunden. Blutzufluß erhält das Wundernetz wie gewöhnlich aus der A. coeliaca, indem letztere einen kurzen, bald in Arteriolen zer- fallenden Seitenast abgibt (Fig. D Ac). In dem Wundernetz selbst lassen sich bei diesem Objekt Arterien und Venen auf dem Quer- schnitt nicht sicher unterscheiden. Auch darin folgt U. der all- . gemeinen Regel, daß der bei weitem ausgedehntere hintere Teil der Schwimmblase Blutzufuhr aus Zweigen mehrerer Intercostalarterien erhält. — Die hauptsächlichste Eigentümlichkeit der Circulation von U. ist also, daß das Schwimmblasenblut nicht, wie gewöhnlich bei Teleosteern, in die V. portae, vielmehr fast unmittelbar in den Sinus venosus abgeführt wird. Dieser Umstand liefert ein wichtiges Argument für die respiratorische Bedeutung der Schwimmblase. Feinerer Bau der Schwimmblasenwand. Der weitaus größte Teil der Schwimmblase ist von einem Epithel ausgekleidet, das von Blutcapillaren völlig durchsetzt ist, derart, daß auf Schnitten die Epithelzellen die Form niederer und schmaler Pfeiler zeigen; fast stets findet man nur eine Zelle zwischen zwei benachbarten Durchschnitten von Capillaren (Fig. G). Die Eigenwandungen der- selben sind schwer zu unterscheiden, doch sieht man in den von Erythrocyten erfüllten Räumen zwischen den Epithelzellen häufig: die flachen Kerne jener. Gegen das Schwimmblasenlumen hin sind die Capillaren allein von einer verschwindend dünnen Ausbreitung der distalen Epithelzellteile bedeckt; diese Verhältnisse ermöglichen also einen intensiven Gasaustausch zwischen Blut und Schwimm- blaseninhalt. Von diesem Befund weichen allein die seitlichen Wandungen des vordersten Schwimmblasenbezirks ab, soweit sich die erwähnten inneren Gefäßgeflechte ausdehnen. Hier findet sich ein kubisches oder (je nach dem Dehnungszustand der Wand) wenig höheres oder flacheres, nicht vascularisiertes Epithel. Von demselben ist wenig mehr zu bemerken, als daß die Kerne meist unregelmäßig: durch Vacuolen eingebuchtet, gekrümmt oder eingezogen sind; auch zwischen den Zellen erscheinen bisweilen vacuolenartige Räume. Daß dieses Epithel aber ein irgend nennenswertes secretorisches Ver- mögen besitze, ist nicht anzunehmen. - Uber die respiratorische Schwimmblase von Umbra. ’ 353 Die inneren Gefäßgeflechte selbst sind schwer zu analysieren. Man erkennt stets deutlich die in verschiedenen Richtungen durch- schnittenen Capillaren mit selbständigen Wandkernen, von Erythro- eyten erfüllt. Zwischen den Capillaren liegt eine ziemlich grob schaumige, acidophile Masse (Plasma); in derselben finden sich große kuglige oder längliche, selten unregelmäßig geformte Kerne mit auf einem lockeren Gerüstwerk verteiltem Chromatin (Fig. H k); be- ka Se dE as 46 Fig. G. Schnitt durch die Wand des mittleren Schwimmblasenbezirkes (A, Zenker'sche Flüssigkeit). 900:1. ep vascularisiertes Epithel. er Blutkörperchen in einer Capillare. ml Längsmuskelschicht; zwischen ihr und dem Epithel die innere dichte Bindegewebsschicht mit Anschnitten größerer Gefäße. _ Fig. H. Stück der inneren Gefäßgeflechte (Carnoy). 740:1. k Kerne der zwischen die Capillaren gelagerten Zellen. abi äußere, ibi innere Bindegewebszone. ep Epithel. ml Längsmuskeln (etwas schräg durchschnitten). sondere Bindegewebskerne dürften innerhalb dieser Gefäßgeflechte nicht vorhanden sein. Die zugehörigen Zellterritorien sind wenig deutlich abgegrenzt; die vorhandenen Konturen sind wohl vornehm- lich durch zarte bindegewebige Membranen zwischen den Zellen be- dingt. Sind die Zellen mächtiger entwickelt, so war das Bindegewebe, außer unmittelbar um die (also nicht rein endothelialen) Gefäße und Nerven, allerdings schwer nachweisbar; in anderen (häufigern) Fällen war es aber reichlich zwischen den Gefäßen wahrzunehmen. In jedem Falle aber macht das Zwischengewebe durchaus nicht den Eindruck einer epithelialen Bildung. Distal geht es in das äußere Bindegewebe der Schwimmblasenwand über, proximal stößt es an die Längsmuskelschicht, ist also durch diese und durch die mehr 354 M. Rautuer, oder minder dicke innere Bindegewebsschicht allenthalben vom Schwimmblasenepithel getrennt. Daß die Zellen innerhalb der inneren Gefäßgeflechte die Bedeutung von „Drüsen“ haben könnten, die irgend etwas in das Lumen der Schwimmblase hinein. absonderten, kann demnach für völlig ausgeschlossen gelten. Endlich sind gewisse Zellen zu erwähnen, die in Haufen und Strängen, oder auch einzeln, der Schwimmblasenwand eingelagert sind; und zwar liegen sie entweder den Wundernetzen eng benach- bart oder frei im Bindegewebe; von diesen fallen besonders zwei Stränge auf, die am oberen Rande der inneren Geflechte, nach : =. abi Fig. J. Zellengruppen vom oberen seitlichen Rand der Schwimmblase (Freumise). 525:1. v größeres venöses Gefäß. Die übrigen Bezeichnungen wie zuvor. hinten noch etwas über diese hinaus, verlaufen; hier liegen sie teils in der äußeren Bindegewebsschicht, oft in der näheren Nachbar- schaft eines Nervenastes, teils (hinten) einwärts von der Längs- muskelschicht (Fig. J c) Die Zellen haben ein ziemlich dichtes, feinwabiges (mehr oder minder acidophiles) Plasma, das bisweilen einzelne Pigmentkérnchen oder wenige größere homogene acidophile Einlagerungen umschließt. Der Kern liegt meist exzentrisch, ist oft gestreckt, gekrümmt, hantelförmig oder sonst unregelmäßig ge- staltet; ob auch völlige Fragmentierung vorkommt, ist nicht sicher. Zwischen den Zellen ist ein zartes Bindegewebsgerüst vorhanden; zu Gefäßen stehen sie nicht in näheren Beziehungen. Wenngleich diese Zellen den inneren Gefäßgeflechten an einigen Stellen an- a Uber die respiratorische Schwimmblase von Umbra. 355 liegen und überhaupt nur ungefähr in der gleichen Region zu treffen sind, wo sich die Wundernetze verbreiten, so weichen sie von den . Zwischenzellen jener doch nach Struktur und Färbbarkeit gewöhn- lich beträchtlich ab. Es scheint aber, daß, wo die letzteren wenig ausgebildet, diese äußeren Zellanhäufungen um so reichlicher sind, und umgekehrt. Eine physiologische Deutung dieser Befunde kann vorderhand noch kaum versucht werden. Zu erwähnen bleibt, daß jederseits ein relativ sehr starker Vagusast zur Schwimmblase tritt, der sich am Ende des Luft- ganges in mehrere (wohl stets 3) Äste teilt (Fig. D »); von diesen liegt einer lateral, die anderen am oberen und unteren Rande der in- neren Gefäßgeflechte; und zwar liegen die Nerven im Bereich derselben proximal von ihnen, zum Teil auch einwärts von der Längsmuskulatur. Sie verteilen sich vermutlich nicht nur an dieser, sondern auch am Epi- thel; bisweilen sieht man Nervenästchen die Masse der inneren Gefiechte durchziehen. (Nach Der- Detail aus dem mittleren Teil der „Kopfniere“ (Zex- NEKA [p. 162] würden xur’sche Flüssigkeit). 500:1. pv perivenöse Zellen, bei Perca die Gasdrüsen- der Wand einer größeren Vene anliegend. ep Stränge ë € polygonaler Zellen. pi Pigmenthaufen. ly lymphoides zellen selbst von büschel- Gewebe. förmigen Endapparaten umgeben.) — Der Wurzel der paarigen, zur Schwimmblase tretenden Vagusäste liegen zahlreiche große Ganglienzellen an. Ich schalte hier einen kurzen Exkurs über die „drüsigen Körper“ ein, die HEcKEL u. Kner (s. 0. S. 346) neben dem Luftgang bemerkten. Sie können wohl nichts anderes sein als die lymphoiden Massen, die den Ursprung der hinteren Cardinalvenen umlagern (Fig. B—F). Mit der Schwimmblase oder der Atmung haben sie also direkt nichts zu tun. Sie sind von venösen Gefäßen reich durchzogen, unter denen aber der Hauptstamm der Cardinalvenen immer kenntlich ist. Sie enthalten vorwiegend Lymphzellen von geringer Größe (Fig. K /y) in einem zarten bindegewebigen Maschenwerk. Ferner fallen Bezirke auf, wo polygonale 356 M. RAUTHER, Zellen mit reichlicherem, dichtem und stark färbbarem (acidophilem) Plasma sich in gerüstartig kommunizierenden Zügen zusammenordnen, ohne jedoch Hohlräume zu umschließen. Ihr Kern ist kuglig, mit großem Nucleolus. Eine dritte Zellart zeichnet sich durch besondere Größe und helles zart-alveoläres Plasma aus; es sind die als „perivenöse Zellen“ be- ~ kannten (der Marksubstanz der Suprarenalkapseln homologisierten) Elemente, die der Wandung der weiteren Venen meist in zusammenhängenden Lagen folgen. Ihre oft etwas uneben begrenzten Kerne nehmen zum Teil kein Hämalaun, statt dessen saure Farbstoffe sehr reichlich an. Endlich sind rundliche Anhäufungen von dicht mit groben braunen Pigmentkörnern er- füllten Zellen allenthalben verteilt. Wie weit gewisse dieser Bestandteile auf Nierenreste zurückführbar, ist hier nicht zu erörtern; ob die erwähnten Stränge polygonaler Zellen den von HALLER (p. 764) bei Hsox beschriebenen „Überresten des Nierenganges“ entsprechen, deren selbständige Existenz AUDIGÉ (p. 472) leugnet, ist nach der fig. 39 des ersteren Autors nicht zu entscheiden. Sie sind auf den mittleren und axialen Teil der lymphoiden Massen beschränkt, während die perivenösen Zellen sich viel weiter nach hinten entlang den V. card. erstrecken. Von der Vorniere ist (auch bei A) das Glomus noch ziemlich gut erhalten (Fig. B); es sitzt der Aorta dicht hinter der Einmündung der vereinigten abführenden Kiemenarterien III und IV auf. Die zugehörigen degenerierten Kanälchen ziehen sich gegen das lymphoide Gewebe hin, enden aber blind. Bei den kleineren Tieren sind sie besser erhalten, bei einem waren sie in das lymphoide Gewebe zu verfolgen, wo noch einiger- maßen ihre Verbindung mit einem dünnen Epithelrohr erkennbar war, das neben den V. card. nach hinten zieht, aber auch die tätige Niere nicht erreicht. Diese entfaltet sich hauptsächlich erst hinter der Schwimmblase. Die rechte V. card. (die linke endet schon weiter vorn) nimmt in ihr axiale Lage, zwischen den Ureteren, ein. Auffallend war eine Gruppe von weiteren Kanälchen jederseits von der Aorta, etwa halbwegs zwischen der Niere und den vorderen Rudimenten, aber ohne Beziehungen zu beiden. Von den anatomischen Eigentümlichkeiten der Schwimmblase von U. interessiert zunächst die Vascularisierung. U. gehört zu den Fischen, bei welchen das arteriell-venöse Wundernetz in höherem Maße von den Gefäßauflösungen in der Schwimmblasenwand selbst unabhängig ist; zwar nicht so sehr wie in den Fällen, wo vor dem Eintritt in die Gasdrüse eine Wiedervereinigung der Wundernetz- sefäße zu wenigen größeren Arterien und Venen stattfindet (Anguilla), vielmehr ähnlich wie bei Syngnathus u. a. (vgl. hierüber WooDLAND, p. 188 u. 193). Auffallend ist das Vorhandensein des Wundernetzes überhaupt trotz des Mangels einer „Gasdrüse“. Die Regelmäßig- keit des Zusammenvorkommens beider legt geradezu die Annahme Über die respiratorische Schwimmblase von Umbra. 357 nahe, daß die Befunde bei Umbra von ähnlichen wie bei Physo- clisten abzuleiten seien. Für den hinteren respirierenden Teil der Schwimmblasenwand bei U. dürfte das Rete bedeutungslos sein, da er ja doch großenteils, wenn nicht ausschließlich, sein Blut aus Inter- costalarterien erhält. Ist die Leistung des Rete schon dunkel, wo eine epitheliale „Gasdrüse“ vorliegt, so bleibt sie es bei U. um so - mehr. — Wie schon erwähnt, ist der Blutzufluß aus Intercostal- arterien zum hinteren Teil der Schwimmblase eine allgemeine Regel. Nur bei Erythrinus und Sudis soll der respiratorischen Schwimm- blase außer durch die Abdominalarterie nach JoBERT (1878) auch durch vom Darm kommende Venen Blut zugeführt werden. | Ungewöhnlich ist bei U. dagegen der Blutabfluß aus der Schwimm- blase durch besondere Venen in den rechten D. Cuvieri. Infolge- dessen wird hier dem Herzen teilweise arterialisiertes Blut zugeführt und gemischtes in die Aorta ascendens entsendet. Das erstere Ver- halten teilt U. mit allen Schwimmblasenatmern, das letztere mit zahlreichen luftatmenden Teleosteern.!) Am engsten sind die Be- ziehungen der Schwimmblasenvene zum Herzen offenbar bei Gymn- archus, wo sie nach Hyrrn (1856, p. 11) „ohne mit irgend einer anderen Körpervene zu anastomosiren, in den linken D. Cuvieri übergeht“, während nach AssHETon sogar im Ventrikel das Schwimm- blasenblut vom Körperblut gesondert bleibt. Auch bei Sudis (Ara- paima) gigas, Erythrinus brasiliensis und E. taeniatus gehen nach JOBERT (1878, p. 5 u. 7) die Venen direkt zum Vorhof. Ferner gehören be- kanntlich die Holosteer hierher; nach Hyvkru (1852) entspringen die Schwimmblasenarterien von Lepidosteus „in großer Anzahl und in alternierender Stellung aus der ganzen Länge der Bauchaorta; — 1) Bei den Labyrinthfischen geht das Blut aus den Labyrinthorganen, bei Amphipnous aus den Atemsäcken, bei Ophiocephalus und Perioph- thalmus aus den respirierenden Rachenbezirken durch die Jugularvenen zum S. venosus, Abweichend verhalten sich nur Saccobranchus und Clarias, deren suprabranchiale Luftatmungsorgane genau wie die eigentlichen Kiemen in den Kreislauf eingeschaltet sind, und die funktionell noch nicht sicher zu bewertenden Kiemenschnecken von Heterotis und Lutodeira (vgl. RAUTHER 1910; daselbst weitere Literatur). Bei den Darmatmern scheint das Blut vom Mitteldarm allerdings stets in die Pfortader, also erst nach Durch- strömung der Leber zum Herzen zu gelangen (s. über Cobitis LORENT, 1878, p. 432, Monopterus Vouz, 1906, Callichthys, Doras, Loricaria und Hypostomus JOBERT, 1877—1878). Dagegen geht bei Ofocinclus (Lori- cariide) von dem als „Lunge“ funktionierenden Magen eine Vene direkt zum Venensinus (RAUTHER, 1911, p. 519). 358 M. RAUTHER, die eben so zahlreichen Venen münden in die Nierenvenen (RATHKE’S Cardinalvenen)“. Hyrrı’s Schluß, das so gespeiste Gefäßnetz sei „Kein respiratorisches“, ist durchaus nicht stichhaltig. Das Blut der Schwimmblase von Amia fließt in den linken D. Cuvieri ab (GooDkich, Cyclostomes and Fishes, 1909, p. 226). Diesen Befunden reiht sich der bei Umbra also unmittelbar an. Indessen darf der Wert derselben als Kriterium für die respira- torische Bedeutung der Schwimmblase auch nicht überschätzt werden. Denn einerseits können auch unzweifelhaft respirierende Organe, wie gewisse Mitteldarmbezirke der in Anm. 1 S. 357 genannten Fische, das regenerierte Blut auf dem Umweg durch die Leber zum Herzen schicken; andererseits besteht doch in vielen Fällen direkter Blutabfluß aus der Schwimmblase zum Herzen, wo über eine Atmungs- funktion jener bis jetzt nichts, oder jedenfalls nichts Sicheres, be- kannt ist. Es kann sich hier natürlich nicht um den Blutabfluß aus dem hinteren Schwimmblasenbezirk handeln, der ja bekanntlich in weitester Verbreitung durch Intercostalvenen vermittelt wird, sondern nur um Fälle, wo das ge- samte Schwimmblasenblut, auch das aus dem Vorderteil, in die nächste Nachbarschaft des Herzens geführt und zugleich der Weg durch die Leber unterdrückt wird. Ich nenne einige entsprechende Angaben. Heterotis ehrenbergi: Arterien Zweige der renales und intercostales, Venen zu den cardinales, teilweise intercostales (HYRTL, 1854, p. 82). Megalops cyprinoides: Vene zur cardinalis posterior (DE BEAUFORT, p. 528). In beiden Fällen mündet der kurze Luftgang ganz vorn in den Osophagus; bei H. ist die Schwimmblase ganz zellig, bei M. hat sie 4 schwammige Längsleisten. Besonders interessiert, daß bei Esox „einige Schimmblasenvenen“ sich mit den Genitalvenen vereinigen und in die cardinales ergießen, wogegen eine vom vorderen Schwimmblasenabschnitt zur Pfortader gehende Vene nicht nachweisbar wäre (EINSTMANN, p. 26, gegen ÜORNING, p. 24, und CoG&t, p. 555). — Bei Perca sollen sich allerdings ebenfalls Genital- und Schwimmblasenvenen, zu denen noch eine Magenvene kommt, zu einer V. coeliaca vereinigen, die „mit den miteinander verbundenen Cardinales post. und ant. den horizontalen Teil des D. Cuvieri entstehen läbt“.1) Endlich geht beim Aal die Hauptvene der Schwimmblase zwar zur Pfortader, die besondere Vene des (wahrscheinlich zur Veratmung des Schwimmblasengases beim Landaufenthalt dienenden) weiten Luftganges aber zum rechten D. Cuvieri (PAULY). Diese letzte Tatsache scheint doch wieder zu lehren, daß die mehr oder minder direkte Blutableitung zum 1) EINSTMANN, p. 10—11; widersprechend p. 29: die Schwimm- blasenvene beteilige sich an der Bildung des Pfortaderstammes —, was auch die Meinung CoRNING’s (p. 10) ist. Über die respiratorische Schwimmblase von Umbra. 359 Herzen zur respiratorischen Funktion eines Organs in naher Beziehung ist. Denn allen soeben aufgeführten Fällen gegenüber ist doch zu be- tonen, daß bei den wesentlich hydrostatischen Zwecken dienenden Schwimm- blasen von Physostomen und Physoclisten die Mündung der Venen, wenigstens der vom vorderen Schwimmblasenteil kommenden bzw. aus dem Wunder- netz hervorgehenden, in die Pfortader entschieden die Regel ist (vgl. CoRNING, über Cypriniden und Salmoniden auch EINSTMANN). Endlich einige Bemerkungen zu den histologischen Befunden. Über das Innenepithel der Schwimmblase an den nicht zu einer „Gas- driise“ differenzierten Bezirken wird fast für alle Teleosteer an- gegeben, es sei ein „Plattenepithel“, unter dem, mehr oder minder nahe, die Blutgefäße sich verzweigen. Nirgends aber wurden bisher intraepitheliale Capillaren gefunden; es ist also die Schwimmblase von Umbra wohl die erste, in der ein wirkliches respiratorisches Epithel nachgewiesen wird. So dürfen wir diese vascularisierte Zellenschicht wohl nennen, da sie in ziemlich ähnlicher Form bisher an allen an der Respiration beteiligten Bezirken oder Anhängen des Darms nachgewiesen wurde. !) Die „inneren GefäBgeflechte“ von U. nehmen etwa den Ort ein wie bei den Physoclisten die „Gasdrüse“, stehen auch in ganz gleichen Beziehungen wie diese zu dem arteriell-venösen Wunder- netz; nichtsdestoweniger sind sie mit jener nicht ohne weiteres zu identifizieren ; denn die echte „Gasdrüse“ ist ohne Zweifel ein epitheliales Organ, eine Verdickung oder Wucherung des Innenepithels ?); bei U. dagegen handelt es sich um ins Bindegewebe eingelagerte, an der Auskleidung des Schwimmblasenlumens nicht teilnehmende Zellen, auch ohne Kontinuität mit dem Schwimmblasenepithel. Steht nun U. mit dieser Bildung völlig allein? — Cornine (p. 30) spricht dem „zelligen Saum“ von Esox zwar ganz gleichen 1) So insbesondere in den Lungen (auch denen von Lepidosiren s. F. E. SCHULZE, in: STRICKER, p. 485); ferner im Magen von Ofocinclus (RAUTHER, 1911, p. 519), im Mitteldarm von Cobitis (JACOBS, CALU- GAREANU), in der Mundhöhle von Amphibien (MAURER u. A.) und Ophio- cephalus (RAUTHER, 1910, p. 526); sogar die Epidermis nimmt bei Anuren- larven (MAURER) und bei Periophthalmus diesen Charakter an. In den Schwimmblasen von Amia und Lepidosteus, weiche, wie die der Physo- stomen, in neuerer Zeit leider nie histologisch untersucht wurden, wäre wohl ähnliches zu erwarten. 2) Die Ansicht Cornine’s (p. 12), daß stets ein zartes Pflaster- epithel die Oberfläche der großzelligen Drüsen bedecke, diese also sub- epithelial lägen, darf: jetzt wohl als widerlegt gelten. 360 M. RAUTHER, Charakter zu wie dem — (doch wohl sicher epithelialen, s. unter anderem Woopnanp, p. 214) — von Perca, findet indessen zwischen den in 8—10 Schichten geordneten Zellen ein „feines Gerüst von Bindegewebe, in welchem edie letzten Verzweigungen der Wunder- netze liegen“, und zwischen diesem Gebilde und dem inneren Platten- epithel spärlich Gefäße enthaltendes Bindegewebe und eine Schicht glatter Muskelfasern. Hiergegen bemüht sich Cocer (p. 559) zu zeigen, daß der zellige Saum bei E. wirklich „ein mit dem inneren Epithel der Blase zusammenhängendes und von einer Verdickung desselben herrührendes Gebilde ist“; seine Figuren jedoch über- zeugen nicht recht, und Jacoss (p. 16) tritt wieder für die Trennung der Zellenmasse vom Epithel durch eine Muskelschicht und die Her- kunft jener „aus Bindegewebszellen“ ein. Wenn endlich auch DEINEKA (p. 155) meint, E. habe „recht gut entwickelte Drüsen“, und nicht nötig findet, irgendwelche Unterschiede Perca gegenüber hervor- zuheben, so bin ich doch überzeugt, daß beim Hecht Befunde vor- liegen, die von denen bei Fischen mit geschlossenem oder degene- riertem Schwimmblasengang bedeutend abweichen, und zwar in ähnlicher Art wie bei Umbra.!) Ob nun die Elemente der „zelligen Säume“ bei beiden immerhin embryonal epithelialer Herkunft, in ihrer Gesamtheit also etwa geradezu eine (durch die Muskulatur?) von ihrem Ursprungsort abgedrängte ,Gasdrüse“ sind oder ob ihre Ausbildung im Bindegewebe indirekt durch das Schwinden dieser bedingt ist, muß vorläufig dahingestellt bleiben.?) Ist nun unsere Ansicht über den Hecht richtig, so gibt es vielleicht in der Tat keinen einzigen Teleosteer mit wegsamem Luftgang, der eine echte epitheliale „Gasdrüse“ besäße.?) Sollte sich aus dieser 1) Aus eigner Anschauung kann ich. bestätigen, daß zwischen die Zellenmasse und das Innenepithel sich Bindegewebe und Muskulatur, letztere allerdings nicht in der Mächtigkeit wie im hinteren Schwimmblasenbezirk, einschieben. In diesem scheint wie gewöhnlich Plattenepithel vorhanden. Merkwürdig ist, daß die der äußeren Muskelschicht von U. entsprechende Hülle bei Æ. rein fibrös ist, während die innere sich hier in eine Längs- und eine Ringfaserlage sondert. 2) Noch sei auf eine Bemerkung CORNING’s (p. 38) verwiesen, wo- nach sich bei Cyprinus carpio zwischen den Wundernetzen der hinteren Schwimmblasenwand (die ja ebenso „rätselhafter“weise wie die zelligen Säume der Esociden keinen direkten Kontakt mit dem Innenepithel haben), vereinzelte Zellen finden, die Verf. zwar für Ganglienzellen hält, die aber vielleicht eher denen ee Säume entsprechen môchten. 3) Über einige Gruppen, wie die Galaxiiden, fehlen noch genauere Über die respiratorische Schwimmblase von Umbra. 361 Feststellung nichts für die Theorie des Gaswechsels in der Schwimm- blase lernen lassen? Bei den Stören, den Salmoniden, Clupeiden und anderen Malacopterygiern kommen nirgends „rote Körper“ (Wundernetze) vor (DE BEAUFORT, p. 584); bei den Siluriden, Cypri- niden und Verwandten wurden ebenfalls diese oder „Gasdrüsen“ nie gefunden. Da aber diese Physostomen (wahrscheinlich mit nur wenigen Ausnahmen) imstande sind, ihre Schwimmblase bei zu- nehmendem Druck stärker oder, nachdem jene etwa künstlich evakuiert worden, neu zu füllen (allerdings recht langsam, vgl. Hürxer, p. 60) — und zwar ohne direkte Luftaufnahme, durch Abscheidung des Gases, worunter mehr oder minder 0, aus Körperflüssiekeiten —, so folgt mindestens, daß die „Gasdrüse“ kein schlechthin zur Gasabsonderung unentbehrliches Gebilde ist und, wenn sie schon an dieser irgendwie teilnimmt, sie doch eben nicht allein besorgt. Möglicherweise ist ihre eigentliche Leistung die Beeinflussung des Schwimmblasengases den (bei Physostomen und Physoclisten bekanntlich beträchtlich ver- schiedenen) Mengenverhältnissen seiner Bestandteile nach.!) Nichts- destoweniger muß die „Gasdrüse“ entschieden als ursprünglicher Besitz der Schwimmblase gelten und, wo sie vermißt wird, Reduk- tion angenommen werden. Diese fällt nun bemerkenswerterweise zusammen mit der dauernden Erhaltung des embryonalen Ver- bindungsganges mit dem Schlunde, eines Organs, das nunmehr allen- falls Gasabgabe, aber nur in relativ wenig Fällen die Füllung der Blase mit Luft von außen her gestattet. Eine wichtige Stufe Daten. Bei den Cyprinodonten, die BOULENGER zwar zu den Haplomi rechnet, ist eine Gasdrüse vorhanden (REIS), der Luftgang degeneriert aber früh. Der Aal, bei dem das gesamte Innenepithel einigermaBen driisigen Charakter hat, ist schwerlich eine Ausnahme: der Behauptung, daB der Ductuseingang fiir Luft nicht passierbar sei (JAGER), stehen zwar entgegengesetzte gegeniiber (THILO, HAEMPEL); jedenfalls ist aber die Mündung in den Schlund äußerst verengt (JACOBS, p. 10), und mit dieser noch nicht völligen Obliteration korrespondiert hier sehr wohl ein sehr niederer Differenzierungsgrad des drüsigen Epithels. Es blieben Scopelus benoiti und Gonostoma denudatum als Physostomen mit Epithelkörper (CoegI, in: Mitth. zool. Stat. Neapel, Vol. 7, 1887, p. 393), falls nicht nähere Angaben über dessen Lage, Wegsamkeit des Luftganges usf. auch diese Ausnahmen wieder einschranken. 1) Wenn die Schwimmblase von U. kein Gas aus dem Blute enthält, so fragt es sich noch, ob hierfiir der besondere Zustand bzw. Mangel der »Gasdrüse“ oder nicht vielmehr das durchaus eigenartige Verhalten der Getäße zum Epithel im hinteren Bezirk verantwortlich zu machen ist. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 24 362 M. RAUTHER, in diesem Rückbildungsprozeß scheinen die Esociden (Esox, Umbra) anzuzeigen; stärker sind von demselben offenbar die Cypriniden, Siluriden u..a. betroffen.” Ich gehe auf die vergleichende Anatomie der Schwimmblase hier nicht näher ein, obwohl dieselbe bereits manche Argumente liefert, die gegen einen „primitiven“ Charakter der einfachen, vorn in einen kurzen offenen Ductus sich fortsetzenden Schwimmblasen sprechen. Das Einfache ist eben auch hier durchaus nicht das Ursprüngliche. Über die respiratorische Schwimmblase von Umbra. 363 Literaturverzeichnis. AUDIGÉ, J., Contribution à l'étude des reins des poissons téleostéens, in: Arch. Zool. expér. (5), Vol. 4, 1910. DE BEAUFORT, L. F., Die Schwimmblase der Malacopterygii, in: Morphol. Jahrb., Vol. 39, 1909. CALUGAREANU, D., Die Darmatmung von Cobitis fossilis L. LI. Uber den Bau des Mitteldarms, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 118, 1907. II. Uber den Gaswechsel, ibid., Vol. 120, 1907. CoGGI, A., Über den epithelialen Theil der sog. Blutdriisen in der Schwimm- blase des Hechtes (Hsox lucius), in: Morphol. Jahrb., Vol. 15, 1889. Cornine, H. K., Beiträge zur Kenntnis der Wundernetzbildungen in den Schwimmblasen der Teleostier, ibid., Vol. 14, 1888. CUVIER et VALENCIENNES, Histoire naturelle des Poissons, Vol. 19, 1846. DEINERA, D., Zur Frage über [!| den Bau der Schwimmblase, in: Z. wiss. Zool., Vol. 78, 1905. EINSTMANN, J. W., Uber das Venensystem der einheimischen Teleosteer, in: Arch. Naturgesch., Abt. A, Jo. 79, 1913. HAEMPEL, O., Hiniges zur Anatomie und Physiologie der Schwimmblase beim Aal und beim Renken, in: Zool. Anz., Vol. 34, 1909. HALLER, B., Zur Phylogenese des Nierenorganes (Holonephros) der Knochen- fische, in: Jena. Ztschr. Naturw., Vol. 43, 1908. HECKEL und KNER, Die Süsswasserfische der östreichischen Monarchie, 1858. HÜFNER, G., Zur physikalischen Chemie der Schwimmblasengase, in: Arch. Anat. Physiol., physiol. Abt., Jg. 1892. Hyerz, J., Uber die Schwimmblase von Lepidosteus osseus, in: SB. Akad. Wiss. Wien, math.-nat. Cl., Vol. 8, 1852. —, Beitrag zur Anatomie von Heterotis, in: Denkschr. Akad. Wiss. Wien, Vol. 8, 1854. —, Anatomische Mitteilungen über Mormyrus und Gymnarchus, ibid., Vol. 12, 1856. - 24% 364 M. Ravruer, Über die respiratorische Schwimmblase von Umbra. Jacos, CHR., Über die Schwimmblase der Fische. Inaug.-Diss. Tübingen, 1898. e JOBERT, Recherches pour servir à l’histoire de la respiration chez les poissons, in: Ann. Sc. nat. (6), Zool, Vol. 5, 1877; Vol. 7, 1878. JORDAN and EVERMANN, The “Fishes of North and Middle America, Vol. 1, 1896. KIRTLAND, J. P., Descriptions of four new species of Fishes, in: Boston Journ. nat. Hist., Vol. 3, 1841. KÖHLER, W., Hundsfische, in: Blätter Aquar.- u. Terrarienk. 1907, No. 46—48. LORENT, H., Über den Mitteldarm von Cobitis fossilis, in: Arch. mikrosk. Anat., Vol. 15, 1878. Mark, E. L., Studies on Lepidosteus, in: Bull. Mus. comp. Zool. Harvard Coll V/012 10/1890; RAUTHER, M., Die akzessorischen Atmungsorgane der Knochenfische, in: Ergebn. Fortschr. Zool., Vol. 2, 1910. | —, Beiträge zur Kenntnis der Panzerwelse, in: Zool. Jahrb., Vol. 31, Anat., 1911. Reis, K., Weitere Beiträge zur Kenntnis der Gasdrüse bei den Knochen- fischen, in: Bull. Acad. Sc. Cracovie, 1906. THILO, O., Die Luftwege der Schwimmblasen, in: Zool. Anz., Vol. 30, 1906. Vorz, W., Die Circulations- und Respirationsorgane von Monopterus : javanensis Lac., in: Zool. Jahrb., Vol. 23, Anat., 1906. WoopLAND, N. F., On the structure and function of the gas glands and retia mirabilia associated with the gas bladder, etc., in: Proc. zool. Soc. London 1911, Part 2. Nachdruck verboten. Ubersetzungsrecht vorbehalten. Uber ,reflexarme“ Tiere. IV. Die Holothurien. Erste Mitteilung. Die Holothurien als hohlorganartige Tiere und die Tonusfunktion ihrer Muskulatur. Von Hermann Jordan (Tiibingen — Utrecht). (Aus der physiologischen Abteilung der Zool. Station zu Neapel.) Mit 9 Abbildungen im Text. Inhaltsübersicht. Seite I. Einleitung . . . Ay ea a a II. Anatomische inführung DE NER BERNER UE az Ne Niloememes . . 2. ln. ; À . 375 B. Genauere Beschreibung derjenigen One die im Le eingehender untersucht werden . . + . . . . . . . 9577 eier Muskeln. a, 0 Keen ER ie se he DE 2. Das Nervensystem . . . ts 3) 7S) 3. Die Sinneszellen und die Nez den one 5-1 AVES) III. Experimenteller Teil . . . 381 A. Welche Rolle spielen die Macken a Basted de Wand eines „Hohlorgans“? Kommt den Längsmuskelbändern Tonus- funktion zu Sn. Se al 366 2. 3. HERMANN JORDAN, . Der schlaffe” Längsmuskel à a) Die Reaktion auf Belastung . b) Entlastung nach Belastung Der tonische Läugsmuskel Zusammenfassung und Beantwortung unserer "Brace B. Die Haut der Holothurien Il, 2. Der Bau der Holothurienhaut 2 seen a ee Die Haut der Holothurien als Bestandteil eines hohl- organartigen Systems CO 8.2; a) Die Haut wird durch mia del b) Das Verhalten der Hautfasern Farbstoffen hen c) Entlastung nach Belastung zur Bene der a in der medline Haut ee . d) Versuche mit Giften und ne . ct) Injektion von Gift in die ee 6) Vergiftung ausgeschnittener Hautstücke y) Wirkung von Wärme S 5 Miguel lege durch Kokain mad de ers Hess Erscheinung zum Verschleimungsprozeß der Haut. e) Die Reizbarkeit der Holothurienhaut . a) Essigsäure. . à : 6) Elektrische Bone y) Wärmereize 5 0) Mechanische letze Wirkung von Kokain auf die ee hc madheninoe Reize €) Die Wirkung von ne un dn iene der Hautfasern . IV. Zusammenfassung und Diskussion unserer Borne à Dan A. Sind die Hautfasern der Holothurien als Muskelfasern an- zusehen? a es B. Das Hartwerden ase een C. Holothurienmuskeln und Holothurienhaut in ihrem nen wirken . © 1. Erzeugung des on ER 2. Die Haut der Holothurien be Don “pilex maine zunahme 3. Die Haut der Holothurien hea Dandie oder Füllung abnahme 5 Die LA AE der aut . auch S. 392. Seite 382 382 384 390 392 396 396 397 398 400 400 404 404 405 406 406 411 411 414 A14 416 418 419 421 421 422 424 425 426 427 429 Uber „reflexarme“ Tiere. 367 I. Einleitung. Im Frühjahr 1913 hatte ich Gelegenheit zu einem längeren Aufenthalt an der Zoologischen Station zu Neapel. Ich teile hiermit die erste Reihe von Ergebnissen meiner dortigen Untersuchungen mit. Ermöglicht wurde der Aufenthalt dadurch, daß mir von seiten des Kgl. Württembergischen Ministeriums des Kirchen- und Schulwesens ein Arbeitsplatz an der Station sowie eine namhafte finanzielle Unterstützung zuerkannt wurde. Ferner gewährte mir die Kgl. Preußische Akademie der Wissenschaften die für solch eine Reise weiterhin notwendigen Mittel. Ich freue mich auch an dieser Stelle öffentlich meinen Dank für solch freigiebige Unterstützung meiner wissenschaftlichen Bestrebungen ausdrücken zu dürfen. Auch die Verwaltung der Zoologischen Station sowie die Herren Prof. Burıan und Cerurtı haben mich in weitgehendstem Maße verpflichtet. Beiden letztgenannten Herren für alle Hilfe, für alle Zeit, die sie mir opferten, nach Gebühr zu danken, bin ich nahezu außerstande. Man kann die Metazoen mit Bezug auf ihre Organe der Orts- bewegung in 2 große Gruppen einteilen. Es sind das Gruppen, die sich prinzipiell voneinander unterscheiden und unter welche, sei es unter die eine oder die andere, sich fast alle, ja vielleicht alle Metazoen subsumieren lassen. Wir können nämlich unterscheiden zwischen 1) Hebeltieren und 2) hohlorganartigen Tieren. Zu den Hebeltieren gehören z. B. die Wirbeltiere und Arthro- poden. Sie haben hebelartige Extremitäten mit antagonistisch wirkenden Muskeln: Beugern und Streckern. Zu den hohlorganartigen Tieren gehören z. B. die Actinien, die Schnecken, Muscheln, Ascidien und die Ordnung, die uns im Folgenden beschäftigen wird, die Holothurien.’) Diese Einteilung ist um so wichtiger, als auch die Organisation des zentralen Nervensystems je nach der Zugehörigkeit zu einer unserer beiden Gruppen bei den erwähnten Tieren verschieden ist. Die ,,hohlorganartigen“ Tiere habe ich früher ?) unter dem Namen 1) Ich bin mir der Schwierigkeit dieser Einteilung voll bewußt und beschränke sie vorderhand auf die typischen Formen! 2) JORDAN, H., Über reflexarme Tiere. I., in: Ztschr. allg. Physiol., Vol. 7, 1907, p. 85; II., ibid., 1908, Vol. 8, p. 222; s. auch Ztschr. 308 HERMANN JORDAN, „Reflexarme“ zusamfhengefaßt, aus Gründen, auf die ich erst in der zweiten Mitteilung eingehe, und ich konnte an den Crustaceen *) zeigen, daß das Zentralnervensystem dieser Hebeltiere ganz anders funktioniert als dasjenige der „Reflexarmen“. Wie schon die Bezeichnung „Hohlorganartige“ sagt, ist das Be- wegungssystem dieser Tiere nur zu verstehen, wenn man sie mit unseren Hohlorganen vergleicht. » Tiere, die Hohlorganen zu vergleichen sind“, was heißt das? Tiere ohne Skelet, das bei der Lokomotion Hebeldienste leistet. Tiere, die nichts sind als eine flüssigkeitserfüllte Blase und die als solche frei im Wasser oder gar in der Luft leben. Die Wand der Blase besteht unter anderem aus glatten Muskelfasern, die min- destens in Ring- und Längsrichtung angeordnet sind. Diese Muskeln müssen eine Reihe besonderer Eigenschaften haben, soll die „Blase“ den an sie gestellten Anforderungen genügen. Ein Hebel mit zweckentsprechender Muskulatur ist ein so einfaches Bewegungs- system, daß wir an ihm die meisten Bewegungen ohne weiteres (mechanisch) zu verstehen imstande sind. Die Leistungen der Muskelwandungen flüssigkeiterfüllter Blasen sind viel komplizier- terer Natur: soll hier eine Muskelverkürzung dem Tiere nützen, so müssen Bedingungen geschaffen werden, welche die Stützfunktion des Hebels der anders eingerichteten Tiere ersetzen; denn eine Be- wegung ohne Stützpunkt ist sinnlos. Solch ein Stützpunkt an einer Flüssigkeitsblase ist nur durch Druck, durch den Turgor dieser Blase zu erzielen.”) Wie eine unter Druck befindliche Flüssigkeits- säule einen allseitig beweglichen Hebel für die Locomotion ersetzen kann, das zeigen ja schon die Ambulacralfüßchen der Seesterne. Wir wollen hier nicht die Bewegung der durch ein „Flüssigkeits- Biol., Vol. 41, 1901, p. 196; Arch. ges. Physiol., Vol. 106, 1905, p. 189; Vol.2110,21905,7p. 533. 1) JORDAN, H., Die Leistungen des Gehirnganglions bei den krebs- artigen Tieren, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 131, 1910, p. 317. Man beachte, daß die Seeigel und wohl auch teilweise die Medusen, die man nicht zu den hohlorganartigen Tieren rechnen kann, doch zu den „Reflex- armen“ gehören dürften. Auch die Tintenfische lassen sich nicht ohne weiteres einreihen. 2) Wir beschränken unsere Betrachtung auf die Vorgänge an der ganzen „Blase“. Ich habe bei Aplysia früher (in: Ztschr. Biol., 1901, p. 196) gezeigt, daß Teile der Körperwand, sich von dem Rest abschließend, einen besonderen Druck im eigenen Lacunensystem erzeugen und dadurch zum Stützpunkt lokaler Bewegungen werden können. Uber „reflexarme“ Tiere. 369 skelet“ gestützten Muskeln studieren. Hingegen soll uns im Folgenden die Erzeugung und die Regulierung des Druckes beschäftigen, der aus dem Inhalt unserer „Blase“ ein skeletartiges Stützorgan für die Be- wegungen der Blase macht. Der Druck (Turgor) im Innern einer Blase wird durch ihren relativen Füllungsgrad bedingt, d. h. durch ein bestimmtes Ver- hältnis zwischen Flüssigkeitsmenge im Innern und der Oberfläche der Hülle. Wir wollen uns eine dünnwandige Blase vorstellen, die in vollem Zustande Kugelform hat. Lassen wir aus der Blase Flüssigkeit austreten, so entsteht nicht, wie in einem Gefäß mit fester Wand, ein leerer Raum, sondern die Kugel flacht sich, der Schwere folgend, von oben nach unten zu ab; die Kugel schließt ja bekanntlich bei kleinster Oberfläche den größten Raum ein. Je mehr also die Blase sich von der Kugelform (durch Abflachung) ent- fernt, desto geringer ist die Flüssigkeitsmenge, die hinreicht, um ihren Raum auszufüllen. Wir unterscheiden also zunächst zwei Zustände in der Blase: entweder sie enthält das Maximum an Flüssigkeit, und dann hat sie Kugelform; oder sie enthält weniger Flüssigkeit und ist dann mehr oder weniger abgeflacht. Ein dritter Zustand ist denkbar, wenn die Wand der Blase elastisch ist, z. B. aus Gummi besteht; dann kann ich durch entsprechenden Druck mehr Flüssigkeit in die Blase pressen, als sie bei normaler Kugelform aufzunehmen ver- mag. Hierbei dehnt sich die Wand und gewinnt dadurch an Spannung. Wir können nach den drei Zuständen dreierlei Drucke in der Blase unterscheiden. In den beiden erstgenannten Zuständen wird nur von der Flüssigkeit (durch ihr Gewicht) ein Druck auf die Blasenwand ausgeübt. Auf die Einheit der Blasenwandfläche wird dieser Druck um so größer sein, je höher die Flüssigkeits- menge steht, d.h. je mehr die Blase sich der Kugelform nähert. Hat sie diese letztere angenommen, so hat auch der Flüssigkeits- druck sein Maximum erreicht. Zu diesem maximalen Flüssigkeits- druck müssen wir bei der überfüllten Blase, mit gedehnter elasti- scher Wand, noch denjenigen Druck rechnen, den die Wand durch ihre Spannung auf den Blaseninhalt ausübt. Ganz gleich liegen die Dinge bei Blasen, die nicht Kugelform, sondern eine beliebig andere Gestalt haben. Stets entspricht einer maximalen Füllung eine bestimmte Form, bei der der Raum der Blase am größten ist und zugleich der Flüssigkeitsdruck in ihrem Innern das Maximum 370 HERMANN JORDAN, erreicht. Wir wollen in den folgenden Ausführungen eine Blase, welche mit der entsprechenden Flüssigkeitsmenge gefüllt, diese Form angenommen hat, als „vollkommen gefüllt“ bezeichnen. Wie liegen diese Dinge nun bei der lebenden Blase, beim Hohl- organ oder den hohlorganartigen Wirbellosen? Die Wand dieser Gebilde besteht, wie wir hören, aus Muskulatur. Die Muskulatur soll sich bewegen und bedarf dazu eines Stützpunktes. Nehmen wir nun an, das hohlorganartige Tier sei nicht „vollkommen gefüllt“. Nun wird jede Muskelverkürzung eine Verringerung der Gesamt- oberfläche des Tieres bedingen und es dem „vollkommen gefüllten“ Zustand näher bringen; denn solange dieser Zustand noch nicht er- reicht ist, geht eine Verkleinerung der Hautoberfläche vor sich, ohne nennenswerten Widerstand zu finden.!) Die Bewegung der Muskeln würde also dem Gesamttiere z. B. keinerlei Locomotion ver- schaffen. Ist der Zustand vollkommener Fülle aber erreicht, so kann eine Gesamtverkleinerung der Oberfläche nicht mehr stattfinden. Jede einseitige Muskelverkürzung muß mit einer entsprechenden Dehnung einer anderen Stelle der Wand einhergehen. Das ist aber die Grundlage der Bewegung aller hohlorgan- artigen Tiere Ringmuskelverkürzung z. B. bedingt Dehnung des Tieres in der Längsrichtung. Man denke auch an die Ambulacral- füßchen der Seesterne, bei denen Verkürzung der Längsmuskeln einer Seite eine Dehnung der Längswand entgegengesetzter Seite nach den soeben erörterten Prinzipien bedingt: das heißt, der Fuß beugt sich nach der verkürzten Seite. Beugung, Vorstreckung unter Erection und Zurückziehung unter Entleerung sind aber die wichtigsten Bewegungs- erscheinungen, die man an den Füßchen wahrnehmen kann. Für uns ergibt sich aus dem Gesagten zunächst folgendes: soll eine Muskelverkürzung dem Tiere oder einem Teile seines Körpers eine Bewegung verleihen, so muß das Tier zuvor im Zustande des „vollkommenen Erfülltseins“ verkehren. So kommt es denn, daß wir die Tiere (fast) stets im Zustande des „Turgors“ finden. Dabei bedeutet Turgor hier ganz etwas anderes als bei den Pflanzen, bei denen in den einzelnen Zellen ein Überdruck von vielen Atmosphären herrscht. Bei unseren Tieren genügt es, 1) Bei Landtieren ist der Widerstand gleich der Zunahme des inneren Flüssigkeitsdruckes, nach Maßgabe der Zunahme der Höhe der Flüssigkeit. Bei Wassertieren fällt auch dieser Widerstand fort. Uber ,reflexarme“ Tiere. 371 wenn das Körperinnere „vollkommen“ mit Flüssigkeit erfüllt ist. Dem Landtiere verleiht dann der Flüssigkeitsdruck die Konsistenz. Beim Wassertier wird selbst dieser Druck durch den Gegendruck des Mediums ausgeglichen. Nichtsdestoweniger aber genügt das „vollkommene Erfülltsein“ als Turgor auch dem Wassertier! Solange keine Kraft vorhanden ist, die bestrebt ist, seinen Körper zu defor- mieren, genügt die Füllung zur Beibehaitung der Körperform und zur Ermöglichung der Beweguug. Jeder Versuch eines äußeren Agens, die Gestalt des Tieres zu verändern, trachtet (solange die Körperwand sich nicht ohne weiteres dehnen läßt) seinen Innen- raum relativ zu verkleinern und erzeugt damit Druck und Wider- stand. Wir wollen mit dem Gesagten nicht die Möglichkeit eines durch die Körperwand erzeugten dauernden Überdruckes im Innern solcher Tiere leugnen. Es sollte zunächst nur das Mindestmaß des notwendigen Turgors festgestellt werden. Wir werden aber sehen, daß aller Wahrscheinlichkeit nach der normale Druck sich nicht nennenswert über dieses Minimum erhebt. Wenden wir uns nun den Eigenschaften der Muskeln zu, welche die Wand eines Hohlorgans oder eines analog organi- sierten Wirbellosen bilden und auf Grund welcher Eigenschaften sie die oben dargetanen Bedingungen ermöglichen können. | 1. Da die Tiere normalerweise im Zustand voll- kommener Füllung verkehren, so müssen die Muskeln imstande sein, dauernd einen ganz bestimmten Ver- kürzungsgrad beizubehalten. Es handelt sich dabei in der Tat um einen relativen Verkürzungsgrad spezifisch muskulärer Natur, da, wie wir ja schon hörten, jede Bewegung an unserem Blasensystem aus einem Wechselspiel zwischen Verkürzung auf der einen und Dehnung auf der anderen Seite besteht. Die Muskeln dürfen also niemals im Zustande größter Länge verkehren. Die Muskeln müssen während ihrer Dauerverkürzung einer passiven Dehnung soviel Widerstand entgegensetzen, daß die Form, die vollkommenem Füllungsgrad entspricht, nicht verloren gehen kann, d. h. bei Landtieren müssen sie mindestens dem Flüssigkeitsdruck im Innern des Tieres die Stirn bieten. Bei Wassertieren müssen sie jenen kleinen Druckzunahmen gewachsen sein, die entweder durch lokale Bewegungen oder durch äußere Einflüsse bedingt werden, die eine Formveränderung des Tieres herbeizuführen be- strebt sind. 2. Die uns beschäftigenden glatten Muskeln müssen 312 HERMANN JORDAN, durch entspreckend große Kräfte dehnbar sein; ihren soeben besprochenen Widerstand müssen sie solchen Kräften gegenüber aufzugeben imstande sein. Wir deuteten das schon an, als wir die Bewegung der in Frage stehenden Tiere als ein Wechselspiel von Verkürzung und Dehnung definierten. Wir wollen jetzt eine viel größere Beanspruchung ihrer Dehnbar- keit besprechen. Es ist eine Tatsache, daß alle Hohlorgane und hohlorganartigen Tiere große Schwankungen des Inhaltes aufweisen können. Man denke z. B. an die Harnblase, den Magen und den Uterus der Säugetiere. Aber auch für unsere Wirbellosen trifft das zu: die Landschnecken trocknen leicht aus und füllen sich um- gekehrt, wenn man sie in Wasser legt, auf osmotischem Wege enorm mit Wasser. Die Holothurien, mit denen wir uns in dieser Arbeit beschäftigen werden, saugen große Seewassermengen mit Hilfe ihrer „Cloake“ in ihren Körper (Wasserlunge) und können umgekehrt entsprechende Mengen wieder von sich geben. Bei der Wasser- aufnahme durch diese Tiere oder der Füllung von Blase und Magen beobachten wir nun eine sehr ausgiebige Dehnbarkeit der die Wand des Organs oder des Tieres bildenden Muskulatur. Wir können auch einen Streifen solch einer Muskelwand ausschneiden und mit hinreichend schweren Gewichten belasten: dann geben die Muskeln dieser Überlast durch langdauernde, langsame Dehnung nach, stets durch die Langsamkeit des Nachgebens dokumentierend, daß ein Widerstand in ihnen durch die Last überwunden werden muf. 3. Bei diesem Nachgeben einer Überlast gegenüber zeigen die glatten Muskeln eine auffällige Besonderheit. Wenn wir einen elastischen Faden dehnen, so nimmt dabei seine Spannung zu; denn, lassen wir einen gedehnten Gummifaden los, so zieht er sich wieder zusammen, bis er (annähernd) so kurz ist, wie er vor unserem Ein- eriff war. Der glatte Muskel läßt sich dehnen, ohne daß seine innere Spannung (nennenswert) zunimmt. „Mosso u. PELLACANI !) . . . zeigten zuerst die... Tatsache, daß die Harn- blase des Menschen und des Hundes in ihrem Innern (von dem Flüssigkeitsdruck natürlich abgesehen) etwa einen Druck von Null aufweist, mag sie voll oder leer sein... Denken wir uns eine Blase von Kautschuk, so ist es klar, daß mit der Ausdehnung dieser Blase durch größere, sie füllende Flüssigkeitsmengen ihr Innendruck 1) Mosso, A. et PELLACANI, Sur les fonctions de la vessie, in: Arch. ital. Biol., Vol. 1, 1882, p. 97, 291. Nach vy. GRÜTZNAR. Über ,reflexarme“ Tiere. 373 immer größer und größer würde. Ganz dasselbe würde auch mit einer anderen Blase aus jeglichem uns bekannten Material, lebendem oder totem, stattfinden; denn all dieses Material ist mehr oder weniger elastisch, d. h. sucht mit um so größerer Kraft seine alte Gestalt wieder zu gewinnen, je weiter es — innerhalb gewisser Grenzen durch entsprechend stärkere Kräfte — aus seiner Gleichgewichtslage entfernt worden ist. Nur der glatte Muskel macht hiervon eine merk- würdige Ausnahme.“ 1) Die Muskeln unserer Wirbellosen zeigen ganz analoges Ver- halten. Ich?) habe das allerdings auf anderem Wege gezeigt als Mosso u. PEzLACANI, nämlich durch Belastung. Würde der Muskel bei passiver Dehnung durch Last an Spannung zunehmen, so müßte zweierlei hiervon die Folge sein. 1. Es würde nach kurzer Dehnung die Spannung so groß geworden sein, daß der Muskel nunmehr das Gewicht zu tragen vermöchte, ohne sich weiterhin dehnen zu lassen, zumal wir mit recht kleinen Lasten zu experimentieren pflegen; 2. würde nach Entlastung der Muskel sich annähernd zur früheren Länge zusammenziehen. Beides trifft nicht zu, wie wir das auch im Laufe dieser Untersuchung sehen werden. Da wir noch ein- sehend auf diese Dinge zurückkommen müssen, so will ich mich mit diesen Andeutungen begniigen.*) Also auch bei Wirbellosen dürfte der Innendruck trotz. verschiedenen Füllungsgrades konstant und etwa gleich Null) sein. 4. Neben diesen mehr passiven zeigen naturgemäß die uns be- schäftigendeu Muskeln auch aktive Eigenschaften. Sie können sich verkürzen. Dadurch besorgen sie die Ortsbewegung der Tiere u. a.m. Doch diese Verkürzungsmöglichkeit hat noch eine andere Bedeutung, die uns zwingt, uns mit ihr zu beschäftigen, hier, wo wir doch nur die Muskeleigenschaften im Verhältnis zum Innen- 1) v. GRÜTZNER, P., Die glatten Muskeln, in: Ergebn. Physiol., Jg. 3, Abt. 2, 1904, p. 12 (auf p. 75). 2) Erstmalig bei Helix, in: Arch. ges. Physiol} Vol. 106, 1904, p- 189. 3) In einer größeren Arbeit über Aplysia, die demnächst erscheint, habe ich noch einmal gründlich auf diese Dinge einzugehen. Ich sehe daher hier davon ab, darzutun, daß der Muskel, der sich ohne Spannungs- zunahme dehnen läßt, hierbei tatsächlich etwas an innerem „aktiven Zu- stand“ einbüßt. 4) Daß der Innendruck annähernd — Null ist, kann ich dadurch wahrscheinlich machen, daß bei Belastung schon ganz geringfügiges Gewicht dem Muskel gegenüber als ,Uberlast“ wirkt. 374 HERMANN JORDAN, drucke kennen lerıfen wollen. Wenn sich die Blasenmuskulatur bei erschlafften Sphincteren zusammenzieht, so entleert sich der Harn. Wir wollen annehmen, daß dieses teilweise geschehen ist. Nunmehr umschließt die Muskelwand in gleicher Weise die kleine Flüssigkeitsmenge, wie sie früher die größere umschloß. Die Kon- traktionsspannung hat aufgehört, der Innendruck ist wieder normal, nämlich = Null; aber aufs Neue sorgt die Muskelwand durch Dauer- verkürzung und Widerstand gegen die passive Dehnung für Bei- behaltung der „vollkommen gefüllten“ Form. Wir schließen daher mit v. GRÜTZNER: „Die kontraktile Faserzelle muss . . ., mag sie lang oder kurz sein, die Eigenschaft besitzen, in jeder beliebigen Lage still zu stehen und die Spannung Null anzunehmen. Diese staffelweise innere Stillstellung der kontraktilen Faserzelle, welche ich zurzeit annehmen muß, erklärt dann in einfacher Weise, dass in einem grossen oder kleineren (gefüllten) Hohlorgane der Druck Null bestehen kann trotz verschiedener Länge der einzelnen Muskel- zellen“ (p. 78—79). 1) 1) Es sei hier erwähnt, daß man versucht hat, die Dehnbarkeit ohne Spannungszunahme, deren die glatten Muskeln fähig sind, durch eine Ver- schiebung der einzelnen Muskelzellen aneinander vorbei zu erklären. Hs entsteht in der Tat bei der Dehnung aus der dicken verkürzten Muskel- schicht, emes Froschmagens etwa, eine lange, dafiir diinne Lage von Zellen, in der nebeneinander viel weniger Elemente liegen als in der dicken, un- gedehnten Wand. Es ist ohne weiteres klar, wie ein System, das solch eine teleskopartige Verschiebung zuläßt, gedehnt werden kann, ohne daß die Spannung in ihm zunimmt. Allein, wir gewinnen durch diese Vor- stellung für unsere Zwecke gar nichts. Hatten wir bislang das allgemein physiologische Problem der Kontraktilität von Muskelzellen und ihres Widerstandes gegen die Ausdehnung, so käme hier ein neues Problem hinzu, die Verschiebung der Fasern aneinander vorbei unter gleichem Effekt: nämlich Widerstand gegen die Ausdehnung und vor allem aktive Wiederherstellung des verkürzten Zustandes. Das heißt, unter Kraftaufwand müssen die Zellen aneinander vorbei (auseinander) gezogen werden. Dann aber zeigen sie keine Neigung, sich ohne weiteres wieder nebeneinander zu legen (Spannungslosigkeit). Wenn aber die Er- regung kommt, dann stellt sich diese Neigung ein, und bald liegen die Muskelfasern in Reih und Glied nebeneinander. Auf diese rätselhaften Erscheinungen wirkt etwa Kokain wie auf die innere Kontraktilität der Einzelfasern. Überhaupt zeigt eine Muskellage ein durchaus einheitliches Verhalten, gleich einer einzigen Muskelfaser. Nichts verrät, daß in ihr zwei so heterogene Prozesse wie Faserkontraktilität und Verschiebung neben- einander hergehen. Denn in der Tat finden wohl stets beide Prozesse nebeneinander statt. Wir haben daher wohl das Recht von einer Stellung- Über ,reflexarme“ Tiere. 375 Genug, die uns beschaftigenden glatten Muskeln haben zweierlei Funktionen: einmal die der eigentlichen Bewegung, dann die- jenige Funktionsgruppe, durch die sie sich selbst die Bedingung einer erfolgreichen Bewegung schaffen. Wir wollen sie ,Tonus- funktion“ nennen. Man versteht bekanntlich unter dem Namen „Lonus“ jedwede physiologische Dauerverkürzung eines Muskels. Wir haben gehört, daß die glatten Muskeln eine besondere Art von Dauerverkürzung zeigen. Daß die Eigenschaften, die uns bislang beschäftigten und welche die Besonderheit der Tonusfunktion glatter Muskeln ausmachen, nicht bei allen Muskeln angetroffen werden, die einer Dauerverkürzung fähig sind, werden unsere im Folgenden _ wiedergegebenen Untersuchungen zur Genüge zeigen. Daher erlaube man mir, den Begriff „Tonusfunktion“ neben dem Allgemeinbegriff „Lonus“ zu verwenden. Wir wollen zunächst über das innere Ver- hältnis von Tonus zu Tonusfunktion gar nichts sagen und nur die Tatsache berücksichtigen, daß die dauerverkürzte glatte Muskulatur Eigenschaften besitzt, die gewissen anderen dauerverkürzten Muskeln abgehen. Wenden wir uns jetzt unserem speziellen Objekte, den Holo- thurien, zu. Daß ich sie in den Gang meiner systematischen Untersuchungen über das Verhalten des Gesamt-Nervenmuskelsystems hohlorganartiger Tiere einschaltete, liegt an gewissen anatomischen Eigentümlichkeiten dieser Tiere, die wir zunächst kennen lernen wollen. II. Anatomische Einführung. Die Arten, mit denen wir uns beschäftigen, sind Holothuria tubulosa und Stichopus regalis. A. Allgemeines. Auch die Holothurien sind durchaus Hohlorganen zu vergleichen: eine gurkenförmige Hülle, die einen Hohlraum umschließt, der Organe und Leibeshöhlenflüssigkeit birgt. Mund und After befinden nahme zu diesem sehr interessanten Problem hier abzusehen und die Reaktion der glatten. Muskeln. biologisch als durchaus einheitliche Ver- kürzungen oder Verlängerungen eines kontraktilen Gewebes zu betrachten. Wie die Spannkräfte innerhalb der Einzelzellen oder zwischen den ver- schiedenen Elementen (untereinander) wirken, wird ja von uns nicht unter- sucht, ihr Effekt aber ist, wie gesagt, einheitlich. 316 HERMANN JORDAN, sich je an einer der beiden Spitzen unserer „Gurke“. Wichtig für uns ist der After, der in eine muskulöse Erweiterung des End- darmes, die Cloake, führt. Diese nimmt die Mündung der Wasser- lunge auf. So dient die Cloake auch der Ventilation der Lunge, sie vermag. große Wassermengen in das Innere der Holothurie zu pumpen. Wenn die Holothurie, gereizt, sich zusammenzieht, so stößt sie durch die Cloake diejenigen Wassermengen aus, welche eine ent- — sprechende Volumverminderung unmöglich machen würden. Normaler- weise hat also die Wasserlunge im Verein mit der Cloake, neben der Atmung, die Aufgabe, die notwendig werdenden Änderungen des. Füllungsgrades zu vermitteln. Das geschieht auch dann, wenn die Holothurie — was bekanntlich nicht selten vorkommt — ihre Organe mehr oder weniger vollkommen ausgestoßen hat. Dann steht die Leibeshöhle mit der Cloake unmittelbar in Verbindung (Nachweis mit Karminpulver). Wenden wir uns der Hülle des Hohlraumes zu. Daß sie Gurken- form hat, hörten wir. Wir können sie vergleichen mit der Hülle eines ZEPPELIN-Schiffes, und zwar wie folgt. Außen befindet sich die eigentliche Hülle, die Haut. Sie ist leder- bis knorpelartig und bei den uns beschäftigenden Arten recht dick, zumal bei Stichopus. Beim ZEPPELIN-Schiff wird nun das Aluminiumgerippe folgen, sich unmittel- bar an die Haut anlegend. Bei den Holothurien entspricht ihm das System der Muskeln, d. h. 1) eine Lage von Ringmuskeln, 2) 5 breite Längsmuskelbänder. Die Ortsbewegung der Holothurien, auf die wir hier nur ganz nebenbei eingehen, ist mit derjenigen der Würmer (z. B. des Regenwurmes) vergleichbar. . Sie besteht aus peristaltischen Be- wegungen der Längs- und Ringmuskeln. Solche Peristaltik, die ja bei allen Hohlorganen nnd allen ihnen entsprechenden Wirbellosen die wichtigste Bewegungsform ist, kann zur Ortsbewegung nur dienen, wenn die Körperseite, auf der das Tier kriecht, an zweck- _ entsprechenden Stellen am Boden zu haften imstande ist. Das ge- schieht bei Schnecken durch Ansaugen, beim Regenwurm durch hakenförmige Borsten, bei den Holothurien aber durch Saugfübßchen.?) Diese Saugfüßchen machen hier nicht, wie bei Seeigeln und Seesternen, schreitende Bewegungen, sondern sie dienen ausschließlich als Haft- organe. 1) Vgl. ÖSTERGREN, Hy., Zur Phylogenie und Systematik der See- walzen, in: Zool. Studier TULLBERG, Upsala 1907, p. 119—215. Über ,reflexarme“ Tiere. a Daher sind die Füßchen auch je nach der Stelle des Körpers, auf der sie stehen, verschieden. Vorn, um den Mund, sind sie zu Tentakeln („Fühlern“) umgebildet. Auf derjenigen Längspartie des Körpers, die, mehr oder weniger abgeplattet, als Kriechfläche dient, finden wir echte Saugfüßchen mit Saugscheibe. Auf der ent- segengesetzten Längsseite des Körpers, dem Rücken, finden wir Füßchen ohne Saugscheibe, die man „Ambulacralpapillen“ nennt. Die Füßchen sind reizbar und können auf Reiz hin eingezogen werden. Nach Bedarf werden sie dann wieder ausgestreckt, durch den Druck des Wassers, welches sich im „Wassergefäßsystem“ be- findet, an welch letzteres der Hohlraum jeden Füßchens angeschlossen ist. Wir werden uns mit den Füßchen nicht eingehend zu be- schäftigen haben. N B. Genauere Beschreibung derjenigen Organe, die im Folgenden eingehend untersucht werden. 1. Die Muskeln. Wir verglichen die Lage der Muskeln zur Haut mit der Lage des Aluminiumgerippes eines ZEPPELIN-Schiffes zur Hülle. Wir wollen uns zuerst mit den eigentlichen „Rippen“ beschäftigen, den Ring- muskeln, oder, wie man korrekter als verständlich zu sagen pflegt, den „Quermuskeln“.!) Sie bilden eine Lage unmittelbar unter der Haut. Der Name „Quermuskeln“ ist deswegen der genauere, weil, abgesehen von den Synaptiden, diese Muskeln nicht ununterbrochen ringformig die Leibeshöhle-umziehen, sondern nur den Raum zwischen je 2 Längsmuskelstreifen, von denen sie also unterbrochen werden, ausfüllen. Die Ringmuskellage?) ist dünn; in kontrahiertem Zu- stande treten die einzelnen Faserzüge als zarte Rippen an der Innen- seite der Körperwand hervor. Am hinteren Körperende bilden sie einen Schließmuskel im Umkreis der Cloakenöffnung. Die Längsmuskeln. ,Die ...5... Muskelbänder springen an der Innenfläche des eröffneten Tieres sofort sehr deutlich als weissliche oder rötlich gefärbte, durchscheinende Streifen vor.“ ?) 1) Lupwie, H., Die Seewalzen, in: BRONN, Klass. Ordn. Thier-Reich, 1889, p. 61. 2) Wir werden stets von Ringmuskeln reden, da die Bezeichnung eine bessere Vorstellung gibt. 3) BIEDERMANN, W., Zur Physiologie der glatten Muskeln, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 46, 1890, p. 398. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool.-u. Physiol. 25 378 HERMANN JORDAN, Wir nennen die 5 Zonen, in denen sie von vorn nach hinten ver- laufen, ,Ambulacren“ oder ,Radien“. Die Felder, die durch die Quermuskeln ausgefüllt. werden, nennen wir „Interambu- lacren“ oder ,Interradien“. Die Ambulacren sind so verteilt, daß ihrer 3 auf die Kriechfläche des Tieres entfallen („Trivium“), 2 hingegen auf den „Rücken“ („Bivium“). Wir wollen hier schon kurz erwähnen, daß jeder Ambulacral- streif außer dem Längsmuskelband noch andere wichtige Organe be- herbergt: den radiären Woassergefäßkanal, das radiäre Nerven- system etc., und zwar verlaufen diese Gebilde zwischen Muskel und Haut. Ursprünglich beschränken sich auch die Saugfüßchen auf die Ambulacren, finden sich aber z. B. bei Holothuria unregelmäßig an- geordnet. Die Muskelbänder selbst sind in ihrer Mitte durch eine Art Mesenterium an der Körperwand befestigt. Durch dieses „Mesenterium“ treten die Nerven aus dem Radiärnervensystem in den Muskel ein. Bei Holothuria liegen die Muskeln der Körperwand ziemlich dicht an, wohingegen sie bei Stichopus regalis unter Durchtrennung des „Mesenteriums“ viel leichter abzupräparieren sind. Vorn befestigen sich die Längsmuskelbänder an den 5 Radial- platten des Kalkringes, der den Schlund umgibt. Die Muskeln haben hierdurch nicht nur einen festen Ansatz, sondern die An- ordnung ermöglicht auch das Einziehen des Kopfendes in das Innere der schützenden Haut, auf schädliche Reize hin. Hinten reichen die Muskeln bis zum After; auch das Hinter- ende kann eingezogen werden. Die Fasern, welche die Längsmuskeln bilden, sind lange, an beiden Enden zugespitzte, glatte Spindelzellen. Ihre Länge soll mitunter in den Längsmuskeln der Körperlänge gleichkommen, jedenfalls ist die Länge immer sehr erheblich im Vergleich zur Dicke (letztere durchschnittlich 4—5 4). In der Ringmuskellage (die stets frei ist von längsgerichteten Elementen) finden wir ähnliche Fasern wie in den Längsmuskeln, nur sind sie kürzer und feiner. Auf dem Querschnitt sind alle diese Fasern drehrund oder durch Druck zu unregelmäßigen Prismen abgeplattet. !) 1) All dies nach LUDWIG (in: BRONN, Klass. Ordn., siehe daselbst auch die Literatur) und BIEDERMANN, |. c. Über ,reflexarme“ Tiere. 379 2. Das Nervensystem. Wir nennen zuerst den Nervenschlundring, der dem er- wähnten Kalkringe anliegt (s. Mitteilung II). Von diesem Ringe gehen die radiären Nervenstämme aus, die wir schon nannten: sie verlaufen in den Ambulacren, zwischen Haut und radiärem Wasser- sefäß.!) Alle Teile dieses zentralen Nervensystems bestehen aus Nervenzellen und Nervenfasern. Die genannten Stränge sind schwer zu sehen. Bei Stichopus sind die Wassergefäße rot. Und da ihnen die Nervenstränge ziem- lich dicht anliegen, so leisten sie uns bei Operationen am Nerven- system wichtige Dienste, wie ich in der II. Mitteilung zeigen werde. Von den Radialnerven gehen Äste in die Haut und in die Muskeln. 3. Die Sinneszellen und die Nerven der Haut. Die Sinnesfunktion ist, wie bei den meisten niederen Tieren, Aufgabe der Haut, und zwar in diffuser Weise, d.h. es lassen sich keinerlei besondere Sinnesorgane nachweisen. Diffus in der Haut zerstreute spindelförmige Epithelsinneszellen sind imstande, die ein- zelnen Reize auf das Nervensystem zu übertragen. Hiermit soll keineswegs die bevorzugte Rolle geleugnet werden, die bei dieser Funktion die Mundtentakel und die anderen Anhänge des ambu- lacralen Systems spielen. Zumal auf den Ambulacralpapillen des Rückens sind die Sinneszellen besonders zahlreich.) Außer den einfachen Epithelsinneszellen beschreibt PoLArA ?) bei Holothuria tubulosa und H. polis besondere Sinneskörperchen unter und zwischen den Kpithelzellen der Körperoberfläche, und zwar hauptsächlich dorsal und vorn am Körper. Diese Körperchen treten auch, zu „Sinnesknospen“ vereint, an besonderen Ambulacral- 1) In der Tat liegen zwischen dem Nervenstamm und dem Wasser- gefäß noch: eine radiäre Leiste des tiefliegenden oralen Nervensystems, der Pseudohämalkanal und die radiäre Blutlacune, die uns nicht beschäftigen. Das tiefliegende orale Nervensystem konnte aus anatomischen Gründen nicht untersucht werden. 2) Siehe zu alle dem: Hamann, OTTO, Beiträge zur Histologie der Echinodermen, Hft. 1, Die Holothurien, Jena 1884; Rerzius, Biol. Untersuchungen (2), Vol. 13, 1906, p. 113—116. 3) POLARA, GIOVANNI, Sopra alcuni speciali corpuscoli di senso delle Oloturie, in: Boll. Accad. Gioen, Sc. nat. Catania, Fasc. 90, 1906. j 25* 380 Hermann Jorpan, anhängen auf, die sich zwischen die normalen Ambulacralfüßchen von Bauch und Rücken einschieben und durchaus nur Sinnesfunktion zu haben scheinen. Ein weiteres Gebilde beschreibt PoLArA!) bei älteren Exemplaren von Holothuria tubulosa (u.a.). Er findet im Mesenchym pigmentierte multipolare Zellen, deren Ausläufer mitein- ander anastomosieren und mit den Zweigen der Hautnerven in Ver- bindung stehen. Porara hält diese Elemente für die Träger eines primitiven Lichtsinnes. Diese Zellen kommen angeblich bei jüngeren Exemplaren, die in größeren Tiefen leben und daher keines Licht- sinnes bedürfen, nicht vor. Sollte sich diese Angabe nicht bewahr- heiten, so wäre zu untersuchen, ob es sich bei diesen Gebilden nicht um Ganglienzellen eines echten Nervennetzes handelt. Solche Nerven- netze kennen wir ja bei allen denjenigen Wirbellosen, die wir unter dem Namen „Reflexarme“ zusammenfaßten. Daß unter dem Epithel der Holothurien ein Nervenplexus sich befindet, wußte schon JouRDAan.’) Dieser Plexus gibt Zweige an das Epithel ab, die sich mit den Sinneszellen verbinden. Er geht aus Nerven hervor (Hautnerven), die ihrerseits aus den Radial- strängen entspringen. Nach PoLArA stehen mit den Verzweigungen der Hautnerven nicht nur die „Sinnes- (Tast?-) Körperehen“ in Ver- bindung, sondern es sind auch die „pigmentierten Mesenchymzellen“ älterer Exemplare, von denen als vermeintlichen Lichtsinneszellen wir soeben sprachen, in den Plexus eingeschaltet. Hiernach, zumal wenn man Ponara’s fig. 2 betrachtet, wird man meine Vermutung nicht ohne weiteres als unmöglich von der Hand weisen: daß die „pigmentierten Mesenchymzellen“ mit ihren gleichfalls pigmentierten Ausläufern, als Ganglienzellen, im Verein mit dem Nervenplexus JouRDAN’s ein echtes Nervennetz bilden. Hören wir Pozara's Be- schreibung in möglichst genauer Übersetzung: „Von den Zellen des subepithelialen Mesenchyms entspringen verzweigte Fortsätze mit Pigmentkörperchen, von denen einige, die Epithelzellen durchsetzend, die Cuticula erreichen, andere sich in den Basalfortsatz der Epithel- sinñeszellen fortsetzen, wieder andere die Epithelzellen in Form von Körbehen umgeben. Dergestalt sieht man auf einem Querschnitt durch die Haut einer ausgewachsenen Holothurie ein diftuses Netz 1) POLARA, GIOVANNI, Sulla connessione delle cellule pigmertate del mesenchima cutaneo delle Oloturie con i nervi cutanei e sul loro significato funzionale, in: Boll. Accad. Gioen. Sc. nat. Catania, Fasc. 88, 1906. 2) JOURDAn, M. Er., Recherches sur l’histologie des Holothuries, in: Ann. Mus. Hist. nat. Marseille, Zool., Vol. 1, No. 6, 1883. 1" an & Min Uber ,reflexarme“ Tiere. 381 pigmentierter Mesenchymzellen, die alle miteinander in Verbindung stehen, ebenso mit den Hautnervenfasern einerseits und mit den Epithelzellen andrerseits“ (1 c., Heft 88, p. 3). Soweit deckt sich die Beschreibung vollkommen mit der eines Nervennetzes, und man könnte die Hypothese von der Sinnesfunktion ohne weiteres als un- wahrscheinlich bezeichnen. Allein zunächst müßten genaue Unter- suchungen über die Entwicklung dieser Elemente dartun, ob der schon angedeutete Passus Ponara’s zu Recht besteht oder nicht: „Bei ganz kleinen Holothurien hingegen sind die Äste des Haut- nerven nicht von Pigment begleitet und zeigen keinerlei Zusammen- hang mit den Mesenchymzellen, die ihrerseits pigmentfrei sind; sondern sie (die Aste) anastomosieren miteinander und bilden einen Plexus, der dem Epithel Zweige liefert.“ III. Experimenteller Teil. A. Welche Rolle spielen die Muskeln als Bestandteile der Wand eines „Hohlorgans“? Kommt den Längsmuskelbändern Tonus- funktion zu? Über den Tonus der Längsmuskeln teilt ScHöntLkım !) einiges mit. Der Kontraktionszustand der Holothurienlängsmuskeln schwankt. Meist sind sie schlaff. Ergreifen wir eine Holothurie mit schlaffen Muskeln, so hängt sie schlaff, wie ein wassergefiillter Sack, über unseren Finger. Später (durch den Reiz der Berührung) wird das Tier steif wie Holz. Öffnet man eine Holothurie im steifen Zu- stande, so sind die Muskeln undurchsichtig und von sehnigem Glanz. Beim Abpräparieren ziehen sie sich von selbst zusammen. Bringt man sie nun in Wasser von 35—38°, so erschlaffen sie und verlieren ihre Kontraktionsfähigkeit. Sie sind dann „durchsichtig wie ein ausgesucht frischer Froschsartorius.“ Schlaffe Muskeln, ab- präpariert, dehnen sich durch ihre eigene Schwere oder, am Schreib- hebel befestigt, durch dessen Gewicht aus und erschlaffen nach jeder Reizung. Spannt man den Muskel derart, daß er sich nicht ver- kürzen kann, und kühlt ihn dann ab, so wird er sehnig glänzend. Im „wärmeschlaffen Zustand verhält sich der Muskel annähernd wie 1) SCHÜNLEIN, K., Uber die Einwirkung der Wärme auf den Tonus der Muskeln von Schnecken und Holothurien, in: Ztschr. Biol., Vol. 36, 1898, p. 528 Fußnote. 382 > HERMANN JORDAN, ein gewöhnlicher Skeletmuskel, bezüglich Wiedererschlaffung, Summa- tion der Reize zu Tetanus etc. und man kann ihn durch alle Zwischenzustände wiederholt in den verkürzten und erschlafften Zu- stand überführen, indem man lediglich die Wärme variiert.“ Ich habe meine Versuche bei einer Zimmertemperatur von durch- schnittlich 23° C ausgeführt. Hierbei war der Zustand der heraus- präparierten Längsmuskelbänder keineswegs stets der gleiche. Oft gelang es, den Muskel in schlaffem Zustand an den Hebel zu bringen, oft war er tonisch verkürzt. Es soll hier nicht untersucht werden, ob der Tonusgrad nur von der Temperatur abhängt oder auch von anderen Umständen, wie z. B. vom Reiz des Abpräparierens etc. Ich bin aber der Überzeugung, daß der tonische Zustand des Muskels stets als eine abnorme Erscheinung aufzufassen ist, als eine Folge aller der Reize, die bei der Präparation nicht immer völlig auszuschalten sind. Wir wollen das Verhalten des Muskels in beiden Zuständen kennen lernen. 1. Der schlaffe Längsmuskel. a) Die Reaktion auf Belastung. Der schlaffe, tonuslose Muskel zeichnet sich aus durch den außer- ordentlich geringen Widerstand, den er der Ausdehnung durch Be- lastung entgegenstellt. Der mit wenigen. Gramm belastete Muskel dehnt sich so schnell aus, daß der Zeiger oder der Schreibhebel, der seine Bewegungen anzeigt, ohne weiteres bis zum äußersten Tiefstand fällt. Wir messen die Bewegungen mit einem Hebel, dessen registrie- render Arm 6mal solang ist wie derjenige, an dem der Muskel an- greift. Der Einfachheit halber lesen wir die Bewegungen des Hebels auf einer Skala ab, nicht ohne sie.gelegentlich auch auf der Kymo- eraphiontrommel aufzunehmen. Die Skala ist 13teilig. Die Skalen- teile sind so groß, daß der Abstand der beiden Punkte, welche die Zeigerspitze auf 2 benachbarten Skalenteilen markiert, mit Zirkel gemessen, 1 cm beträgt. Die Skalenteile sind dezimal eingeteilt. Der Höchststand des Zeigers (größte Muskelverkürzung) ist 13,2, der niedrigste — 0.1) 5 ‚Siehe JORDAN, HERMANN, Beitrag zur Technik für Tonusmuskeln etc., in: Arch. ges. Physiol., Vol. 121, p. 221—235. Über ,reflexarme“ Tiere. 383 Ein Längsmuskel von Stichopus regalis kommt an den Zeiger- hebel, der mit 5 g belastet ist. Der Zeiger zeigte 11,5. Er fallt nach der Belastung sofort auf 0. Zuvor war der Muskel mit 3 ¢ belastet gewesen, die ihn nur langsam zu dehnen vermocht hatten: Zeit Zeigerstand 3 g Tun. Be 13,2 LCG: 11,65 TL BP 11,5 Dann wurden im ganzen 5 g angehängt, und der Zeiger fie], wie gesagt, sofort auf 0.1) Wenn wir solch einen Muskel unmittelbar mit 6 g belasten, so erhalten wir auch unmittelbar die schnelle Dehnung, von 13 auf 0. Dehnen wir nun den Muskel durch wiederholte Neueinstellung so lange, bis diese schnelle Reaktion auf die Last aufhört, so be- obachten wir nunmehr einen sehr bedeutenden Widerstand gegen die gleichen 6 g. Der Zeiger erreicht, zum 3. Male auf 13,2 eingestellt, um 4h 47° in schnellem Falle den Stand 10,55 und bleibt dann stehen. Zeit Zeigerstand Ah 47‘ 10,55 4h 54' 10,55 ee minimale Veränderung gr 105 des Zeigerstandes Dl By 10,5 = ‘ Erst eine Belastung mit im ganzen 8 g bedingt weitergehende Dehnung.’) Sehen wir uns ein weiteres Beispiel dafür an, daß nach an- fänglicher großer Nachgiebigkeit gegen die Last der Muskel der passiven Dehnung sehr beträchtlichen Widerstand zu bieten vermag. Wir haben einen Längsmuskel von Stichopus regalis durch 5 g so weit gedehnt, wie dies in der dargetanen schnellen Weise vor sich geht. 1) Bei alledem beachte man: der Zustand des Schlaffseins unserer Muskeln ist nur ein relativer. Der durch Wärme jeden Tonus beraubte Muskel verhält sich der Belastung gegenüber noch viel extremer. 2) Von einer graphischen Wiedergabe des Resultates sehe ich ab. Die Kurve zeigt einen langen sehr steilen schräg-vertikalen Ast, der nach scharfem Knie in einen fast horizontalen Ast übergeht. Dieser plötzliche Übergang, ein Ausdruck für die Spannungszunahme im passiv gedehnten Muskel, ist auch aus Fig. D zu ersehen, die sich auf das „tonische“ Muskelband bezieht. 384 HERMANN JoRpar, Um 11h 10‘ erreicht der Zeiger dergestalt den Stand 10,5. Be- obachtet wird bis 11h 22. In diesen 12 Minuten findet eine Än- derung des Zeigerstandes nicht mehr statt! Folgendes also sind die Punkte, welche den Holothurienmuskel unmittelbar in Gegensatz bringen zu denjenigen kontraktilen Ele- menten, deren ein Hohlorgan zu seiner eigenartigen Mechanik be- darf: der Holothurienmuskel zeigte schnelle Dehnung durch Last, und es scheint, als erfahre er dabei eine Spannungs- zunahme, die ihn befähigt, ein bestimmtes Gewicht nach einer bestimmten, nachweislich nicht maximalen Dehnung, ohne nennens- werte Nachdehnung zu tragen. Diese Spannungszunahme durch Dehnung können wir noch auf andere Weise feststellen. b) Entlastung nach Belastung. Die Spannungszunahme dokumentiert sich im gedehnten Muskel dadurch, daß er sich nach Entlastung, im Gegensatz zum Schnecken- muskel etwa, sehr ausgiebig wieder verkürzt.) Fig. A. Stichopus regalis. Entlastungskurve eines Längsmuskelbandes. Dieses wurde zunächst mit 5 g belastet und hierdurch gedehnt. Der entsprechende Teil der Kurve ist durch eine senkrechte Gerade angedeutet, gleichsam auf stehender Kymographiontrommel. Um 4h 321%,‘ wird ‚entlastet und die Wiederverkürzung des SS DI Ur 2S Gr la hey Ge | | h | Muskels aufgenommen. Nenn en! 3 4h a: 97 38 5! ‘Anfang der Entlastungskurve Ich gebe einige Protokolle / wieder, welche diese Verkürzung nach Entlastung in verschiedenem Grade zeigen.?) 1) Zur Methodik muß man dabei folgendes beachten: vernichten wir durch Wärme etwa jeglichen Verkürzungsgrad, so haben wir einen Muskel vor uns, dessen Länge in keinem Verhältnis zur inneren Spannung steht, nur weil er nicht imstande ist durch aktive Dehnung die der Spannung — 0 entsprechende Länge anzunehmen. Ziehen wir nun solch einen Muskel zu dieser Länge aus, so ist natürlich ein Grund zur Spannungszunahme nicht vorhanden. Wir müssen für unsere Versuche stets den Muskel über die seiner Spannung entsprechende Länge hinaus dehnen. 2) Es sei ausdrücklich bemerkt, daß ich nur solche Versuche als Über ,reflexarme“ Tiere. 385 Stichopus regalis (Fig. A) Längsmuskelband (in Verbindung mit dem Zentralnervensystem) mit 5 g belastet; der Zeiger sinkt in- folge der durch das Gewicht bedingten Dehnung von 13,2 auf 0; dieser Zeigerstand ist um 4h 24’ erreicht. Um 4h 321/,' wird entlastet. Es ergibt sich folgendes: Zeit Zeigerstand 4h 321/,' 0 4h 33! _ 4 4h 38° 8,85 Dh 35 10,85 Mit anderen Worten, wir erhalten prompte Wiederverkiirzung, bis der Zeiger auf 4 steht, also um 30,4°/, der Dehnungsstrecke. Dann folgt eine „Nachschrumpfung“, die langsamer und langsamer verläuft, so daß in weiteren 5 Minuten mehr als weitere 30°/, wieder- gewonnen werden, während zu den letzten 15°/, fast 1 Stunde nötig ist. Ob es sich bei dieser langdauernden Verkürzung um reine „Nachschrumpfung“ handelt, erörtern wir später. Viel bedeutendere Wiederverkürzung erhalten wir, wenn wir die Versuche mit Muskeln anstellen, die von vornherein in tonischem Zustande verkehrten, mit denen wir uns also eigentlich im nächsten Abschnitt zu beschäftigen haben: Stichopus regalis (Fig. B). Ein Langsmuskel wird durch 16 ¢ sedehnt, bis der Zeiger, der sich zu Beginn des Versuches auf 13,2 befand, auf O steht. Dann wird der Faden, der vom Muskel zum Zeiger führt, gebremst (s. Beschreibung meines Apparates, 1. c.), und 15 & werden entfernt. Durch Entspannung des Fadens steigt der Zeiger auf 0,3. Dann wird die Bremse gelöst und wir beobachten am Zeiger die Wiederverkürzung des nur mehr mit 1 g belasteten Muskels. (Der Muskel steht noch in Verbindung mit dem Radial- und Ringnerven.) gelungen betrachte, die in einer größeren Zahl von Fällen (mindestens 3) gleiches Resultat gaben. Allein ich sehe von einer Veröffentlichung aller Protokolle ab und beschränke mich auf die Beschreibung einiger charakte- ristischer Beispiele. 386 HERMANN JORDAN, i | l roule I 8 12 15° 34 47 59 Fig. B. Stichopus regalis. Entlastungskurve eines Längsmuskelbandes. Urspriingliche Last 16 g. Entlastung bis auf 1 g. Sonst wie Fig. A. Zeit Zeigerstand Bite), 0,3 gebremst entbremst 1g Last Smeal? 1,55 HAN: 8,4 5h 8 10,55 Sa 11,2 5h 15‘ ILL 51,34, 12,6 Ho 7a 13,05 5h 52! 13,2 Hieraus ergibt sich zunächst, daß der Muskel sich innerhalb der ersten Minute um fast 60°, der Strecke wieder zusammenzieht, um die er vorerst gedehnt wurde. Ich habe absichtlich schon hier als Beispiel einen Muskel gewählt, der Tonus aufwies, weil ich nur hierbei sicher bin, daß auf der Strecke, um die ich dehne, durchaus Muskelwiderstand überwunden werden muß, während wir ja dem schlaffen Muskel meist zuerst die Länge verschaffen, die seiner Spannung entspricht: ein Teil der Dehnung, der unsere Prozent- rechnung ungünstiger erscheinen läßt, als sie in der Tat ist (s. Fuf- note 1 S. 384). Bei diesem Muskel sehen wir dann eine sehr langdauernde Nachschrumpfung, die schließlich dazu führt, daß der Zeigerstand Über ,reflexarme“ Tiere. 387 wieder eingenommen wird, von dem wir zu Beginn des Versuches ausgingen. Wir wollen aber sogleich feststellen, daß die „Nachschrumpfung“ nur teilweise der Ausdruck ist für die durch die Dehnung ent- standene Spannung. Vielmehr tritt bei der langen Dauer des Ver- suches ganz langsam etwas Neues auf, die Kontraktur. Immerhin sei bemerkt, daß ein anderer Muskel des gleichen Tieres, der aber nur mehr mit dem Radialnervenstamm und nicht mit dem Ringnerven in Verbindung steht (s. Mitteilung II), die Aus- gangslage des Zeigers 13,2 viel schneller wieder erreichte. Der Muskel war in der gleichen Zeit wie der uns schon bekannte durch die 16 & nur soweit gedehnt worden, daß der Zeiger auf 4,6 stand. Entlasten wir ihn bis auf 1 g, so erhalten wir Zeit Zeigerstand 5h 4,6 entbremst, 1 g Din 9,85 Huh 2% 10,4 Sli tee 12,35 5h 15‘ 13,2 Daß neben der Wiederverkürzung nach Entlastung auch lang- sam eine Kontraktur in die Erscheinung tritt, läßt sich am besten dann zeigen, wenn wir einen Muskel, nachdem er gedehnt worden ist, längere Zeit beobachten, ohne ihn zu entlasten. Es ist vorteilhaft, mit dem betreffenden Muskel zwischendurch Reiz- versuche vorzunehmen. Wählen wir wieder einige Beispiele: Stichopus regalis. Längsmuskel vom Radialnervenstamm ab- präpariert. Zunächst mit 3 g, dann mit 5 g gedehnt. 38 Zeit Zeigerstand ida BY 13,2 09) 165 Hinzufügung von 2g DH OM 0 Reizversuche, in deren Folge der Zeiger 13,05 erreicht, ohne durch die 5 & Last zum Sinken gebracht zu werden. Umstellung des Zeigers, bis dieser genau 0 zeigt, um 11h 35. Wir überlassen 388 HERMANN JORDAN, - den Muskel mit seiner Last von 5 g sich selbst und beobachten sein Verhalten am Zeiger. Zeit Zeigerstand ny Bsr 0 ulm. 34 0,2 11036. 0,45 un Bie 0,7 11h 40’ 1,0 nee: - 1,7 Tak In. 45 2,1 1ih 44° 2,D ill In. 45 2,89 11h 46‘ 3,4 are 4,6 11h 48' 4,65 11h 49' 5,25 11h 50’ 6,0 hin De 6,75 eh 52. 7,5 11h 53‘ 8,1 iL in. Sal 8,6 11h 56‘ 9,8 nor 10,4 Wir sehen, daß, offenbar als Folge der mannigfachen Schädigungen, denen unser Muskel ausgesetzt war, dieser sich langsam „spontan“ verkürzt. Gelegentlich stellte ich das Auftreten der „Kontrakturen“ auch ohne vorherige besondere Schädigung des Präparats fest: Stichopus regalis (Fig. C). Längsmuskelband mit dem Radial- nervenstamm präpariert, 15° nach der Präparation mit 6 g belastet. meer | JL 47! ot" 54 56'957 kai eal fen aa i j 1 se 1#9%6 Cy 16 20' 30' 33% 37 y! 43! Fig. C. Stichopus regalis. Auftreten einer Kontraktur im Lingsmuskelband, das (dauernd) mit 6 g belastet ist. Beginn um 12 h 9. Die Ausgangsverkürzung wird wiedergewonnen (12 h 57%). Größere Last bringt den Muskel wieder zur Dehnung. Über ,reflexarme“ Tiere. 389 Zeit Zeigerstand 12h 5!},° 13,2 12h 6‘ 10,4 Nay Ge 10,35 12h 16‘ 10,4 12h 20° 10,5 12h 30' : 10,85 ne Saale. 11,0 12h 37 11,15 AT 11,4 12 in dE 11,65 12h 47‘ 12 12h 51‘ 12,35 12h 54° 12,75 12h 56‘ 13 12h, 5% 13,2 Es gelingt, durch Neubelastung (im ganzen mit 21 g) den Muskel zur Dehnung zu bringen (bis 2). Mit Wechselströmen ist das Prä- parat nun unerregbar. Ein anderer Muskel des gleichen Tieres zeigt gleiches Ver- halten. | | Die Beobachtung steht ziemlich vereinzelt da und dürfte dadurch zu erklären sein, daß das Tier schon vor der Präparation weit- gehend geschädigt war, so daß die Präparation und die relativ kurze Zeit, welche die Präparate sich außerhalb des Tieres befanden, ge- nügte, um die Kontraktur (vielleicht im Sinne Frönuıch’s) herbei- zuführen. Man wird mir recht geben, wenn ich bei der Beurteilung der oben mitgeteilten Entlastungsversuche meine Schlüsse nur aus dem schnellen Teil der Wiederverkürzung ziehe, diesen aber (das lehrt jeder Vergleich mit der Länge der Kontrakturkurve) durchaus als Ausdruck der Spannungszunahme infolge von Dehnung betrachte. Erhalten wir dergestalt auch kein vollkommenes Bild von dem Grade dieser Spannungszunahme, so sind wir doch über das Minimum dieser Wiederverkürzung unterrichtet, und das kann uns vergleichsweise genügen. Wir werden übrigens noch einige gute Beispiele für diese Wiederverkürzung beim tonischen Muskel kennen lernen. 390 Hermann JORDAN, 9. Der tonische Längsmuskel. Stichopus regalis. 2 Längsmuskelbänder, das eine mit, das andere ohne Radialnerv (die Unterschiede zwischen beiden beschäftigen uns hier nicht). Kurz nach der Präparation, 8 g. Zeigerstand Zeigerstand Zeit des Muskels des Muskels ohne Radialnerv mit Radialnerv Movin 2 13 , 13 11h 4 10,4 12,05 11h 5‘ 10,4 12,05 weitere 5 g werden je an beide Präparate gehängt In Or 8,85 1465 un hl 8,3 11,25 TEIN Usk 8,05 11,05 weitere 5 g werden angehängt ll Pale | eo. ue 7,6 11h 41' 5,6 7,8 11h 42° es wird auf 1 g entlastet 11h 42!,' 10,35 12,6 Tih 44! - ILS) 13,2 In 58% 127 — 12h 2° 13,2 — Ein anderes Beispiel für einen Muskel, der keine besondere Neigung zur Kontraktur zeigt. Stichopus regalis (Fig. D) Längsmuskel mit Radialnerv, mit 6 g belastet. 6or.[ J | 1a | Set nt N 10} u U ve] | 47 +9 SS CE EI LR ON ER OU OO SO RE | ROSE CN ET UE] 50 ET 58 460° 6 8" 5} Fr 25! in as gr. +ôgr +5gr : Fig. D. Stichopus regalis. Dehnungskurve eines „tonischen“ Längsmuskelbandes, das zunächst mit 6 g, dann sukzessiv, noch 3mal mit je 5 g (an den bezeichneten Stellen der Kurve) belastet wurde. Man beachte, daß jede Neubelastung, zumal in den 3 ersten Fällen, zu- nächst einen steilen Fall der Kurve bedingt, die dann aber, nach kurzer Fall- strecke und scharfem Knie, mehr oder weniger horizontal verläuft: Spannungs- zunahme im gedehnten Muskel! = ry 2 ue On Uber „reflexarme“ Tiere. 391 Zeit Zeigerstand SD 327 13,2 Sn Bsr 12,4 3h 41‘ 12,4 es werden weitere 5 g angehängt 3h 41%‘. 11,7 (sofortiger Fall) 3h 42' BIT 3h 45‘ 11,3 BIN 00 11,3 weitere 5 & sofort: 7 10,8 3h 54‘ 10,7 dh 58‘ 10,65 4h 5! 10,65 weitere 5 ¢ 4h 6‘ 10,3 Ah 8' 10,15 41.15: 9,85 Ah 25! 9 Ah 35° 8 4h 58‘ 4,6 Um 5 Uhr wird das Präparat, das zuletzt 21 g trug, auf 1 g entlastet. 5h 4,6 5h 1' 9,85 5h 2 10,4 5h 8: 12,35 5h 12! 12,85 5h 15! 13,2 Wir lernen hieraus folgendes: der tonische Muskel befindet sich in einem Zustande der Dauerverkiirzung, der ihn befahigt, der Aus- dehnung durch Last energischen Widerstand entgegenzusetzen. Er läßt sich nicht, gleich dem tonusiosen Muskel, durch geringe Last un- mittelbar um mehrere Zentimeter dehnen. Belasten wir ihn, so wird er (naturgemäß) ein wenig länger, vermag aber bei der einmal angenommenen, dem betreffenden Gewicht entsprechenden Länge dieses Gewicht zu tragen, ohne weiterhin (nennenswert) gedehnt zu werden. Neue Last bedingt neue, schnelle, aber nicht sehr ausgiebige Dehnung des Muskels, dann wieder Stillstand des Zeigers. Erst die An- 392 HERMANN JORDAN, wendung von 21 g (eines sehr bedeutenden Gewichtes, in Anbetracht der sehr geringen Dicke unseres Muskels) bedingt ein etwas aus- giebigeres Nachgeben des Muskels. Die Wiederverkürzung nach Entlastung (hier nur der Vollständigkeit halber noch einmal an- gegeben) ist uns für den tonischen Muskel schon bekannt. Sie beträgt in der schnellen Phase (2 Minuten) 67,4°/,. (Im ersten Protokolle sogar fast 80°), beim Muskel ohne Radialnerv in 2‘, und 92,3°/, in 1/, Minute beim Muskel mit Radialnerv. Allein diese Muskeln zeigen eine sehr ausgesprochene Neigung zur Kontraktur.) Bei Holothuria tubulosa liegen die Dinge ganz gleich; auf eine Wiedergabe der entsprechenden Protokolle verzichte ich. 3. Zusammenfassung und Beantwortung unserer Frage. Wir sind nunmehr in der Lage, unsere Frage zu beantworten: besitzen die Muskeln der Holothurien diejenigen Eigenschaften, welche die Muskeln eines hohlorganartigen Tieres besitzen müssen, wenn dieses, trotz Fehlens eines Skelets, zu allen nötigen Bewegungen befähigt sein soll? I. Um der in Frage stehenden Aufgabe zu genügen, mub zu- nächst, wie wir in der Einleitung hörten, der Muskel nicht nur imstande sein, gelegentlich Dauerverkürzung zu zeigen, sondern er muß ununterbrochen im Zustande der Dauerverkürzung verharren. Wir haben die Holothurienmuskeln sehr oft in (annähernd) tonus- freiem Zustande angetroffen. In diesem Zustande vermochten sie selbst geringes Gewicht nicht zu tragen, wurden vielmehr durch ein solches (5—6 8) sehr schnell gedehnt. Auch der Tonusmuskel wird durch : relativ kleine Gewichte gedehnt, allein er dokumentiert hierbei, wie wir hörten, durch langsames Nachgeben, daß ein Widerstand im Muskel dauernd überwunden werden muß. Der tonusfreie Holothurien- muskel bot einen solchen Widerstand gar nicht. Gewiß sind wir nicht in der Lage, etwas über den absoluten Wert des geforderten Muskelwiderstandes auszusagen. Allein die Erfahrung lehrt, daß die Muskeln viel kleinerer Tiere, deren Innen- druck sicher nicht höher ist als der unserer Holothurien, viel größerem Gewicht bedeutenden Widerstand entgegenstellen. Nehmen wir als Beispiel ein Stück des Fußes von Actinoloba dianthus.*) 1) JorDAN, H., Reflexarme Tiere, II., in: Ztschr. allg. Physiol., 1908, p. 236. Über ,reflexarme Tiere. 393 Actinoloba dianthus. Fußhälfte mit 6 g beiastet unter gleichen Bedingungen wie die oben mitgeteilten Versuche bei Holothuria. Zei Zeigerstand 10h 11° 1 10h 13° 9,3 LO) In, AE 8,85 10h 16‘ 8,5 10h 45° 6,0 WON Birk 5,0 etc.” Würde bei der kleinen Actinie ein Teil der Muskulatur bei © einer Belastung von 6 g derart in die Länge schießen wie der 5. Teil der gesamten Längsmuskulatur unserer Holothurie, die Actinie würde stets (von gewissen Erregungszuständen abgesehen) ein total schlaffer Sack sein.!) — Der Tonus der Holothurienmuskeln aber, wie wir ihn zu beobachten Gelegenheit hatten, ist höchstwahrscheinlich ein abnormaler Zustand, eine Ansicht, die schon von SCHÖNLEIN vertreten wurde: vor unseren Augen nahm die Spannung in manchen Muskeln zu, als Folge der Schädigungen, die wir ihm zufügten. Je frischer das Material, je besser die Präparation, um so erößer die Aussicht, tonusfreie Muskeln zu erhalten. II. Wir lernten eine weitere Eigenschaft dieser tonischen Muskeln kennen, die sie als Druckregulatoren bei einem hohlorganartigen ‘Tiere ungeeignet erscheinen läßt. Auch der tonische Holothurien- muskel (gleich dem Schneckenmuskel etwa) kann durch entsprechendes -Gewicht gedehnt werden, allein seine Spannung nimmt hier- beiin sehr bedeutendem Maße zu. Hänge ich ein kleines Gewicht an einen echten Tonusmuskel, so dehnt er sich langsam, aber geraume Zeit lang aus. Da seine Spannung nicht nennenswert zunimmt, so ist auch nicht einzusehen, warum er bei größerer Länge dem Gewichte größeren Widerstand leisten und sich nicht weiter dehnen sollte. In Wirklichkeit hat ja auch dieser Prozeß wohl einmal sein Ende — wenn das auch nicht leicht nachweis- bar sein dürfte —, da eine geringe Spannungszunahme ja auch beim Muskel mit Tonusfunktion nicht ganz zu leugnen ist. Allein 1) Die Dehnung würde wohl nicht durch den normalen Innendruck zu erfolgen brauchen, der ja etwa — 0 ist, sondern durch jene Druck- schwankungen, die jede deformierende Kraft erzeugt (Wellen etc.). Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. alle. Zool. u. Physiol. 26 394 HERMANN JoRDAN, es kommt hier, wie bei fast all diesen Fragen, in erster Linie auf quantitative Verschiedenheiten an, die aber glücklicherweise so groß sind, daß wir schon jetzt, im Besitze weniger Messungen, zu sicheren Schlüssen gelangen können. Der Schluß lautet hier aber: im Gegensatz zum Muskel mit Tonusfunktion zeigt der Holothurien- muskel eine so bedeutende Spannungszunahme, daß er ein Ge- wicht, das ihn zu dehnen vermag, schon nach kurzer Dehnung trägt, ohne ihm weiterhin noch nachzugeben (Fig. D). Einwandfreier noch zeigen wir die relativ enorme Spannungs- zunahme des durch Gewicht gedehnten Muskels, wenn wir sein Ver- halten nach Entlastung beobachten. Wir beschränken unsere Be- trachtung auf den tonischen Muskel, da ja nur er für die in Frage stehende Funktion in Betracht kommen könnte. Übrigens liegen ja auch beim tonusfreien Muskel die Dinge nicht anders. Nun wolle man Fig. B vergleichen mit der Kurve, die sich auf Ciona intestinalis bezieht und die ich in der Zeitschrift für allge- meine Physiologie, Vol. 7, tab. 3 fig. 6a, 6b publiziert habe. Dabei wolle man jedoch bedenken, daß der erste absteigende Ast der Kurve, welcher der Dehnung des Ciona-Muskels entspricht, nur teil- weise zu sehen ist. Das Verhältnis Dehnung : Wiederverkürzung ist bei Ciona also ein noch größerer Wert, als es sich aus der Kurve ersehen läßt. Um unmittelbar vergleichbare Prozentzahlen zu geben, muß ich, da meine früheren Arbeiten mit anderer Versuchsanordnung aus- geführt wurden, einige Resultate vorwegnehmen, die im folgenden Abschnitt erst mitgeteilt werden sollen. (Ein Muskel mit Tonus- funktion von Holothuria.) Wir fanden, daß beim Längsmuskel bei einer Entlastung von 16 g auf 1 g eine Wiederverkürzung von fast 60°, der Dehnungs- strecke schon in der ersten Minute eintritt. Bei einer Entlastung von 21 g auf 1 g tritt in 2 Minuten eine Wiederverkürzung von 67,4°/, der Dehnungsstrecke ein. Das Maximum, welches wir be- obachteten, war 92,3°/, in !/, Minute. Das Maximum hingegen, das ich bei jenem Muskel mit Tonus- funktion erhielt, war: Entlastung von 16 g auf 1 g. Wiederver- kürzung um 9,6%, der Dehnungsstrecke. Andrerseits bei einer Ent- lastung von 23 g auf 3 g eine Wiederverkürzung von 3,9°/, der Dehnungsstrecke. Diese 3,9%, entsprechen etwa dem Durchschnitt, der beim Längsmuskel etwa 60°), (etwas darüber) beträgt! Über ,reflexarme“ Tiere. 305 Es kommt aber noch etwas wichtiges hinzu. Wenn der Holo- thurienmuskel sich nach Entlastung verkürzt, so be- hält er den wiedergewonnenen Verkürzungsgrad bei gleichbleibender Last bei. Anders der Muskel mit Tonusfunktion. Die geringe Wiederverkürzung tritt auf underhalt sich einige Zeit; dannabertritt, obwohl die Last nicht geändert wird, neuerdings Dehnung auf. In beiden verglichenen Fallen mag die Last etwa nur 1 g betragen. Das letzterwähnte Verhalten wurde von mir bei Helix!) festgestellt, und wir begegnen ihm im 2. Abschnitte dieser Abhandlung auch bei der Holothurie wieder. Es ist also die Wiederverkürzung des Holothurienmuskels nicht nur quantitativ, sondern auch qualitativ etwas anderes als die Wiederverkürzung der Muskeln mit echter Tonusfunktion: die Spannungszunahme dieser letzteren ist nur etwas vorübergehendes. Es sieht so aus, als bedinge die Deh- nung, wie in jedem Gewebe, Spannungszunahme, während ein besonderer Mechanismus dafür sorgt, daß diese Zunahme immer wieder ausgeglichen wird. Indem nun dieser Mechanismus in seiner Wirkung zeitlich stets etwas hinter der Spannungsver- mehrung durch die Dehnung herkommt, bleibt bei plötzlicher Entlastung ein kleiner, noch nicht ausgeglichener Überschuß an Spannung übrig. Nach kurzer Zeit wird auch dieser Überschuß zum Schwinden gebracht, so daß nunmehr auch das kleine Gewicht, das wir am Muskel beließen, diesen zur Dehnung bringen kann. Wir wollen hier keine Hypothese aufstellen. Wenn wir auch anderen Orts schon ähnliche Ideen vorgetragen und begründet haben, so wollen wir diese Meinung doch nicht hier, sondern in einer anderen Arbeit genauer darlegen. Hier dient uns die Auffassungsweise lediglich zur Umschreibung jener Tatsache, die nach unserem Dafür- halten nicht nur einen quantitativen, sondern einen prinzipiellen Unterschied bedeutet zwischen Muskeln mit und solchen ohne Tonus- funktion! Und damit sind wir imstande, unsere Frage, die wir zu beantworten uns vornahmen, zu verneinen: die Muskulatur der Holothurien leistet nicht das, was ein Hohlorgan von seinen Muskelnin erster Linie zu beanspruchen hat: In der Regel sind die Muskeln schlaff und vermögen dann nicht 1) JORDAN, H., Untersuchungen zur Physiologie des Nervensystems bei Pulmonaten, in: Arch, ges. Physiol, Vol. 106, 1905, p. 189 (auf p. 208f.). 26% 396 HERMANN JORDAN, selbst recht geringem Druck irgendwelchen Widerstand zu leisten; sie kénnen also nicht dem Tiere die nôtige Konsistenz und für seine Bewegungen die skeletartige Festigkeit geben, von der wir oben sprachen. Im Zustande des Tonus — wir haben Grund anzunehmen, daß dieser in der Regel eine Folge von Schädigung ist — vermag der Muskel dem Innendrucke allerdings Widerstand zu leisten. Allein in diesem Zustande vermag der Muskel sich Drucksteigerungen oder Vermehrung des Inhaltes des Holothurienkörpers nicht in der für Hohlorgane charakteristischen Weise anzupassen: sein Widerstand hat etwas starres, und wird er durch entsprechenden Druck zum Nachgeben gezwungen, so steigert die passive Dehnung seine Spannung, und der Innendruck müßte zunehmen. Wenn wir auch nicht die Ringmuskulatur analogen Versuchen unterziehen konnten, so haben wir doch keinen Grund anzunehmen, daß sie, die mit der Längsmuskulatur gemeinsam arbeitet, andere Eigenschaften aufweisen sollte als diese letztere. Wir müssen uns also auch weiterhin die Frage vorlegen: wodurch wird bei der Holothurie der Innendruck erzielt und reguliert, auf Grund dessen sie sich als „Hohlorgan“ verhalten und bewegen kann? B. Die Haut der Holothurien. Die Haut der Holothurien hat schon früher, einiger Eigentüm- lichkeiten wegen, die Aufmerksamkeit der Forscher erregt: ihrer Fähigkeit wegen, unter gewissen Umständen ihre weiche, lederartige Beschaffenheit mit einer knorpelartigen zu vertauschen, ferner sich unter anderen Bedingungen ganz oder teilweise in einen zähen Schleim zu verwandeln. In neuerer Zeit hat sich LINDEMANN !) mit diesen Eigenschaften, zumal mit der Verschleimung, beschäftigt. Wir werden seine interessante Arbeit öfters zu zitieren haben. 1. Der Bau der Holothurienhaut. Die Haut der Holothurien besteht aus verschiedenen Schichten. Von der Oberfläche an gerechnet unterscheiden wir eine feine, strukturlose Cuticula, ein einschichtiges Epithel (dessen Sinneszellen uns schon bekannt sind), und dann kommt die Cutis oder Lederhaut: zunächst (auf das Epithel folgend) „eine Pigmentschicht ... und in 1) LINDEMANN, W., Uber einige Higenschaften der Holothurienhaut, in: Ztschr. Biol. wel 39, 1900, p. 18. Uber ,reflexarme“ Tiere. 30% dieser oder gleich unterhalb derselben sind auch die charakteristischen Skeletgebilde gelegen. Darauf folgt eine mehr oder weniger dicke Grundschicht, die bei den zerfließenden Arten!) die Hauptmasse der Haut bildet und allmählich in die unterste Lacunarschicht tibergeht, die von ihr nur durch mehr lockeres Gepräge und größere Zahl der zelligen Elemente zu unterscheiden ist. Die Grundschicht besteht aus einer hyalinen Grundsubstanz und einem Gerüst von gröberen und feineren Fasern, welche ein mehr oder weniger dichtes Netz- werk bilden ... Die Natur dieser Fasern ist noch nicht endgültig ermittelt. Es scheint aber am wahrscheinlichsten (Hamann), daß dieselben sehr lange verzweigte Auswüchse der Zellen ?) bilden, wofür auch meine (LinpEmann’s) Präparate sprechen. Sie zeigen jedenfalls ein gegen die kollagenen (s. unten meine eigenen Angaben) und elastischen Fasern der Säugetiere ganz abweichendes Verhalten zu den Reagentien und Farbstoffen“ (LINDEMANN)) Es sei noch bemerkt, daß wir in jenem Netz von Fasern vornehmlich Ring- und Längsfasern unterscheiden können. Sie werden allgemein als binde- gewebige Elemente angesehen. Ich habe Grund, die Fasern als die Träger der im Folgenden zu beschreibenden Eigenschaften anzusehen.‘) 2. Die Haut der Holothurien als Bestandteil eines hohlorganartigen Systems. Obwohl die Haut angeblich frei von jeder Muskulatur ist, so habe ich sie doch eingehend untersucht, überzeugt, daß ein Organ vorhanden sein müsse, daß dem „Hohlorgan“ Holothurie die „Tonus- funktion“ versieht. 1) D. h. Arten, deren Haut die Erscheinung des schleimigen Zerfalles zeigt, also auch bei unseren beiden Arten. 2) Das sind die spindel- bis sternförmigen Bindegewebszellen. 3) l.c., p. 21, s. ferner: TIEDEMANN (nach LUDWIG-BRONN); LEYDIG, Lehrbuch der Histologie; SEMPER, Reisen im Archipel der Philippinen, T. 2, Vol. 1, p. 171; JOURDAN, in: Ann. Mus. Hist. nat. Marseille, Vol. 1, No. 6; Baur (n. LUDWIG-BRONN); HAMANN, in: Z. wiss. Zool., Vol. 39, 1883, p. 145; CUENOT, in: Arch. Biol., Vol. 9, 1891. 4) Man beachte, daß bei Kolya die Fasern fehlen (LUDWIG, in: BRONN). Es wäre interessant festzustellen, wie die im Folgenden vor- getragenen Dinge sich hier verhalten. 398 HERMANN JORDAN, a) Die Haut wird durch Gewicht gedehnt. Ich stellte zunächst fest, daß längliche Hautstreifen, an meinem Apparat mit einem Gewicht belastet, sich in genau der gleichen Weise dehnen wie ein Muskel mit Tonusfunktion. Es genügt, um dies zu zeigen, einen Streifen Holothurienhaut an einen Haken zu hängen und an den Streifen unten ein Gewicht zu befestigen. Nach einiger Zeit stellen wir dann eine enorme Dehnung des Haut- Stückes fest.!) Z. B.: ein längliches Stück Haut von Holothuria tubulosa von 5cm Länge wird nachts um !/,12 Uhr an einem Stativ mit einem Haken aufgehängt. Am unteren freien Ende des Hautstückes be- festigen wir 18 g. Am anderen Morgen um '/,9 Uhr hat das Haut- stück eine Länge von 12 cm angenommen. Am Hebel noch längere Zeit mit 18 g belastet, läßt sich noch weitergehende Dehnung nach- weisen. Die passive Dehnbarkeit der Haut läßt sich auch am lebenden Tier leicht beobachten: zumal etwa, wenn bei Ringmuskelverkürzung, das Vorderende des Tieres weit vorgestreckt wird. Allein die Belastung am Apparat lehrt mehr als bloße passive Dehnbarkeit: sie zeigt, daß sich die Haut dehnt, während sie zu- gleich dauernd der Dehnung Widerstand entgegenstellt, ein Wider- stand, der durch die passive Dehnung nicht nennenswert zuzunehmen scheint: denn sonst müßte der Prozeß viel früher ein Ende finden. Kurz, die Haut verhält sich soweit durchaus wie ein Muskel mit Tonusfunktion, eine auffällige Erscheinung, „da wir ... in der Haut der Holothurien keine anderen Elemente als Bindegewebszellen und Leucocyten überall verbreitet finden“ (LINDEMANN, p. 27). Das Verhalten eines Hautstreifens am belasteten Hebel geben die Figuren wieder, denen folgende beide Protokolle zugrunde liegen: Holothuria tubulosa (Fig. Ka). Hautstreif, der einem Ambu- lacrum entspricht, ohne Muskeln und ohne Radialnerv, mit 6 g belastet. 1) Es ist keineswegs notwendig, wie LINDEMANN zu glauben scheint, die Hautstücke, die man durch ein Gewicht zu dehnen wünscht, erst zu erwärmen. LINDEMANN glaubt nämlich in dieser Dehnbarkeit eine Vor- stufe der Verschleimung sehen zu müssen. Wir kommen darauf noch zu sprechen. Über ,reflexarme“ Tiere. 399 Zeit Zeigerstand 4h 54! 13 4h 55‘ 12,8 4h 57! 12,6 5h 00! 1225 5h 03° 12 5h 07! 15555 Sn ll ul 5h 154 10,85 5h 18 10,55 etc. Bei Anwendung größerer Last erzielt man naturgemäß auch eine schnellere, immer aber eine stetige Dehnung. Abar. Que = é 12 fr. oe N | See ‘0 11 9 ne ara 005 8 UT SWUESU 7 SNS" 7 11 iW aay à Jt | LOL IE Et i J M STE SE 58 ET NET a b Fig. R. a Holothuria tubulosa. Dehnungskurve eines mit 6 & belasteten Hautlängs- streifens. Man beachte die große Stetigkeit! b Stichopus regalis. Dehnungskurve eines mit 16 g belasteten Hautlängsstreifens. Stichopus regalis (Fig. Eb). Hautstreif längs, aus der Kriech- fläche geschnitten, ohne Muskeln und ohne Nervenstamm mit 16 g belastet. Zeit Zeigerstand 2h 53‘ 15 2h 54 11,2 2h 56! 10,6 21 58: 9,85 3h 04! 8,7 3h 07 8,35 3h 10‘ 7,95 Ich habe noch bei keinem Muskel mit Tonusfunktion eine Dehnungskurve von so stetiger Art erhalten wie bei der Holothurien- haut. Bei Kurve 2 sehen wir zunächt einen schnelleren Fall, wie er bei Belastung in der Regel als erste Phase eintritt, dann aber 400: HERMANN JORDAN, die eigentliche langsame Dehnung fast in Form einer geraden Linie: Kurve 1 aber stellt sich uns gar in ihrem ganzen Verlaufe als an- nähernd gerade Linie dar. Doch das ist ein extremer Fall!?) b) Das Verhalten der Hautfasern Farbstoffen sesgenüber. Ich war naturgemäß ursprünglich der Meinung, es handle sich bei alledem um eine ganz besondere Form von Elastizität eines bindegewebigen Organs. Die Meinung wurde durch das mikro- skopische Präparat anscheinend bestätigt. Ich untersuchte Präpa- rate, die teils mit Hämalaun-Eosin, teils mit Säurefuchsin-Pikrin- säure gefärbt waren. Im Hämalaun-Eosin - Präparat zeigten die Fasern der Haut eine violette Färbung, durch die sie sich zwar einerseits von den blauen Bindegewebsfasern anderer Natur, viel schärfer aber noch von den rotgefärbten Muskeln unterschieden. Bei Anwendung von Säurefuchsin - Pikrinsäure nach van GIESON zeigten die Hautfasern — entgegen der Angabe LINDEMANN'S *) — durchaus gleiches Verhalten wie die Fasern der verschiedenen Arten von Bindegewebe, d. h. sie erscheinen nach dieser Färbung intensiv rot, während die Muskeln durch ihre schwefelgelbe Farbe sich scharf von ihnen abheben. Und doch konnte es sich andrerseits nicht wohl lediglich um elastisches Bindegewebe handeln: das dauernde Nachgeben der Last gegenüber konnte nicht gut als elastische Reaktion gelten. Um mir hierin Sicherheit zu verschaffen, untersuchte ich das Verhalten zuvor belasteter Hautstreifen nach Entlastung, auf Grund der uns bekannten Prinzipien. c) Entlastung nach Belastung zur Ergründung der Spannung in der gedehnten Haut. Holothuria tubulosa (Fig. F). Hautstreif, einem Ambulacrum entsprechend, ohne Nervenstamm und ohne Muskeln, mit 23 g be- 1) Wenn man die Streifen nicht in Längs-, sondern in Querrichtung herausschneidet, also die Ringfasern untersucht, so ergibt sich in allen Stücken gleiches Verhalten. 2) l.c., p. 21. „Sie zeigen jedenfalls ein gegen die collagenen und elastischen Fasern der Säugetiere ganz abweichendes Verhalten zu den Reagentien und Farbstoffen“. LINDEMANN gibt nicht an, welche Farb- stoffe er benutzt hat. Über ,reflexarme“ Tiere. 401 lastet. Der Streifen wird gedehnt, bis der Zeiger von 13 auf 0 sinkt. Dann wird der Zeiger wieder auf 13,2 eingestellt; er sinkt wieder auf 0. Nunmehr auf 1 eingestellt, sinkt er zum 3. Male bis 0. Dann wird der Faden, der von der Haut zum Zeiger (Hebel) geht, mit der „Bremse“ festgelegt und am Hebel 20 g weggenommen, so daß nur mehr 3 g als Last übrig bleiben. Durch die Entspannung des Fadens steigt der Zeiger auf 0,3. Dann wird die ,,Bremse“ ge- löst, so daß jetzt das Verhalten der Haut am Zeiger abgelesen werden kann. ; 9 8 = == 7 6 F L 5 à 3 2 } x 0 st | | 12 T |. 1 10 Los | 3 8 + 7 6 5 4 || 3 2 L 1 . | at aa OP RE ee FEEL A SE aS Fig. F. Holothuria tubulosa. Hautstreif (Radius) mit 23.g belastet. Der hierdurch bedingte Fall wird durch die gerade absteigende Linie vorgestellt. Bei X wird entlastet, so daß der Haut- streif nur mit 3 g belastet bleibt. Wiederverkürzung — 3,9%), der Dehnungs- strecke. Um 5 h 32° ist der Zeigerstand O erreicht. (Siehe auch Fig. J III.) Zeit Zeigerstand 2h 42! 0,3 | Entbremsung . Hauptphase 2h 421), 1,0 | 402 HERMANN JORDAN 2h 43' 1,1 2h 44 1,15 2h 45! 1,25 * „Nachschrumpfung“ 2h 46‘ 1,25 2h 47 120 | 2h 48° ej 3h 14 0 Konstanz 3h 3: 1,28 3h 6‘ 1,25 3h 18! 12 Sih 26: 1,15 Dehnung, trotz din 38; 1,1 | gleichbleibender Last 3h 58° 0,9 yon 3g 4h 9! 0.8 4h 40! 0,65 5h 32! 0,0 Wir finden also: die Holothurienhaut, die durch Gewicht ge- dehnt, dann aber entlastet wurde, verkürzt sich um 3,9 °/, der Strecke, um die sie gedehnt wurde, innerhalb 6 Minuten. Dann behält sie den angenommenen Verkürzungsgrad etwa 12 Minuten lang bei, um dann wieder unter dem Einfluß der gleichen, geringen Last sich auszudehnen: 1. Die Haut der Holothurien verhält sich also auch bei Entlastung wie ein Muskel mit Tonus- funktion (z. B. bei Schnecken): sie läßt sich dehnen, und obwohl sie der Dehnung sehr beträchtlichen Widerstand entgegensetzt, nimmt ihre Spannung nicht nennenswert zu. 2. Genau wie beim entlasteten Schneckenmuskel ist die geringe Spannungszunahme nur von kurzer Dauer, es tritt später wieder Dehnung ein. Damit ist aber zugleich bewiesen, daß wir es nicht mit einer rein physikalischen Reaktion eines elastischen oder viskösen Gebildes zu tun haben. Wenn physikalisch auch die geringe Verkürzung nach Entlastung als Wiedergewinnung eines Gleichgewichtes betrachtet werden könnte: warum wird dieser Verkürzungsgrad in der 4. Phase wieder auf- gegeben? Was kann eine neue physikalische Verschiebung des Gleichgewichts bei unveränderten äußeren Bedingungen herbeiführen ? Wir haben hier das gleiche Verhalten, das wir für Schnecken weiter oben schon besprachen und das, im Gegensatz zu den Holo- Über ,reflexarme“ Tiere. 403 thurienlängsmuskeln, so charakteristisch ist für Muskeln mit Tonusfunktion. Wir umschrieben das Verhalten mit einem Bilde: Zunahme der Spannung durch passive Dehnung und Vernichtung dieser Spannung durch einen besonderen Mechanismus, der jedoch etwas langsamer wirkt, als die Spannung infolge von Dehnung zu- nimmt. So bleibt bei Entlastung ein geringer Spannungsüberschuß, der später ausgeglichen wird. Dieses Bild genügt, um zu zeigen, daß die Vorgänge in der Holothurienhaut nur durch eine aktive Veränderbarkeit der Spannung zu erklären sind. Organe aber, die einer aktiven Veränderung der Spannung fähig sind, nennen wir Muskeln. Ich habe den in Frage stehenden Versuch sehr oft wiederholt, stets mit analogem Resultat. Ich will mich darauf beschränken, noch ein Protokoll hier folgen zu lassen, da es beträchtliche quanti- tative Unterschiede verglichen mit dem ersten zeigt: Holothuria tubulosa, Hautstreif einem Interambulacrum ent- sprechend, ohne Muskeln, um 10h 3‘ mit 21 g belastet, bis der Zeiger von 13 auf O0 fällt. Dann wird der Zeiger wieder auf 13 eingestellt; er fällt wieder bis 0. Um 10h 43’ wird der Faden gebremst, und 18 g werden vom Zeiger entfernt (Rest — 8 g). Der Zeiger steht, ehe die Bremse gelöst wird, auf 0,25. Zen Zeigerstand 10h 44 é 0,25) entbremst + Hauptphase 10h 451,‘ 0,7 | 10h 47! 0,75} Nachschrumpfung 10h 48‘ 0,75 N 10h 50‘ a Konstanz — 3 10h 53‘ 0,65 Un SE WS) | i Niele Ih 05 | Fall trotz unveränderter Last held 0,0 Die Wiederverkürzung beträgt hier also nur 1,9°/, der Strecke, um welche der Hautstreif zuerst gedehnt wurde. Als Beispiel für das Verhalten eines Hautstreifens, dem nach Dehnung mit 16 g nur mehr 1 g Last verbleibt, wolle man Fig. J III ansehen. 404 HERMANN JORDAN, d) Versuche mit Giften und Wärme. Um weitere Beweise für unsere These zu erhalten, dab die Hautfasern der Helothurien muskelartige Beschaffenheit haben, ver- fahren wir, wie folgt. Wenn es wahr ist, daß der Widerstand, den die Haut der Ausdehnung entgegensetzt, nicht der Widerstand eines elastischen Körpers, sondern eines Muskels ist, so muß er sich durch bestimmte Gifte brechen lassen. Nach unseren Erfahrungen an Muskeln mit Tonusfunktion kommen in erster Linie Pelletierin und Kokain als Gifte in Betracht, welche den „Tonus“ zu vermindern imstande sind. Schon Linpemann wußte, daß Gifte, wie Alkohol, Chloral- hydrat, aber auch Wärme auf das Weichwerden der Haut von Einfluß sind. Wenn wir zunächst auch noch nichts über irgend- welche Beziehungen zwischen diesem Weichwerden und dem Tonus wissen, so hätte es doch auffallen müssen, dab Gifte der genannten Art überhaupt einen Einfluß auf ein „rein bindegewebiges“ Organ ausüben sollten. Ich habe meine Versuche auf zweierlei Weise angestellt: a) durch Injektion des Giftes in die Leibeshöhle des Tieres, 6) durch Ver- siftung von Hautstreifen. a) Injektion von Gift in die Leibeshöhle. Wenn man Exemplaren von Holothuria tubulosa größere Dosen *) einer Lösung von Pelletierinum sulfuricum 1°/, in die Leibeshöhle spritzt, so erzielt man eine Wirkung, die durchaus Ähnlichkeit hat mit derjenigen, die unter gleichen Bedingungen bei Aplysia eintritt: die Haut wird schlaff, der Turgor des Tieres schwindet. Das aus dem Wasser genommene Tier hängt dauernd als recht schlaffer Sack rechts und links aus der Hand des Beobachters hinunter. Die Fähigkeit, unter gewissen, später zu besprechenden Umständen hart zu werden, ist verloren gegangen oder doch sehr vermindert. Eine Lähmung der eigentlichen Muskulatur findet nicht statt, wie sich an den lebhaften Bewegungen des Tieres . zeigen läßt. Ähnlich, wenn auch nicht so ausgesprochen, wirkt Kokain. Z. B.: Holothuria tubulosa erhält 3 Pravazspritzen einer 2°/,igen 1) Auf genaue Dosierung kommt es mir in allen diesen Versuchen nicht an! Bei diesen Versuchen wurden meistens 3 PRAVAZ’sche Spritzen voll gegeben. Über „reflexarme“ Tiere. 405 Kokainlösung (in Seewasser) in die Leibeshöhle gespritzt. Sie wird total schlaff, behält aber bis zu einem gewissen Grade die Fähigkeit, zu erhärten.!) 6) Vergiftung ausgeschnittener Hautstücke. Zu diesen Versuchen erwies sich Kokain als das wirksamere von unseren beiden Giften. Die Methode, mit der wir uns nunmehr beschäftigen, hat vor der zuerst besprochenen den Vorzug, daß wir die Giftwirkung objektiv mit dem Schreibhebel oder an unserem Apparat feststellen können: Ein Stück muskelfreier Haut eines Interambula- à crums von Holothuria tubulosa (Fig. G) kommt um "rl 1 soma 12h 30’ in eine Lösung von Kokain von 2°}, in See- * | Fig. G. Holothuria tubulosa. Dehnungskurve eines normalen Hautstreifens (punktierte Linie), verglichen mit der Dehnungskurve eines mit Kokain vergifteten Hautstreifens (ausgezogene Linie), bei einer Last von je 16 g. wasser. Ein in jeder Beziehung dem ersten gleiches Stück Haut des nämlichen Tieres wird zur gleichen Zeit in reines Seewasser gelegt. Um 12h 50° kommen beide Stücke auf meinen Apparat, je an einen Zeiger, Wir ® und wir beobachten in üblicher Weise ihr Verhalten gegenüber einer Last von je 16g, um dergestalt beide Stücke miteinander zu vergleichen. Zeigerstand der Reaktion des mit Kokain ver- gifteten Hautstückes SIR = Gr ay Se o Zeigerstand der Reaktion Zeit des unvergifteten Haut- stückes entsprechend entprechend Bun BBY 15 13 Bremse los! 12 1 bone 12,6 6 rapider Fall 12h 541/,’ 12,35 3,30 12h 56°}, 12,0 0 co?) Oder: Holothuria tubulosa. Um 4h 20‘ kommt ein muskelfreier Hautstreif in Kokain 2°}, ein genau gleiches Stück in Seewasser. 1) Ich habe den Eindruck, als sei Stichopus regalis gegen Pelletierin- vergiftung weniger empfindlich als Hotothuria. Möglich aber ist auch, daß bei dieser Art die Dicke der Haut den Grad der Erschlaffung weniger gut erkennen läßt. 2) Ich bezeichne mit 0 co den tiefstmöglichen Zeigerstand, der noch etwas unter 0 liegt und bei dem die Zeigerbewegung angehalten wird. 406 HERMANN JORDAN, 5h 35‘ werden beide auf dem Apparat je an einem Zeiger (Hebel) befestigt. Die Hebel sind je mit 16 g belastet. Zeigerstand der Reaktion des mit Kokain ver- eifteten Hautstückes Zeigerstand der Reaktion Zeit à des unvergifteten Haut- _stückes entsprechend entsprechend Dh 39,2% 13 15 schneller ununter- dh 40! 9 Ocof brochener Fall Zeiger wird von Neuem auf 13 eingestellt 5h 44' kee 0 zum zweiten Male 5h 46‘ 0 — Der Zeiger, der dem vergifteten Stück entspricht, hat also in etwas weniger Zeit die doppelte Strecke unserer Skala zurückgelegt, in welcher der Zeiger des unvergifteten Stückes sie einmal zurücklegte. Kokainisierte Hautstreifen sind ganz enorm dehnbar: ein solches Stück, das vor seiner Vergiftung 6 cm lang war, wurde nach längerem Verweilen (1 Stunde 15‘) in einer Lösung von Kokain zu 2%, in Seewasser an ein Stativ gehängt und mit 26, später mit 50 & be- lastet. Schließlich dehnt sich der Streifen, bis er 33 cm lang wird. Er ist nun stellenweise fadendünn, schleimig und reißt schließ- lich durch. y) Wirkung von Wärme. Ähnlich wie Kokain wirkt Wärme: eine Zeitlang bei einer Temperatur von 58° aufbewahrt, wird ein Stück Haut von Holothuria in ähnlicher Weise gegen passive Dehnung nachgiebig wie nach Behandlung mit Kokain: es läßt sich zu langen Fäden ausziehen, die stellenweise zu zerreißen drohen. 0) Tonuslösung durch Kokain und das Verhältnis dieser Erscheinung zum Verschleimungsprozeß der Haut. Aus LınpemAnn’s Arbeit ergibt sich ein Einwand gegen unsere Beweisführung. Wir fassen Gift- und Wärmewirkung auf, als eine Aufhebung oder Verminderung des für Muskeln mit Tonusfunktion charakteristischen Sperrvermögens, des Vermögens, der passiven Aus- dehnung Widerstand zu leisten. LINDEMANN hingegen glaubt, daß die Wirkung von Alkohol, Chloralhydrat, Wärme etc., soweit sie ihm bekannt ist, nämlich als Über ,reflexarme“ Tiere. 407 Weichwerden der Haut, im Zusammenhang steht mit dem schleimigen Zerfall dieses Gebildes: , Wie aus dem oben Gesagten zu sehen ist“, sagt er, ,geht die Erweichung in allen Fallen, wo die zelligen Ele- mente der Haut nicht vorher abgetötet sind +), immer der Verschlei- mung voran.... Es ist also sehr möglich, daß diese Erweichung die normale Funktion derselben Gebilde ist, welche unter abnormen Verhältnissen die Verschleimung verursachen“ (p. 27). Auf Grund dieser Auffassung könnte man glauben, daß die Wirkung von Wärme, Pelletierin und Kokain, die wir kennen lernten, lediglich eine Vorstufe des Auflösungsprozesses sei: keine Tonus- verminderung, sondern Zerstörung des Gewebsverbandes, durch welche die Dehnung auf Grund von Belastung auch erklärlich wäre. Dem Leser wird hierbei die Zerreißung extrem gedehnter Hautstücke einfallen, von der wir sprachen. Um diese Frage zu lösen, habe ich Stücke der Haut von Holo- thuria tubulosa und von Stichopus regalis teils in Kokain teils in Seewasser aufbewahrt und folgende Resultate erhalten. 1. Am 18. Mai, um 10 Uhr abends, kommt je ein Stück frischer Haut von Holothuria tubulosa in Seewasser und in eine Kokainlösung von 2°}, in Seewasser. Am 20. Mai, vormittags um 11 Uhr ist das Stück in Seewasser teilweise schleimig zerfallen, das Stück in Kokain hat sein normales Aussehen durchaus bewahrt. Es zeigt auf Druck keinerlei Neigung zu zerfallen, im Gegensatz zu dem Stücke, das in Seewasser aufbewahrt wurde. 2. Am 20. Mai, des Mittags um 12 Uhr kommen 2 Hautringe von Holothuria tubulosa und 2 solche Ringe von Stichopus regalis in filtriertes Seewasser. Die gleiche Zahl gleichartiger Präparate wird in eine Kokainlösung von 2°}, in Seewasser eingelegt. Die Ringe wurden dadurch hergestellt, daß mit einem scharfen Rasiermesser die Tiere durch Querschnitte in eine Anzahl von Stücken zerlegt wurden, die, ihres Blutes und ihrer Organe mit Ausnahme der Muskeln beraubt, eben jene Ringe darstellen. Ferner wird ein Haut- stück von Holothuria seiner Muskulatur völlig beraubt und in zwei Hälften geteilt. Die eine Hälfte kommt in Seewasser, die andere in die genannte Kokainlösung. Das gleiche geschieht mit den beiden muskelfreien Hälften eines Hautstückes von Stichopus regalis. Am 21. Mai 10h 30° a. m. untersuchen wir die Stücke und zwar: a) die muskelfreien Stücke der Stichopushaut: 1) Sind sie abgetötet, se kann Verschleimung ohne vorheriges Weich- werden eintreten! 408 HERMANN JORDAN, a) Das Stück im Kokain ist vollkommen erhalten, naturgemäB aber sehr weich (tonuslos). 6) Das entsprechende Stück in Seewasser befindet sich durchaus in schleimiger Auflösung. b) die muskelfreien Stücke von Holothuria. «) Das Stück in Kokain zeigt den allerersten Beginn oberflächlicher Ver- — schleimung, während 6) das Stück in Seewasser einen gründlichen schleimigen Zerfall ° der Oberfläche aufweist. -c) die Hautringe von Holothuria und Stichopus. a) Die Ringe in Kokain sind tadellos erhalten. 6) Die Ringe in Seewasser zeigen beginnenden Zerfall. Den 22. Mai 10h 30' a. m. a) Stichopus. a) Alle Stücke in Kokain besitzen eine Haut, die stellenweise noch nicht abwischbar ist. Die Cutis ist noch immer von normaler Konsistenz, d.h. eslassen sich mit der Pinzette keine Fetzen herauszwicken. Am besten erhalten sind (wegen der schonen- den Art ihrer Präparation) die Ringe; ihr Epithel ist total erhalten. 8) Alle Stücke in Seewasser sind so weitgehend verschleimt, dab sich aus der Cutis beliebig große, schleimige Fetzen mit der Pin- zette herauszwicken lassen. Das muskellose Stück löst sich — im Wasser hin- und hergeschwenkt — vollkommen in Schleim auf. b) Holothuria. a) Bei allen Stücken in Kokain, zumal den Ringen, ist das Epithel durchaus noch vorhanden. Nur an wenigen Stellen kann man es mit der Pinzette in Schleimform entfernen. Die Cutis ist durchaus normal. B) Das Epithel der Stücke in Seewasser besteht nur noch aus Schleimfetzen. Aus den oberen Schichten der Cutis lassen sich mit der Pinzette Schleimfetzen abzwicken. Das muskellose Stück ist auch hier besonders weitgehend verändert. Alle in Kokain aufbewahrten Stücke sind noch am Abend um 11 Uhr unverändert. Sie sind alle enorm weich (schlaff) und lassen sich sehr lang ausziehen. Der Versuch wird abgebrochen, da die Stücke faulig zu riechen anfangen. Wir müssen die Ergebnisse dieser Versuche zunächst für unsere eigenen Zwecke ausbeuten! Kokain bedingt die uns bekannte Er- schlaffung der Holothurienhaut, ohne zugleich ihre Verschleimung zu verursachen (im Gegenteil). Damit ist der Einwand widerlegt, als sei die durch Kokain herbeigeführte größere Nachgiebigkeit der Holothurienhaut gegen passive Dehnung kein Tonusfall, sondern das Über ,reflexarme“ Tiere. 409 erste Stadium (schleimigen) Zerfalles. Wir sind also vollkommen berechtigt, die Tatsache, daß Kokain die Dehnbarkeit der Holothurienhaut befördert, als Beweis für die Muskelähnlichkeit ihrer Fasern anzusehen. Nebenbei aber möchte ich auf die Bedeutung der soeben mit- geteilten Befunde für die Anschauungen LINDEMANN'S eingehen. Ich beschränke mich aber darauf. auf diese allgemeinphysiologisch inter- essanten Fragen aufmerksam zu machen. LinDEMAnN führt wörtlich folgendes aus: „Wir haben zur Erklärung der Verschleimung der Haut angenommen, daß diese Erscheinung durch das Entstehen einer Lösung von einem kolloidalen Stoffe der hyalinen Zwischensubstanz auf Kosten des in den Hautzellen reichlich vorhandenen Wassers statt- findet; wir nehmen nun an, dab dasselbe in gewissem Grade auch unter normalen Verhältnissen während des Lebens des Tieres statt- finden kann und die Erweichung der Haut verursacht. . . . Versucht man es, einen durch das Zerreiben der Haut ge- wonnenen Brei, Stücke der an der Luft verschleimten Haut oder die Haut eines durchdie Wärmewirkung weichgewordenen Tieres!) mit einer Schraubenpresse abzupressen, so gelingt es nicht, einen Tropfen Flüssigkeit auszudrücken, was auch leicht verständ- lich ist, wenn wir annehmen, daß das Wasser in diesem Falle von der gequollenen Zwischensubstanz, aufgenommen wird. Es ist be- kannt, daß gequollene Kolloide ihr Wasser selbst bei dem stärksten Druck nicht abgeben. . . . Nimmt man dagegen die Haut eines gesunden Stichopus, welcher die knorpelharte Konsistenz angenommen hat, zerschneidet sie mög- lichst schnell in ziemlich große Stücke und legt sie in die Presse hinein, so gelingt es bei geringem Drucke sehr leicht, aus der Haut sehr erhebliche Mengen eines dünnflüssigen gelbgefärbten Saftes aus- zupressen, welcher nur Spuren des charakteristischen schleimartigen Eiweißkörpers der Zwischensubstanz enthält. . . . Wir sehen ..., daß der Unterschied zwischen der erhärteten und erweichten resp. verschleimten Holothurienhaut in der Verteilung des Hautsaftes liegt. . .. Aus dem verschiedenen Verhalten gegen das Auspressen ist zu schließen, dab bei erhärteter Haut der Haut- saft nicht an die Zwischensubstanz gebunden sein kann; und es ist am wahrscheinlichsten anzunehmen, daß derselbe von den Zellen der Haut aufgenommen wird. Diese Zellen werden dabei turgeszent und 1) Von mir gesperrt. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 27 410 ; HERMANN JORDAN, müssen an Umfang zunehmen, die Zwischensubstanz wird dagegen wasserärmer und fester. Wird der Hautsaft dagegen von den Zellen abgegeben, was bei inaktivem Zustand oder dem Tode der Zellen geschieht, so wird er sofort von der quellungsfähigen Zwischensubstanz aufgenommen, und diese nimmt dann mehr oder weniger dünnflüssige Konsistenz an.“ Trifen diese Resultate in vollem Umfange zu, so wiirden sie durch unsere Befunde wesentlich an allgemeinphysiologischem Interesse gewinnen: denn wir haben erkannt und werden es im Folgenden noch weiterhin beweisen, daß die ,Hautfasern“ muskelähnlichen Charakter haben. Wir hätten hier ein Beispiel dafür, daß Muskeln im Zustande höheren Tonus mehr Wasser enthalten, als wenn sie schlaff sind. Allein die Resultate unserer letzten Versuchsreihe mahnen zur Vorsicht! In allen Fällen, in denen wir eine Erschlaffung (Dehnung) der Haut herbeiführten, erzielten wir auch eine Er- weichung. Wir werden noch einwandfrei im folgenden Abschnitt durch Versuche beweisen, daß in der Tat Härte- und Tonusgrad einander proportional sind. Da nun aber Erschlaffung und somit Erweichung einerseits, Verschleimung aber andrerseits durch das gleiche Mittel, nämlich Kokain, in entgegengesetzter Rich- tung beeinflußt werden, so müssen wir schließen, daß beide Prozesse auch ihrem Wesen nach nichts mit- einander zu tun haben. In einem Falle, nämlich nach An- wendung von Wärme, fand LINDEMANN bei der weichen Haut gleiche Wasserverteilung wie bei der verschleimten Haut. Wir haben nun- mehr zwei Möglichkeiten, diesen Befund zu erklären. 1. Die Wärme bedingt neben Tonuslösung auch Verschleimung (tatsächlich reißen die erwärmten, dann passiv gedehnten Hautstücke leicht, unter Ver- schleimungserscheinungen). Oder 2. sowohl Erschlaffung als Ver- schleimung beruhen auf einem Wasseraustritt aus den Hautfasern in die Grundsubstanz, doch sind beide Arten des Wasseraustausches so weitgehend wesensverschieden, daß sie durch Kokain in entgegen- gesetztem Sinne beeinflußt werden können. Auf eine genauere Aus- führung solch einer Möglichkeit ') hier verzichtend, begnüge ich mich 1) Folgende Skizze mag genügen. Es sei Faserverkürzung mit Wasser- aufnahme, Erschlaffung mit Wasserabgabe durch die Fasern verbunden. Verschleimung sei, wie LINDEMANN annimmt, Wasseraufnahme durch die Zwischensubstanz. Hierbei wird jedoch nicht nur den Fasern die geringe Wassermenge entzogen, die sie beherbergen, sondern Wasser auch anders- woher, etwa aus der Leibeshöhle etc., aufgenommen. Diese Aufnahme Über „reflexarme“ Tiere. A11 damit, auf diese interessanten Probleme aufmerksam gemacht zu haben. Für eine der beiden Môglichkeiten mich zu entscheiden, wage ich nicht. &) Die Reizbarkeit der Holothurienhaut. a) Essigsäure. Wir lernten in der Haut der Holothurien, außer den Fasern, die uns beschäftigen, Sinneszellen und Nervenverzweigungen kennen, die mit dem Radialnerven in Verbindung stehen. Wir hörten ferner von der Möglichkeit des Vorhandenseins echter Nervennetze in der Haut. Kurz, wir dürfen diese Haut, sicherlich in Verbindung mit dem Radialnerven, wahrscheinlich aber auch ohne diesen, als primi- tives Reflexsystem auffassen, vergleichbar der Haut der Actinien oder Schnecken etc., immer vorausgesetzt, daß wir ein Recht dazu haben, die Fasern als muskelähnliche Gebilde anzusehen. Wenn wir ein Stück Haut von Aplysia mit verdünnter Essig- säure betupfen, so erfolgt eine ausgedehnte Verkürzung der Haut- muskulatur, die wir als primitiven Reflex aufzufassen haben. Wir nehmen nun ein Stück Holothurienhaut, sei es ohne Radial- nerven, sei es mit ihm oder gar in Verbindung mit dem gesamten Zentralnervensystem, jedoch nach Entfernung der eigentlichen Musku- latur. Wir betupfen dieses Präparat von außen (also das Epithel) mit Essigsäure ganz beliebiger Konzentration, die zwischen 0,1 und 98°, liegen mag: es geschieht gar nichts. Keinerlei Ver- kürzung des Hautstreifens, die der Hebel unseres Apparats sofort anzeigen würde, verrät, daß wir es mit einem muskulären, geschweige mit einem Reflex- präparat zutun haben. Es ist dabei vollkommen gleichgültig, ob wir die Haut in Längsrichtung oder in Querrichtung untersuchen. Folgende Protokolle mögen genügen; es sei aber bemerkt, daß der Versuch außerordentlich häufig, unter wechselnden Bedingungen ausgeführt wurde. müßte dann durch Kokain verlangsamt werden können. Hiernach wären alle uns bekannten Versuche mit LINDEMANN’s Auffassung recht wohl in Einklang zu bringen. Es wäre auch verständlich, daß übertriebene Dehnung (übertriebene Wasserabgabe durch die Fasern) schließlich zur Ver- schleimung führt. 1) Ich komme hierauf eingehender in meiner demnächst erscheinenden Arbeit über Aplysia zurück. 27% 412 HERMANN JORDAN, Holothuria tubulosa, Haut in Querrichtung, muskelfrei, mit 15 g belastet (um zuvor eine ausgiebige Dehnung herbeizuführen). Zeit Zeigerstand Ah 15‘ 13 oh 5,95 Mit konzentrierter Essigsäure betupft bh 1! : 5,90 etc. Der Zeiger fallt, Dehnung der Haut anzeigend, trotz der Essigsäure stetig weiter. Gleicher Versuch mit einem Hautlängsstreifen. Holothuria tubulosa, muskelfreier Längsstreifen aus der Kriech- sohle, mit 23 g belastet. Zeit Zeigerstand Sin sy 13,2 ln LE IT 9h 14‘ 11,05 Das Präparat wird mit Essigsäure von 98°}, betupft Otis, | 11,0 Um einigen Einwänden zu entgehen, verfuhr ich späterhin folgendermaßen: 1. Es wird die Wirkung der Säure längere Zeit hindurch be- obachtet. Es kommt z. B. das Hautstück in eine Uhrschale mit verdünnter Essigsäure. 2. Während des eigentlichen Versuches wird die Last ganz bedeutend vermindert, so daß der Einwand hinfällig wird, als seien die Hautmuskelfasern nicht imstande gewesen das angehängte Gewicht zu heben. He tubulosa. Hautstreifen in der Längsrichtung, ohne (Längs- )Muskulatur, dagegen im Besitz des Radialnerven. Mit 21 ¢ 2mal um die Strecke 13—0 gedehnt. Dann bis auf 3 g entlastet: Zeit Zeigerstand 10h 40' 0,1 10h 421), 0,05 10h 50‘ 0 Nun wird eine Uhrschale unter den Hautstreifen geschoben, wobei der Zeiger (durch das Höherliegen des Präparats) auf 3,3 zu stehen kommt; dann wird Essigsäure, 3°, in Seewasser, in die Uhr- Über „reflexarme“ Tiere. 413 schale gegossen, so dab die Haut nunmehr in einem Bad von Essigsäure 3°), liegt. | 10h 53‘ 3,3 die Essigsäure wird aufgegossen 10h 54‘ 2,95 Entwicklung von CO,-Blasen TOM oO) 07 | | fi Dh. 26, on a 0 Die Essigsäure vermag also nicht einmal die Dehnung der Haut durch eine Last von nur 3 g zu hindern, geschweige eine Verkürzung herbeizuführen. : | Wir künnen noch weitergehen, kénnen die Essigsäure in dem Momente zur Anwendung’ bringen, wo infolge von Entlastung bis auf 1g eine spontane Wiederverkürzung eingetreten ist. Das ist der Augenblick, in dem wenigstens für einige Zeit vollkommenes Gleichgewicht zwischen Muskellänge und Last besteht. Aber auch in diesem Zustande, in dem jede Gleichgewichtsänderung sich hätte verraten müssen, war von einer Verkürzung des Haut- streifens nichts zu sehen, auch wenn das Präparat von 2 Uhr 30 Min. bis 7 Uhr 6 Min. in Essigsäure von 1°/, in Seewasser badete und die Säure zwischendurch noch erneuert wurde. Man kann die Konzentration der Säure vergrößern oder (bis 2°/,,) vermindern, man kann an Stelle von Holothuria Stichopus nehmen und erhält stets das gleiche Resultat. Nun könnte man, unwahrscheinlich genug, annehmen, die Haut mit den beschriebenen Sinnes- und Nervenelementen sei kein Reflex- apparat. Handelt es sich bei den Fasern um muskelähnliche Ge- bilde, so müssen diese durch die Essigsäure doch direkt reizbar sein. Solange ich nur die Haut betupfe, mag diese die Fasern vor direkter Reizung schützen. Wenn aber ein ausgeschnittener Haut- streifen (wie wir das hörten) in verdünnter Essigsäure badet, dann muß die Säure auch zu den Fasern gelangen. Daß sie eindringt, erkennen wir in allen Versuchen am Auftreten von Kohlensäure- blasen (Lösung der Kalkkörperchen) und zeigt eine bestimmte Wirkung der Säure auf den Tonus der Fasern, mit der wir uns weiter unten beschäftigen werden.!) 1) Man kann auch Löcher in die Hautpräparate schneiden und in diese die Säure gießen, alles mit gleichem negativem Erfolg. Daß trotz der Säure die Präparate nicht abstarben, konnte ist stets durch einen Versuch beweisen, den ich weiter unten mitteile. 414 HERMANN JORDAN, ß) Elektrische Reizung. Ebensowenig wie Essigsäure vermögen elektrische Reize die Haut zur Verkürzung zu bringen. Man kann die Haut oder den Radialnerven unmittelbar mit Platinelektroden reizen, man kann am Hautstreifen vorn und hinten je eine Nadel einstechen und diese als Elektroden zur unmittelbaren Übertragung von Stromschleifen auf die Hautfasern benutzen, man kann die Haut in Längs- oder Querrichtung untersuchen, die Ströme abstufen, wie man will, endlich Holothuria oder Stichopus als Objekt wählen: alles mit dem gleichen negativen Erfolge. Ich will ein einziges Beispiel geben, bei dem extreme Mittel, die sonst verpönt sind, angewandt wurden. Meine Erfahrungen be- ziehen sich aber, wie angedeutet, auf alle möglichen Intensitäten der reizenden Wechselstréme. Ein Stück Haut von Holothuria tubulosa am Zeigerapparat. Vorn und hinten sind in das Hautstück feine Insectennadeln eingestochen (tief in die Cutis), die einem großen Induktor als Endpole dienen. Der Antrieb des Induktors erfolgt mit 2 ,Epison-Accumulatoren“. Die Rollen des Induktors sind (in diesem extremen Falle) übereinandergeschoben. Zeit Zeigerstand al g Eh; 6,35 Es wird nun ununterbrochen der Induktor in Gang gehalten 11h 36‘ 6,2 Wieder haben wir die Erscheinung, daß der „Reiz“ nicht einmal die Dehnung zu hindern, geschweige Verkürzung herbeizuführen vermag. Gleiches Resultat erhalten wir bei Anwendung: geringerer Last. y) Wärmereize. Ich habe die Holothurienhaut beträchtlichen Temperaturgraden ausgesetzt (bis 58° C), wiederum ohne irgendwelche Verkürzung zu erzielen. Holothuria tubulosa. Ein Hautlängsstück ohne Radialnerv liegt in dem von mir?!) beschriebenen Apparate, der dazu dient, Tonus- muskeln bei verschiedenen Temperaturen beobachten zu können. Der Hautstreif liegt also in einem Rohr, fast völlig von der Außenluft ab- geschlossen. Das Rohr wird umspült von Wasser, dessen Temperatur 1) JORDAN, H., in: Arch. ges. Physiol., Vol. 149, 1912, p. 221. Über ,reflexarme“ Tiere. 415 ich genau regeln kann. Die Bewegungen des Präparats werden wie üblich auf unseren Zeiger (Hebel) übertragen (Belastung des Hebels 11 g). Temperatur Zeit Zeigerstand — Th 6 6,8 bis dahin war der Zeiger bei Beginn des Ver- suches von 13 aus ge- fallen. 20° 7h 8! 6,0 50° dia ue D 479 eh 12! 45 47° 7h 15‘ 2,5 5 g werden entfernt, es verbleiben 6 g. 56° 1h 18 1,1 DD tn 10} 0 8 g entfernt, Zeiger auf 1,1 gebracht. Dae Th 20' 1 54° Tin ul 0,9 50° Th 26‘ 0,0 Die Haut ist zu einem langen Faden ohne weiteres dehnbar, der an mehreren Stellen zu zerreißen droht. Die Wärme hat also nur tonuslösend gewirkt. Analoger Versuch mit einem Hautstück, das noch im Besitz des Radialnerven sich befindet. Holothuria tubulosa. Hautstreifen mit Radialnerv. Im „Wärme- kasten“ mit 8 @ belastet. Temperatur Zeit Zeigerstand 260 _9h 42! 3,1 Bis dahin war der Zeiger bis zum Beginn des Versuches von 13 aus gefallen. 26° 9h 45' 2,75 58° OT ZN 56° Gh 49: 2,65 Der Zeiger wird auf 6 eingestellt. oly in Der 6 51° . 9h 54 4,9 416 Hermann JORDAN, - Da die Wärme wiederum lediglich den Tonus vermindert, so wird die Last auf 3 g herabgesetzt und der Zeiger auf 9 eingestellt. 58° 9h 57: 8,65 57° 9h 57, 8,5 550 9h 59 7,8 510 10h 10: 5,8 Von einer Verkürzung durch Wärmereizung ist also keine Rede. 0) Mechanische Reize. Ganz anders verhält sich die Klolochuizlemherut bei Anwendung mechanischer Reize: Wenn man ein Stück Haut von einer Holothurie durch Kratzen (miteiner Nadel etwa), Stechen, Drücken (mit dem Finger oder einem Glasstabe) oder Schneiden mechanisch reizt, so zieht das Stück sich ganzlangsam zusammen. Bis zu einer gewissen Grenze nimmt die Verkürzung so lange zu, wie die Reizung andauert. Die Haut zieht sich auf diese Weise um beträcht- liche Streckenzusammen und nimmt dabei eine knorpel- artig harte Beschaffenheit an — Höhere Belastung mag den Grad der Verkürzung vermindern, | ist jedoch nicht imstande sie zu verhindern. Einige Beispiele Lee sehr häufig nachgeprüften !) Verhaltens mögen genügen: Holothuria tubulosa, Hautstück, längs, hängt von Y/,12 Uhr nachts bis 1,9 Uhr früh an einem Stativ, mit 18 g belastet. Das Stück kommt an den Apparat (Zeiger), der mit 16 g belastet ist. Der Zeiger sinkt langsam von 13—1,7 (Zeigerstand um 10 Uhr). Das Hautstück ist nun total weich. Es wird nun auf 3 g entlastet, und wir warten die Verkürzung, die nach solcher Entlastung einsetzt, ab und überzeugen uns, daß sich innerhalb 31 Min. der Zeigerstand 3,1 nicht ändert. Nun wird mit einer Nadel die Haut intensiv gekratzt.?) 1) So wurde z. B. nach fast allen oben beschriebenen Reizversuchen mit Essigsäure (und Elektrizität) gezeigt, daß die Stücke trotz langer Ein- wirkung von Essigsäure noch reizbar waren; s. S. 413, Fußnote 1. 2) Hierbei verfahre ich so, daß ich die Nadel zum Zeiger hin bewege. Rein mechanisch drücke ich hierdurch den Zeiger etwas nach unten und dehne die Haut um ein Geringes. Eine Täuschung ist also aus- geschlossen. rn Über ,reflexarme“ Tiere. 417 Zeit Zeigerstand ‚11h 18 ll | es wird dauernd IH: 6,8 | gekratzt 10h 20; 6,85 j46n.30%.7 6,8 \ ohne Kratzen lees og 6,75 | Man beachte, daß unter der Wirkung des Kratzens die Haut sich zuerst schneller, dann’ langsamer verkürzt. Hören wir mit unserem Eingriffe auf, so erhält sich der eingenommene Stand eine Weile konstant (in diesem Falle etwa 10 Min. lang), dann erst dehnt sich das Präparat wieder aus. Nachdem nun der gleiche Haut- streifen um 2 Uhr 12 Min. zu Reizversuchen mit Essigsiure gedient hat (mit negativem Erfolg), wird er um 3 Uhr 31 Min. wieder mechanisch gereizt: Zeigerstand vor der mechanischen Reizung 6,75 Zeigerstand nach Kratzen 7,15 Zeigerstand nach Kratzen und Driicken 12,3 Es handelt sich also im ganzen bei diesen Verkürzungen um recht beträchtliche Strecker. Legen wir beide Versuche zusammen, so ergibt sich eine Strecke von etwa 1'/, cm wirklicher Verkürzung, dem Unterschied im Zeigerstande 3,1—12,3 entsprechend. Zumal Drücken, mit einem Glasstab etwa, ist sehr wirksam. | Ich habe diese Versuche auch unter sehr abweichenden Be- dingungen wiederholt, z. B. ohne vorhergehende Entlastung, auch ohne das Hautstück zuvor so stark zu dehnen. Z. B. Holothuria tubulosa, Hautstreifen in Querrichtung, nach peinlicher Entfernung der Ringmuskulatur.!) Last 15 g. Zeit Zeigerstand 4h 15° 13 4h -56' 6,3 Durch Essigsäure und Wechselströme nicht reizbar. : 6h 16‘ 4,25 mit voller Last gekratzt 4,5 Th 3,5 mit voller Last gedrückt 4,0 Der Zeiger fällt wieder nach 1/, Minute. Wir erhalten infolge der Belastung geringere Werte, die aber an Deutlichkeit nichts zu wiinschen 1) Das Fehlen des Radialnerven spielt hier keine Rolle. 418 _ HERMANN JORDAN, übrig lassen. Immerhin sah ich auch Fälle, in denen bei voller Last die Verkürzungsstrecke viel bedeutender war, z. B.: Holothuria tubulosa, Hautstreifen, einem Interambulacrum ent- sprechend, muskelfrei, mit 16 g belastet. Zeit Zeigerstand 12h 16‘ 15 12h 341, 9,3 durch Stechen: 11,3 bei voller Last. Und ein weiteres Beispiel von einem Stück, das 30 Min. lang in Essigsäure 2°/,, in Seewasser gelegen hat. Holothuria tubulosa, Hautstreif mit Radialnerv, ohne Muskeln, der 30 Min. in Essigsäure 2°/,, in Seewasser lag, mit 21 g belastet. Der Zeiger steht auf 5. Nach starkem Stechen steigt er auf 9. Stets werden die Stiicke nach solcher Verkiirzung knorpelhart. Weitere Beispiele wiederzugeben, halte ich nicht für nötig; es genügt mitzuteilen, dab gelegentlich Verkürzungen um Strecken nachgewiesen wurden, die einer Zeigerstanddifferenz von 10—11 Teil- strichen meiner Skala entsprachen. Wirkung von Kokain auf die Reizbarkeit durch mechanische Reize. Um weiter in das Wesen der eigenartigen Kontraktilität unserer Fasern einzudringen, lag es nahe zu untersuchen, ob Gifte, wie Kokain, sie zu beeinflussen imstande seien. Holothuria tubulosa. Zwei Hälften eines Hautstreifens, der einem Ambulacrum entspricht, ohne Muskulatur. Die eine Hälfte liegt ®/, Stunden lang in einer Kokainlösung von 2°/, in Seewasser, die andere ebensolang in reinem Seewasser. Beide kommen sodann nebeneinander (je an einen Hebel) auf meinen Apparat. Be- lastung: 16 @. Zeigerstand Zeigerstand Zeit des Stückes des Stückes aus Seewasser aus Kokain 12h 16, 13 13 12410, 342% 9,3 0 Beide Stücke werden durch Stechen gereizt Nach Reizung 11,3 0,8 In den meisten Fallen aber erwiesen sich Hautstiicke, wenn sie nur hinreichend mit Kokain vergiftet waren, als unreizbar. Ich gebe Über „reflexarme“ Tiere. 419 ein Protokoll wieder, in dem durch Entlastung für eine etwaige Ver- kürzung des vergifteten Hautstückes die günstigsten Bedingungen geschaffen worden waren. Holothuria tubulosa. Ein Hautstreifen, einem Interambulacrum entsprechend, kommt um 12h 20‘ in Kokain 2°}, in Seewasser. Ein gleich großes und auch sonst gleichartiges Hautstück desselben Tieres kommt zur nämlichen Zeit in reines Seewasser. Um 12h 50‘ kommen sie wie im vorherigen Versuch auf den Apparat. Belastung 16 g. Beide Stücke sind muskelfrei. Nach einiger Zeit, in der sich beide Stücke dehnen (das ver- giftete natürlich viel schneller als das andere), gelingt es, das unvergiftete Hautstück durch Drücken zu reizen, so daß der Zeiger von 10,8—12,0 steigt, bei voller Last. Das ver- giftete Hautstück wird zuerst bis auf 6 g, später bis auf 1 g ent- lastet. Es wird jeweils gewartet, bis der Zeiger infolge der Ent- lastung seinen Höchststand erreicht hat. Das Stück ist trotz dieser günstigsten Bedingungen weder durch Schlagen (Drücken) noch durch Stechen zur Verkürzung zu bringen. Kokain vermindert oder vernichtet also die Reiz- barkeit. €) Die Wirkung von Essigsäure auf den Tonus der Hautfasern. Wir lernten die wunderbare Eigenschaft der kontraktilen Haut- fasern kennen, durch Essigsäure zu einer Verkürzung nicht ver- anlaßt zu werden. Ich habe untersucht, ob die Säure nicht zum mindesten einen Einfluß ausübt auf den Tonus der Fasern, d.h. auf den Widerstand, den die Haut passiver Dehnung entgegensetzt. Holothuria tubulosa. Zwei gleichartige Stücke muskelfreier Haut. Das eine Stück kommt in Seewasser, das andere in stark mit See- wasser verdünnte Essigsäure (Kohlensäureentwicklung). Nach 1 Stunde 35 Minuten kommen die Stücke in üblicher Weise auf den Apparat. Schon äußerlich ergibt sich ein Unterschied: die Stücke waren ursprünglich gleich lang; jetzt mißt das Stück aus Seewasser 6,2 cm, dasjenige aus verdünnter Essigsäure 5,3 cm.!) 1) Ich hatte versäumt die Länge beider Stücke vor Beginn des Ver- suches aufzuschreiben. Ich weiß aber aus anderen Versuchen (s. weiter unten), daß der Längenunterschied durch ein weitergehendes Erschlaffen des Stückes in Seewasser zustandekommt. 420 HERMANN JORDAN Belastung: 16 g. | Zeigerstand des Stückes Zeit Pe aus Seewasser aus Essigsäure 5h 57° | 13,2 13,2 5h 58! 11,05 13,0 Es werden beiderseits weitere 5 g angehängt Bild Steh 9,9 12,5 6h 4° 7,5 12,3 6h 11‘ 4,7 12 6h 25° 1 11,6 6h 29 0 11,4 Das Stück aus Essigsäure ist noch recht wohl reizbar. Von einem späteren Stand von 10,9 steigt sein Zeiger infolge von Stechen und Drücken des Hautstreifens bis 11,35. Wie bei den Schnecken das tonusärmere Hautstiick reizbarer ist, so auch hier das Hautstück, das aus reinem Seewasser kommt: Kratzen wir es stark, so steigt sein Zeiger von 0—9. Ob das tonusirmere Stück in allen Fallen das reizbarere ist, vermag ich nicht anzugeben, da ich die Frage nicht systematisch untersucht habe. Ich will ein weiteres Beispiel hier wiedergeben, bei dem ich die Länge der Stücke vor Beginn des Versuches anzugeben vermag (s. Fußnote 1 S. 419). Holothuria tubulosa. Zwei Hälften eines Hautstreifens, der einem Interambulacrum entspricht. Die eine Hälfte kommt 6 Uhr 10 Min. in Essigsäure 2°/,, (in Seewasser), die andere kommt zur gleichen Zeit in reines Seewasser. Sie bleiben je 30 Minuten in der ent- sprechenden Flüssigkeit und kommen dann auf den Apparat. Vor dem Einlegen in Seewasser bzw. in verdünnte Essigsäure war jedes Stück 5,8 cm lang. Später, am Apparat eingestellt, mißt das Stück aus Seewasser 6,8 cm, dasjenige aus Essigsäure 6 cm. Es hat also die Essigsäure nicht eine Verkürzung hervorgerufen, sondern die Erschlaffung verzögert, welche auf die durch die Präpara- tion bedingte Verkürzung folgt. Die Hebel sind mit 21 g belastet. Zeigerstand des Stückes aus Seewasser verd. Essigsäure 2°/,, 6h 43: 13,2 13,2 6h 43! 10,1 11,8 Zeit | . | | Über „reflexarme“ Tiere. 491 6h 49! 6 à 10,75 6h 56 4,5 10,3 6h 58: 0 8,7 (noch reizbar durch Druck). Die Essigsäure ist also zwar nicht imstande eine Verkürzung der Hautfasern zu veranlassen, allein bei längerer Hin- wirkung erhöht sie schon in einer Konzentration von 2%, in den muskelähnlichen Fasern den Widerstand gegen passive Ausdehnung. Die Faser behält hierbei ihre Kontraktilität auf mechanische Reize hin bei. IV. Diskussion unserer Befunde.!) A. Sind die Hautfasern der Holothurien als Muskelfasern anzusehen ? In der Cutis der Holothurien verlaufen in Ring- und Längs- richtung zahlreiche starke Fasern, die mit Hämalaun-Eosin eine violette Zwischenfarbe annehmen zwischen dem Rot der echten Muskeln und dem Blauviolett des Bindegewebes. Durch Säure- fuchsin-Pikrinsäure nehmen die Fasern die für Bindegewebe charakte- ristische rote Färbung an. Diese Fasern sind weder durch Essig- säure noch durch starke Wechselströme noch durch Wärme zu einer Verkürzung zu veranlassen. Und doch besitzen sie mancherlei Eigen- schaften, auf Grund deren wir sie als ein muskelartiges Gewebe anzusehen gezwungen sind: 1. Sie verhalten sich einer Last gegenüber wie ein echter Muskel mit Tonusfunktion: sie geben der Last durch stetige Deh- nung nach, ihr dauernd Widerstand bietend. Sie dehnen sich hierbei ohne bedeutende Spannungszunahme. Die geringe Spannungszunahme gibt sich zumal zu erkennen, wenn wir die Fasern (die Haut) durch Last gedehnt haben und diese Last dann entfernen: es tritt eine geringe Wiederverkürzung auf. Allein hierbei handelt es sich nicht um die Gewinnung eines physikalischen Gleichgewichtszustandes. Denn kurze Zeit nach der Wiederverkürzung beginnt die Haut sich wieder unter dem Einflusse der unveränderten Restlast zu dehnen. Wir umschrieben diesen komplizierten Vorgang mit einem Bild, einer Hypothese, die hier nicht wiederholt zu werden braucht, und 1) In diesem Abschnitt findet der Leser die wichtigsten Befunde im Zusammenhang mit ihrer Besprechung, wiederholt. 422 | . HERMANN JORDAN, taten dar, daß es sich hierbei nur um Spannungsänderung bei gleich- bleibenden äußeren Bedingungen handeln könne, also um „spontane“ Spannungsänderung. Gewebe mit spontaner Spannungsänderung aber pflegen wir Muskeln zu nennen. 2. Daß der Widerstand, den die Haut ihrer passiven Dehnung durch Last entgegensetzt, muskelartiger Natur ist, bewiesen wir « auch dadurch, daß dieser Widerstand durch „tonuslösende“ Gifte, wie Pelletierin und Kokain, gebrochen werden kann. War nach alledem, trotz der wunderbaren Unerregbarkeit durch chemische, elektrische und thermische Reize, trotz des färberischen Verhaltens, an der muskelähnlichen Beschaffenheit der Hautfasern nicht wohl zu zweifeln, so wird der Beweis doch erst vollkommen durch folgende Befunde. 3. Die Haut kann durch grobe mechanische Reize zu einer langsamen, dabei ausgiebigen „tonischen“ Verkürzung gebracht werden. 4. Diese eigentümliche Erregbarkeit kann durch Gifte, wie Kokain, herabgesetzt oder vernichtet werden. 5. wollen wir hier schon angeben (siehe Mitteilung No. 2), daß die tonischen Reaktionen der Haut in charakteristischer Weise dem Zentralnervensystem unterstehen. Anhangsweise dürfen wir 6. daran erinnern, daß Essig- säure zwar keine spontane Verkürzung hervorruft, dagegen den Tonus der Fasern, also ihren Widerstand gegen passive Dehnung, zu steigern vermag. Die Essigsäurewirkung braucht hierbei nicht so weit zu gehen, daß die Reizbarkeit der Fasern vernichtet wird. Nach alle dem sind wir außerstande, den Haut- fasern der Holothurie Muskelcharakter abzusprechen. Ob man sie als Muskelfasern oder muskelähnliche Fasern wird an- sprechen wollen, kann uns gleichgiltig sein; ja wir erklären uns einverstanden, wenn man die Fasern als ein Mittelding zwischen Binde- und Muskelgewebe wird ansehen wollen. Hingegen scheint die biologische Bedeutung der seltsamen Einrichtung dieser Holo- thurienhaut unser größtes Interesse zu beanspruchen, und wir wollen uns ihr zuwenden. B. Das Hartwerden der Holothurienhaut. Daß die Holothurienhaut, wenn man sie energisch anpackt, hart wird, ist, wie gesagt, eine bekannte Tatsache. Allein wir hörten auch, daß man für diese Erscheinung bislang noch keine Erklärung wußte und daß die interessanten Befunde LiNDEMaANx's über die Wasserverteilung in Cutisfasern und Grundsubstanz nicht zu ihrer Erklärung (mindestens nicht ohne weiteres) herangezogen werden Al Über ,reflexarme“ Tiere. 493 dürfen. LiNDEMANN selbst führt das Folgende aus: „Wie gesagt ist die Haut der Holothurien unter normalen Verhältnissen weich, sie wird nur durch die Einwirkung von bestimmten Reizen hart, woraus schon zu sehen ist, daß dies Hartwerden von aktiver Tätigkeit bestimmter Elemente abhängig sein muß und einen Zustand der Reizung darstellt. Da wir aber in der Haut der Holothurien keine anderen Elemente als Bindegewebszellen und Leucocyten überall verbreitet finden, so ist diese Erscheinung ziemlich rätselhaft.“ Wir haben nun erkannt, daß die vermeintlichen Bindegewebsfasern in Wirklichkeit ein muskelartiges Gewebe darstellen. Wir fanden, dab alle jene Reize, welche das Hartwerden der normalen Holothurie veranlassen, anch ein Hartwerden des ausgeschnittenen Hautstückes zur Folge hatten. Jedes Hartwerden des Hautstückes aber ging Hand in Hand mit einer Verkürzung, und je ausgiebiger die Ver- kürzung war, desto härter wurde die Haut. Das Hartwerden des sich verkürzenden Muskels ist eine allzu bekannte Tatsache, als dab wir nicht schließen dürften: das Hartwerden der Holo- thurienhaut ist nichts als eine „tonische* Kontraktion der in der Cutis liegenden muskelähnlichen Fasern. Ob es sich hierbei um einen Reflex oder um direkte Muskelreizung handelt. ist zunächst nicht zu entscheiden. Einmal sind die erforder- lichen Reize zu. groß, als daß man sie auf Empfangs- (Sinnes-) Organe beschränken könnte. Dann sind wir noch nicht hinreichend über die in der Haut vorhandenen Reflexbahnen unterrichtet, um eine Entscheidung treffen zu können. Wahr ist, dab die Erscheinung des Hartwerdens auch dann eintritt, wenn der Radialnerv von dem Hautstück abgetrennt wurde. Allein wir hörten von einem mög- licherweise vorhandenen Nervennetze in der Haut, und wir dürfen ein solches bekanntlich als primitives Reflexorgan betrachten. So können wir keine der beiden Möglichkeiten: direkte Reizung oder Reflex, ausschließen und müssen die Frage offen lassen. Wenden wir uns jetzt zur Bedeutung dieser Erscheinung. Wenn ich eine normale Holothurie an irgend einer Stelle ihrer Haut fest anpacke, so wird diese Stelle sehr hart — wie nunmehr ver- ständlich. Versuche ich es, in eine solche Hautstelle mit einer Nadel zu stechen, so erfahre ich einen sehr bedeutenden Widerstand. Steche ich dagegen in ein Stück mit Kokain vergifteter Haut, die also nicht oder kaum mehr zu erhärten vermag, so ist der Wider- stand sehr viel geringer. Das Hartwerden der Holothurien- Bann ist also ein, Schutz/wor. mechanischen /Ver- 494 HERMANN JORDAN, | letzungen. Dieser Schutz wird aber auf Grund einer ganz anderen Mechanik erzielt als der analoge Schutz, den der Haut- muskelschlauch etwa einer Aplysia zu gewähren imstande ist. Be- rühre ich etwa den Rand eines Aplysien-„Flügels“ (Parapodiums), so erfolgt gleichfalls eine Muskelverkürzung. Das Härterwerden dieser Muskeln ist eine physiologische Nebenerscheinung ihrer Ver- kürzurg. Nutzen bringt die Verkürzung selbst, welche den „Flügel- rand“ vom Orte des schädlichen Reizes entfernt: der „Flügel“ zieht sich schnell zurück. Bei Holothurien finden wir nichts ähn- liches. Berühren wir ihre Oberfläche etwa in der Mitte des Körpers, so ist von einer sichtbaren Bewegung, die als Schutzreflex gedeutet werden könnte, kaum etwas zu sehen.!) Die geschädigte Stelle ent- fernt sich praktisch nicht vom schädigenden Reiz, dazu ist die Haut- faserverkürzung zu langsam und zu unausgiebig. Aber die Haut wird hart und relativ unverletzbar. Mit anderen Worten: während bei Aplysien (nnd allen anderen Tieren) das Hart- werden biologisch eine notwendige Nebenerscheinung der Verkürzung ist, müssen wir bei der Holothurien- haut die Verkürzung als physiclogisch notwendige, aber an sich ‘unnütze Nebenerscheinung des Hart- werdens betrachten! Damit ist unsere Analyse dieser interessanten Schutzvorrichtung durchgeführt, und wir haben zugleich auf etwas Neues hingewiesen: die Hautfasern der Holothurien sind zwar muskelähnlich, aber ihre Fähigkeit sich zu verkürzen, d.h. Bewegungen auszuführen, spielt gar keine Rolle innerhalb der Ökonomie der Holothurien. Diese Erkenntnis soll das Thema des letzten Abschnittes dieser Mitteilung werden. C. Holothurienmuskeln und Holothurienhaut in ihrem Zusammenwirken. | Die Muskeln, die wir in dem Hautmuskelschlauch etwa einer Schnecke finden, vereinigen in sich zwei Funktionen: die Beweg- lichkeit (motorische Funktion) und die Tonusfunktion. Fir diese beiden biologisch so weitgehend voneinander verschiedenen Leistungen besitzt die Holothurie zwei getrennte Systeme. Die Haut besitzt (fast) nur Tonusfunktion. 1) Siehe darüber Mitteilung II. m Über ,reflexarme“ Tiere. 495 Die echten Muskeln lassen diese völlig vermissen und verhalten sich etwa wie Skeletmuskeln. *) Die echte Muskulatur ist aller Bewegungen fähig, deren die Holothurie bedarf. Wir erwähnen hier nur: die Ortsbewegung, das Aufrichten des etwa auf den Rücken gelegten Körpers, das reflektorische Einziehen des vorderen und hinteren Körperendes und einige Elementarreflexe, alles Bewegungen, die uns in der zweiten Mitteilung beschäftigen werden. Da nun die Holothurien hohl- organartige Tiere sind, so wären in der Mehrzahl der Fälle alle Bewegungsmöglichkeiten nutzlos, wenn nicht in der eingangs dar- getanen Weise für einen turgeszenten Zustand des ganzen Systems und für Regulierung dieses Zustandes gesorgt würde. Daß es die „Lonusfunktion*“ von Muskeln ist, welche diese Aufgaben löst, wissen wir, ebenso, dab die Hautfasern diese Tonusfunktion besitzen; so. bleibt nur, uns ein Bild zu machen, wie durch die auf zwei Systeme verteilten beiden Funktionen das nämliche geleistet wird wie etwa bei Schnecken, wo wir sie bei ein und demselben Muskel studieren konnten. Dem Leser, der unseren Ausführungen bis hierher gefolgt ist, müssen die beiden ersten Punkte dieses Zusammenarbeitens vollkommen klar sein: 1. die Erzeugung des Turgors; 2. die Konstant- erhaltung des Druckes bei Druckzunahme. Wir wollen diese Dinge daher nur kurz ausführen. 1. Erzeugung des Turgors. Den Turgor gewährleistet die Haut durch den Widerstand, den sie jeder Ausdehnung entgegensetzt. Die Muskulatur kann in der Ruhe total erschlafft sein: die Haut sorgt dafür, daß die einmal vorhandene walzen- oder gurkenförmige Gestalt nicht mit der eines schlaffen, d. h. platten Sackes vertauscht wird. Wir hörten ja schon in der Einleitung: die Tonusmuskulatur der Hohlorgane und der ihnen analog eingerichteten Tiere weist normalerweise keine Spannung auf. Sie behält durch „Sperrung“ einen Verkürzungsgrad bei, groß genug, um der vorhandenen, das Hohlorgan erfüllenden Flüssigkeits- menge das größte Volum bei kleinster Oberfläche zu verleihen, ein Volumen, wie es der Formentypus des Organs oder des Tieres eben 1) Eine nicht unähnliche Verteilung der beiden Funktionen, allerdings unter anderen Bedingungen, hat bekanntlich v. UEXKULL bei der Muskulatur des Seeigelstachels beschrieben. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool.-u. Physiol. 28 426 HERMANN Jorpan, zuläßt. Wie dadurch der nötige Turgor, auch ohne Muskelspannung, erzielt wird, wissen wir. Und zwar geschieht das durch jene rätsel- hafte „Sperrvorrichtung“ (v. ÜExkÜLL, v. GRÜTZNER), welche Tonusmuskeln und auch die Holothurienhaut auszeichnet. *) 2. Die Haut der Holothurien bei Druck- oder Füllungszunahme. Die Holothurien weisen, genau wie Hohlorgane, große Schwan- kungen des Inhalts ihres Hohlraumes auf. Wir beschäftigen uns nun mit der Zunahme des Inhalts oder des Druckes. Der Inhalt des Holothurienhohlraumes nimmt zu, wenn (wie wir das eingangs hörten) das Tier Wasser durch die Cloake einsaugt. Der Druck im Inneren nimmt zu, wenn (bei der Ortsbewegung) die Muskulatur (bei geschlossener Cloake) in Tätigkeit tritt. In allen Fällen muß die Tonusmuskulatur, also das Hautfasersystem, nachgeben. Verkürzt sich die Ringmuskulatur, so sind es die Hautlängsfasern, die sich dehnen müssen und vice versa. Bei Wasseraufnahme aber geben alle Fasern nach. Wäre es die Locomotionsmuskulatur, welcher die Druckregulierung obliegt, so könnten wir sagen, Nachgeben ist gleichbedeutend mit Muskelerschlaffung.. Wir wissen nichts von Erschlaffung der Haut. Nach spontaner Verkürzung in- folge von mechanischer Reizung erschlafft sie spontan, wie wir aus unseren Versuchen wissen.”) Allein diese mechanischen Reizungen spielen bei den Prozessen, die uns hier beschäftigen, gar keine Rolle. Bei diesen Prozessen lernten wir nichts von spontaner Verkürzung und auch nichts von spontaner Erschlaffung kennen. Das Nach- geben der Haut unter Wirkung von Überfülle oder Überdruck ist zunächst rein passiv, genau gleich dem Nachgeben der Hautstreifen gegenüber der Überlast an unserem Apparat. Es handelt sich hier- bei um jenes Gedehntwerden von Muskeln mit Tonusfunktion, das, wie wir hörten, bei Holothurien so gut wie in anderen Fällen, praktisch ohne Spannungszunahme?°) vor sich geht, wodurch 1) Man beachte, daß wir diese „Sperrung“ an unserem Apparat nur an dem stetigen Widerstand erkennen, den die Haut ihrer Ausdehnung entgegensetzt. Um die „Sperrung“ als solche, d. h. als Stillstand, zu sehen, bedürfte es des Gleichgewichts zwischen dem Sperrvermögen und dem Grade der Belastung. Wir müssen hingegen fast stets mit Überlast arbeiten. 2) Z. B. verzögerte Erschlaffung des Hautstückes in Essigsäure. 3) Die geringe Spannungszunahme, die wir.nach Entlastung der durch Last gedehnten Haut nachweisen, gleicht sich späterhin ja auch aus. N D M TR TT ee Ca. Ve he DCE nn SE Über ,reflexarme“ Tiere. 497 der Innendruck stets auf den Flüssigkeitsdruck be- schränkt bleibt. Andrerseits, da die Dehnung unter stetigem Widerstand von seiten der muskelartigen Fasern vor sich geht und dieser Widerstand sofort zur Sperrung wird, wenn der Uber- druck zum Normaldruck absinkt, gewährleisten die Hautfasern auch nach ihrer passiven Dehnung stets wieder die vollkommene „Erfüllung“ des Körperhohlraumes (nach den Prinzipien, die wir soeben unter 1. wiederholend besprachen). Daß alle diese Funktionen der Regulation des Zentralnerven- system unterstehen, sei aus Mitteilung 2 hier schon vorweggenommen. Bei diesen Erscheinungen sind die echten Muskeln durchweg unbeteiligt. 3. Die Haut der Holothurien bei Druck oder Fullungsabnahme. Wo ein echter Muskel sich zusammenzieht, sei es lokal, etwa bei der Ortsbewegung, oder mag es sich um eine Allgemein- verkürzung handeln, die zum AusstoBen bedeutender Wassermengen aus dem After führt (wie wir sie eingangs erwähnten), stets muB eine solche Verkürzung zur Entlastung der Haut führen, sei es lokal, sei es allgemein. Da die Hautfasern die Spannung Null oder doch annähernd Null!) aufweisen, so bedeutet die Entlastung für sie doch offenbar, daß sie sich der Verkürzungsbewegung der echten Muskeln nicht spontan anschließen. Erschlaffen diese letzteren nun, so könnte nach dieser Voraussetzung von einer Konstanterhaltung des Innendruckes keine Rede sein: z. B., wenn bei einer Holothurie, die wir aus dem Wasser nahmen und die dabei, in der bekannten Weise, Wasser zum. After ausstieß, die Muskulatur wieder erschlafft, so müßte das entleerte Tier zu einem schlaffen, platten Sacke werden; der Verkürzungsgrad der Hautfasern kann sich nach unserer An- nahme doch nicht dem verminderten Inhalte anpassen, und wir hätten daher keine maximale Erfüllung des Hautschlauches mehr. Die Erfahrung aber lehrt, daß das nicht zutrifft. Wenn nach solch einer Allgemeinverkürzung die Muskeln erschlaffen, so 1) Ich wiederhole: die geringe Wiederverkürzung, die wir in unseren Entlastungsversuchen sahen, ist die vorübergehende Folge gewaltsamer Dehnung. Daß die wenigen Prozente der Wiederverkürzung in unseren Versuchen, selbst wenn es sich nicht um eine vorübergehende Erscheinung handelte, zur Lösung des oben behandelten Problems bei weitem nicht ausreichen, dürfte ohne weiteres verständlich sein. 28* 428 HERMANN JORDAN, umkleidet die Haut die nunmehr kleinere Holothurie in genau der oleichen Weise, wie sie es früher bei der größeren Holothurie tat: sie hat sich wieder um die Restwassermenge in der Weise gelegt, die wir als fiir die Wand von Hohlorganen charakteristisch fanden, der Flüssigkeitsmenge, die noch vorhanden ist, das größtmögliche Volumen bei geringster Oberfläche!) verleihend; von einem schlaffen, platten Sacke sehen wir nichts.) So muß unsere Voraussetzung falsch sein, die Haut muß auch die Fähigkeit haben, sich ver- mindertem Volumen anzupassen, und es ist unsere Aufgabe zu zeigen, wie das möglich ist. Wenn unsere Harnblase sich entleert, so geschieht das mit Hilfe der nämlichen Muskulatur, die später durch Sperrung den einmal erzielten Verkürzungsgrad beibehält. Die muskelähnlichen Hautfasern der Holothurien sind ganz sicherlich einer Spontanverkürzung nicht fähig. Die groben mechanischen Reize, welche eine langsame und relativ geringfügige Verkürzung der Cutisfasern veranlaßten, spielen im normalen Wechselspiel zwischen Füllungsgrad und Verkürzungszustand der Hautfasern keine Rolle Auf andere Weise konnten wir Verkürzung nicht er- zielen. Gewif, man kann uns den Einwand machen, daß wir mit allen physiologischen Hilfsmitteln den normalen Impuls nicht nachmachen oder ersetzen können. Allein man bedenke, wir haben mit starken Wechselströmen und konzentrierter Essigsäure alle Elemente gereizt, die als reizbar gelten: Radialnerv (Zentral- nervensystem) und damit zugleich die von ihm zu den Haut- fasern führenden Nerven, wir haben das Epithel mit seinen Sinnes- organen ebensogut gereizt wie die Cutisfasern selbst. Wir kennen bislang aber keinen einzigen Muskel, der, einer „Spontankontraktion“ fähig, nicht durch die genannten Reizmethoden zur Verkürzung zu bringen wäre. So erscheint mir folgender Schluß nicht allzukühn: die Cutisfasern der Holothurien sind muskelähnliche Organe, die von seiten des Holothurienorganismus zu einer Spontankontraktion nicht veranlaßt werden können. Ich halte es für ganz ausgeschlossen, daß die Verkürzung der echten Muskeln auf irgendwelchem Wege eine selbsttätige Verkürzung der Haut hervorruft. Und doch kann die Haut den 1) Immer unter Voraussetzung der Gurkenform. 2) Außerhalb des Wassers ist die Muskulatur infolge Hehlen: des äußeren Wasserdruckes überlastet. Alle diese Angaben treffen genau nur für Tiere zu, die unter Wasser beobachtet werden. Uber „reflexarme“ Tiere. 499 Muskeln die Funktion der Sperrung, auch nach der Kontraktion dieser Muskeln, nur abnehmen, wenn die Haut diese Kontraktion irgendwie mitzumachen imstande ist. Wie kann das geschehen ? Wenn wir eine kriechende Holothurie beobachten, so erkennen wir, daß während der einzelnen Verkürzungsphasen der Muskeln die entsprechenden Hautpartien nicht runzlig werden:!) sie bleiben vielmehr glatt und passen ‘sich den Muskelbewegungen an, als be- stünden sie aus gespanntem Gummi. Es ist unsere Aufgabe, dieses Verhalten zu untersuchen. Die Zusammenschiebbarkeit der Haut. _ Die Holothurie ist, wie wir wissen, ein turgeszenter Körper, umgeben von einer dicken Haut, unter der sich Muskulatur befindet. Zieht diese Muskulatur sich zusammen, so können wir zwei Mög- lichkeiten unterscheiden: 1. entweder die Muskeln zwingen die Haut, sich in Falten zu legen. Das trifft in der Regel nicht zu. 2. Es muß die Haut ineinander geschoben werden, als bestünde sie aus einer plastischen Masse. Da diese letztere die einzige Möglichkeit zu sein schien, so untersuchte ich die Zusammenschiebbarkeit der Haut. Ich befestigte auf meinem Apparat ein Stück Holothurienhaut und dehnte dieses durch Belastung um eine gewisse Strecke Nun faßte ich die beiden Enden des Hautstreifens je zwischen 2 Finger und übte derart einen Druck auf die Haut, parallel mit der Längs- richtung des Streifens, aus, daß ich die beiden Enden einander zu nähern trachtete. Der Druck, der sanft, aber stetig ausgeübt wurde, sollte also gleichsam die Wirkung sich verkürzender Muskeln auf die Haut nachahmen. Ich überzeugte mich bei solchen Versuchen, wenn sie nur hinreichend geschickt ausgeführt wurden, daß sich die Haut in der Tat, ohne Falten zu bilden, ineinander schieben läßt. Und der Zeiger unseres Apparats gibt an, daß es sich bei diesem Ineinanderschieben oft um nicht unbedeutende Strecken handelt. Doch damit ist unsere Aufgabe nicht gelöst. Erst dann ist die Fähigkeit der Haut, sich zusammenschieben zu lassen, für das Tier von Wert, wenn in zusammengeschobenem Zustande die Haut neuerlicher Ausdehnung wieder hinreichenden 1) Bei maximalen Kontraktionen der Muskeln kann die Haut ge- legentlich auch vorübergehend Runzeln aufweisen, nicht aber bei der normalen Ortsbewegung. 430 HERMANN JORDAN, Widerstand entgegenzusetzen imstande ist. Nur dann kann sie, in ihrer Funktion als Sperrmuskel, den von den echten Muskeln gewonnenen Zustand beibehalten. | Wir müssen für solch eine Untersuchung einen zuvor zu- sammengeschobenen Hautstreifen belasten und folgende Frage durch Beobachtung entscheiden: wenn die Zusammenschiebbarkeit nichts ist als der Ausdruck von Elastizität, so muß, im nämlichen Augen- blicke, in dem ich die beiden Hautenden loslasse, der belastete Zeiger schnell nach unten fallen. Umgekehrt, wenn das Zusammendriicken die innere „Sperrung“ der Cutisfasern in der ihnen künstlich auf- gezwungenen Verkürzung auslöst, so muß eine typische Dehnungs- kurve entstehen, wie wir sie bei Belastung frischer Hautstreifen er- hielten. Holothuria tubulosa (Fig. H). Ein Hautstreifen in Querrichtung, ohne Muskeln und Radialnerven, ‘wird mit 15 g belastet und ge- dehnt, bis der Zeiger auf 1,4 steht. (Anfänglicher Stand — 13.) Der Zeiger wird dann (ohne daß am Hautstreifen irgend etwas verändert wird) auf 7 eingestellt und mit 21 g belastet, um eine Vergleichs- kurve zu gewinnen, die wir hier in Zahlen wiedergeben: a) Die normale Haut. Last 27 2. Zeit Zeigerstand ln DR a Sin Bee 6,5 9h 7! 6,15 9h 9! 6,0 Si WU 5,5 Fig. H. Holothuria tubulosa. a Dehnungskurve eines Hautquerstreifens, der zuvor schon um eine Strecke (s. Protokoll) gedehnt worden war. b Dehnungskurve (um die gleiche Strecke) des gleichen Streifens ay 2 nach Ineinanderschiebung. In beiden Fällen 2, Die normale Haut. BIDIERUBamangeseietege st wurde mit 21 g belastet. Nun wird der Hautstreifen in beschriebener Weise (alles andere bleibt unverändert) zusammengeschoben, bis der Zeiger 8,5 zeigt. Wir lassen los: der Zeiger fällt schnell bis 7,5, von da an langsam. Wir nehmen von 7 an die Fallkurve bis 5,5 zum Ver- gleiche mit a auf. (Die Zeigerstände sind in beiden Kurven gleich, so daß die Zeitunterschiede sich ohne weiteres ergeben.): u TE Bus = Über ,reflexarme“ Tiere. 431 b) Die zusammengeschobene Haut. Last 21 g. Zeit Zeigerstand Jus 7 One 19: 6,65 Old 6,5 Bin Bee 6,15 an Zn 6,0 Ihm,“ 5,5 Für die gleiche Dehnungsstrecke, für welche die Haut von „natür- licher“ Länge!) 15 Minuten beanspruchte, braucht die gleiche Haut nach Zusammenschiebung 91, Minuten. Wenn der Widerstand im letztgenannten Zustande auch etwas geringer ist, als im natürlichen, so ist doch die Tatsache außerordentlich bemerkenswert: Die sehr ansehnliche Last von 21 g braucht volle 91, Minuten, um die zusammengeschobene Haut wieder zu ihrer Ausgangslänge zu dehnen. Dabei handelt es sich nur um eine ganz unbedeutende Dehnungsstrecke.?) Es sei hier schon bemerkt, daß die durch Zusammenschieben erzielte Verkürzung viel ausgiebiger ist als die spontane Kontrak- tion auf Kratzen hin. Der gleiche Hautstreifen, zwischen unseren beiden Versuchen (a und b) durch Kratzen gereizt, verkürzt sich nur so weit, daß der Zeiger von 5,5 bis 5,7 steigt. In einem analogen Versuche mit einem Hautlängsstreifen von Holothuria tubulosa bedurfte es einer Zeit von 121}, Minuten, um mit 3l g Last ein zusammengeschobenes Hautstück so zu dehnen, daß der Zeiger einen einzigen Skalenteil fiel. Holothuria tubulosa. Hautlängsstreifen zusammengeschoben, dab der Zeiger von 5,0 bis 7 steigt. Schneller Fall bis 6,2. Die Kurve wird aufgenommen zwischen Zeigerstand 6 und 5. 1) d. h. die zwar durch Last schon gedehnt, nicht aber zusammen- geschoben wurde. 2) Ich nehme an, daß wir beim Zusammendrücken nicht nur die muskelartigen Fasern zur Verkürzung bringen, sondern auch darüber hinaus die elastische Grundsubstanz ineinanderschieben. Diese dehnt sich, wenn wir loslassen, sofort wieder aus (wie gedrückter Gummi): daher zu Anfang der Dehnung die kurze Strecke schnellen Falles (oben nur an- gedeutet) und die starke Zunahme des Widerstandes im Verlaufe der Dehnungskurve. 432 HERMANN JORDAN, Zeit ® Zeigerstand . 12h 253/,! 6 12h 26‘ 5,85 | 12h 27 5,7 | 12h 29 5,5 12h 33! 5.25 12h 35° 5,1 | 12h 37 5,05 4 12h 37}: 5,0 MENT TT La | [Lt LIL A or | LILI I ne EB EE |W SSI] j : U N | nn I. à à EI 5 S TE > Ss ® | |ineinanden- = = Su geschoben: l N ar EEE sya see | N | Oe AA Ë 9430599933’ 41" um 47 : = 54135156! ee oF 8 15" 19 20 2V 22°23 2 25 26°27 30 33 3x 35 36 37 38 Fig. J. Holothuria tubulosa. Längsstreif der Haut einem Radius entsprechend. Zunächst von Skalenteilstrich 13 bis 0 durch 6 g gedehnt, dann den Zeiger wieder auf 13 eingestellt (Kurve II) 16g. Von hier an die Kurve erst voll (als wie auf bewegter Walze) ausgezeichnet. III. Bei Zeigerstand 0 auf 1 g entlastet (Wiederverkürzung um 9,6°/, der Dehnungs- strecke). IV. „Reizungskurve“ (16 g Last). Gereizt wird durch Stechen und Drücken 1 Minute lang. V. Die Wiederausdehnungskurve der ineinandergeschobenen Haut mit 16 g. Zur gleichen Strecke hatte das gleiche Gewicht beim Haut- streifen von „natürlicher“ Länge 21 Minuten nötig gehabt. Es ergibt sich hieraus eine Abhängigkeit des Widerstandes des Key 4 Über „reflexarme“ Tiere. 433 zusammengeschobenen Hautstückes gegen Wiederaus- dehnung von seinem ursprünglichen Tonusgrad.t) Vergleichung der. Dehnungszeit nach Belastung des Hautstückes von „natürlicher“ Länge, des durch Reizung spontan verkürzten und des ineinander ge- schobenen Hautstückes. Holothuria tubulosa (Fig. J). Hautlängsstreifen einem Ambulacrum entsprechend (mit Radialnerv). Zweimal von Zeigerstand 13 bis Zeigerstand 0 gedehnt; zuletzt mit 16g. Wir lassen die Kurve I (von 13—0) unberücksichtigt und nehmen die Zahlen der IL Kurve auf. II. Dehnungskurve nach Belastung der Haut von „natürlicher“ Länge. Last 16 g. Zeit Zeigerstand Dh 30: 192 dh 33! 8,65 5h 411,‘ 4,9 5h 47 2,25 bh 54 0,0 III. Entlastungskurve. Dh 55°. | 0 Entlastung auf 1 g 5h 56' 105 6h 8‘—6h 15‘ 2,0 Oh 19: 2,0 IV. Erschlaffungskurve nach Reizung. Es werden 16 g an den Zeiger (Hebel) gehängt und der Haut- streifen von 6 Uhr 19 Min. bis 6 Uhr 20 Min. durch Stechen und Drücken gereizt. Der Zeiger steigt dabei von 2,0—4,9. Die „Er- schlaffungskurve“ mit einer Last von 16 g wird aufgenommen. Zeit Zeigerstand 6h 20’ 4,9 6h 21 4,05 6h 22' 3,1 1) Ich besitze leider keine Protokolle dafür, daß auch Kokain diesen Widerstand bricht, und wage es nicht, diesbezügliche Angaben aus dem Gedächtnis zu machen. Doch zweifle ich nicht daran, daß Kokain diesen Einfluß hat. Sobald ich Gelegenheit habe, hole ich das Versäumte nach. 434 HERMANN JORDAN, 6 h-23/ 2,6 6h 24° 2,25 6h 25‘ 2,0 V. Dehnungskurve deszusammengeschobenen Haut- | streifens. Zusammenschiebung bis 9,2. Last 16 g. -4 Zeit Zeigerstand 6h 26‘ 9 Sn rl: 8,5 6h 30! Te 6h 33° 5, 6h 34‘ 4,6 6h 35‘ 41 6h 36‘ 3,6 Ol, 57: 3,0 6h 38° 2,45 6h 39! 2,0 Schiebe ich nun den gleichen Streifen zum 2. Male weiter- gehend zusammen, z. B. bis der Zeiger 13 zeigt, und nehme die Zahlen nur fiir den letzten Teil der Dehnungskurve auf, so er- gibt sich ein viel größerer Widerstand der Haut als nach geringerer Zusammenschiebung: VI. Dehnungskurve des zum 2. Male, nunmehr bis zum Zeigerstand 13, zusammengeschobenen Haut- streifens. Last 16 g. Zeit Zeigerstand 6h 45‘ 13 th 0 4,9 heal 4,2 Th 3! 3,1 Gln 5) 2,1 tn 7 il Gin ey 0,0 Auf eine Wiedergabe weiterer Protokolle verzichte ich. Es sei noch bemerkt, daß die Haut von Stichopus regalis sich analog derjenigen von Holothuria tubulosa verhält. Obige Resultate, die man am besten auf der Fig. J miteinander vergleicht (Versuch VI wurde nicht abgebildet), sollen zunächst keiner weiteren Analyse unterzogen werden. Wir begniigen uns hier mit Uber „reflexarme“ Tiere. 435 der Feststellung der Tatsache, daß die Holothurienhaut sich zusammenschieben läßt und daß sie nur unter be- trächtlichem Widerstand den hierdurch gewonnenen Verkürzungsgrad mit der ursprünglichen Länge wieder tauscht, auch wenn wir sie recht hoch belasten. Ich sehe davon ab, mir über die Mechanik dieses Vorganges eine Meinung zu bilden. Ob die Substanz der Fasern rein passiv ineinander- geschoben wird oder ob der Druck auch als Sperrung auslösender Reiz dient, das kann derzeit nicht mit Sicherheit entschieden werden. Daß es sich nicht nur um ein Verschieben der muskelähnlichen Fasern aneinander vorbei handelt, ist hingegen leichter zu zeigen. Wir erinnern uns, daß man versucht hat, die enorme Dehnbarkeit der glatten Muskeln durch solch eine Verlagerung der Fasern zu erklären. Wir mußten diese Erklärung an der Hand der licht- vollen Auseinandersetzungen v. GRÜTZNER’S ablehnen, weil bestimmt neben solch möglicher Verschiebung auch Längenveränderungen der Fasern vorkommen. Hier gelten die gleichen Argumente. Es ist ja ‘so gut wie sicher, daß für die Cutisfasern das Zusammen- seschobenwerden durch Wirkung der echten Muskeln der einzig normale Restitutionsprozeß ist für vorher erlittene Dehnung. Er muß, mindestens teilweise, auch den Zustand der Fasern selbst ae. Die Zusammenarbeit von Haut und Muskel ist nun- mehr auch im dritten von uns untersuchten Falle klar, dann näm- lich, wenn die Muskeln sich verkürzen und etwa eine Entleerung des Hohlrauminhalts herbeiführen. Die Muskeln zwingen die Haut, die Verkürzungsbewegung mitzumachen, indem sie die Cutisfasern durch Zusammenschieben. zur Verkürzung bringen. Da diese Fasern auch nunmehr die Fähigkeit haben, zu „sperren“, so können die Muskeln jetzt erschlaffen: was sie geleistet und erreicht haben, bleibt erhalten. Die Holothurie behält die betreffende Form bei, bis die Muskeln oder die Cloake durch Wassereinpumpen dafür sorgen, dab Gestaltveränderung eintritt. Diese Sperrung geht vor sich, ohne ‘daß überhaupt die Cutisfasern Spannungserscheinungen gezeigt haben; sobald also die Muskeln erschlaffen, haben wir wieder den für das Hohlorgan charakteristischen Zustand: Sperrung ohne Spannung. Es kann also auch hier der Druck wieder gleich Null sein, bei „voll- kommener“ Erfüllung des Holothurienhohlraumes. Für die analogen Vorgänge an den Hohlorganen der Säugetiere gibt v. GRÜTZNER (1 c., p. 79) folgendes Bild: „Man denke sich einen 436 Hermann Jorpan, Über ,reflexarme“ Tiere. gedehnten, elastischen Gummifaden, der durch seine Zusammen- — ziehung ein mit Sperrhaken versehenes Gewicht an einer mit ent- — sprechenden Haken versehenen Zahnstange in die Höhe heben, und wenn er mit der Zusammenziehung aufhört, es an jeder Stelle ab- — setzen und sich selbst dann aushaken kann. Während des Hubes ~ hat der Gummifaden natürlich Arbeit geleistet, leistet aber keine mehr, sobald das Gewicht von dem Sperrhaken festgehalten wird, « und hat auch, wenn er sich aushebt, keine innere Spannung mehr.“ Übertragen wir dieses Bild auf das Verhalten der Holothurie: | die Muskulatur entspricht dem Gummiband, die Haut dem System — von Zahnstange und Sperrhaken. 4 Ich bin der Meinung, daß der Physiologie der glatten Muskeln « im allgemeinen, der Hohlorgane sowie der hohlorganartigen Tiere ° im besonderen, nur ein verschwindender Bruchteil der Beachtung ge- — schenkt wird, die ihr zukommt. Zunächst spielen diese Gebilde M in unserem eigenen Körper eine wichtige Rolle; ferner sind es große | Tiergruppen, deren ganzes neuromuskuläres Verhalten nur von diesen « Gesichtspunkten aus zu verstehen ist. Aber auch neben diesem speziellen — beansprucht die Frage ein allgemeines Interesse. Die Aufgabe eines Muskels beschränkt sich nun einmal nicht auf die einzelnen Verkürzungen, deren Erfolg irgendeine Bewegung des Tierkörpers oder eines seiner Organe ist; Die Muskulatur hat auch dafür zu « sorgen, dab die für jede Bewegung notwendige Ausgangslage zu Be- « ginn der Bewegung gegeben ist. Das gilt für unsere beiden Muskel- gruppen: für Hebel(„Skelet“)muskeln !) wie für Hohlorganmuskeln. Nur ist die Aufgabe für die letzteren offenbar viel eigenartiger. Für die Doppelaufgabe des Hohlorganmuskels, Schaffen der Bedingung für die Bewegung und dann die Bewegung selbst, gab uns nunmehr die Holothurie ein anschauliches Bild, weil sie für beide Aufgaben je ein besonderes Muskelsystem besitzt. Oder sollte es mehr sein als ein Bild? sollte es der erste Schritt zur Analyse jenes « verwickelten Verhaltens sein? Untersuchungen müssen das lehren.) — Der Tonusbegriff ist ein Stiefkind physiologischer Forschung. Es sollte mich freuen, wenn das beschriebene Verhalten bei der Holothurie dazu beitrüge, ihm zu seinem Rechte zu verhelfen. 1) Vgl. die Arbeiten von SHERRINGTON. 2) Vgl. meine Arbeit über Aplysia, die demnächst erscheint. Nachdruck verboten. Ubersetzungsrecht vorbehalten. Über die Funktion der pulsierenden Vacuole und einen Apparat zur Demonstration derselben. Von Walter Stempell (Miinster i. W.). Mit 5 Abbildungen im Text. In vielen gebräuchlichen. Lehrbüchern der Zoologie findet sich immer noch die einfache Angabe, die pulsierende Vacuole der Proto- zoen sei eine Excretions- und Respirationsorganelle. Hs ist dies wohl darauf zurückzuführen, daß jene in der neueren Originalliteratur häufiger vertretene Anschauung, welche in der pulsierenden Vacuole ein vorwiegend osmotisches System sieht, sich zurzeit noch nicht allgemeiner Anerkennung erfreut. Soviel ich sehen kann, war es zuerst M. Hartoe (1888, p. 714), der die im Hinblick auf das Fehlen der Vacuole bei so vielen marinen und parasitischen Protozoen recht plausible Ansicht aus- sprach, daß die Vacuole gewissermaßen ein Regulator des osmotischen Druckes sei, indem sie das Wasser, welches sich bei den frei im Süßwasser lebenden Protozoen durch Osmose offenbar im Proto- plasma ansammeln muß, immer in gleichem Maße wieder nach außen schaffe und so die Zellen vor der Zerstörung durch den entstehenden osmotischen Druck bewahre. Diese Theorie ist dann besonders von A. Desen (1905, p. 160ff.) vertreten und ausführlich begründet worden; sie hat weiterhin mehrere Anhänger (z. B. Burian, 1910, ZÜLZER, 1910, p. 639 u.a.), aber auch vereinzelten Widerspruch (be- 438 WALTER STEMPELL, sonders durch Kuatysxy, 1910, p.36 ff.) gefunden.!) DEGEn hat be- sonders mit Glaucoma colpidium Versuche gemacht und durch Fre- quenzbestimmungen in Lösungen von Salzen und anderen Stoffen nachgewiesen, daß die pulsierende Vacuole sich in der Tat wie ein osmotisches System verhält, da isosmotische Lösungen der ver- schiedensten Stoffe ihre Tätigkeit im gleichen Sinne beeinflussen. Er hat es auch unternommen, eine physikalische Erklärung für den Mechanismus der Vacuole zu geben. Derselbe beruht nach ihm wesentlich auf Osmose, indem die in ihr angesammelten Excret- stoffe eine dem Protoplasma gegenüber hypertonische Lösung bilden, welche das in das Protoplasma von außen her eingetretene Wasser immer in der gleichen Weise und der gleichen Menge an sich ziehen und so aus dem Zellkörper entfernen. Natürlich muß Decen hierzu die Annahme machen, daß eine osmotisch wirksame, wenigstens physiologisch differenzierte Vacuolenhaut vorhanden sei. Da er sich ferner nicht davon hat überzeugen können, daß zwischen den Zu- führungskanälen bzw. Bildungsvacuolen und der Vacuole einerseits und zwischen dieser und der Außenwelt andererseits präformierte Öffnungen vorhanden seien, kommt er zu der Ansicht, daß die Vacuolenwandung bei der „Diastole“ durch Dehnung schließlich „permeabel“ werde und dem Vacuoleninhalt dann den Durchtritt nach außen und in die Bildungsvacuolen gestatte, so daß die letz- teren also nicht als primäre, sondern als sekundäre Flüssigkeits- ansammlungen anzusehen wären. Besonders diese letztere, ja wenig plausible Theorie hat dann den scharfen Widerspruch Kuarysxy’s (1910, p. 40) hervorgerufen, dessen Kritik allerdings, wie mir scheinen will, wenigstens zum Teil auf einer mißverständlichen Auffassung der wenig glücklichen Decex’schen Ausdrücke „Permeabilität“ und »Hautschicht“ (= Vacuolenhaut) beruht; denn merkwürdigerweise erklärt Kuaıssky „die Tatsachen der osmotischen Theorie (?) fordern. die Impermeabilität der Pellicula“, während doch gerade die Semi- permeabilität der Pellicula und der Vacuolenhaut die Voraussetzungen dieser Theorie sind! Ehe ich darlege, wie diese Widersprüche’ zu lösen sind, will ich zunächst kurz die wichtigsten Ergebnisse meiner eigenen Versuche mitteilen, die von mir schon vor einer Reihe von Jahren ohne 1) Da sich in den zitierten Schriften sowie auch in der neuen Auf- lage von LANG’s Handbuch der Morphologie der wirbellosen Tiere (Vol. 1: LÜHE, Protozoen, 1913) ausführliche Literaturbesprechungen und Literatur- nachweise finden, erübrigt es sich, hier näher auf die Literatur einzugehen. Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 439 Kenntnis der Drcen’schen Untersuchungen angestellt worden sind, dieselben aber in den Hauptpunkten bestätigen. Als Material be- nutzte ich Paramaecium caudatum, das in der üblichen Weise in Heuinfusen gezüchtet wurde. Um recht eindeutige Resultate zu er- halten, habe ich mich zunächst auf die Salze der Halogene CI, Br, J und Fl mit Na beschränkt. Mit verdünnten Lösungen derselben wurden Heukulturen hergestellt, und zwar wurden, da der ver- schiedene Dissoziationsgrad bei dünnen Lösungen wohl vernach- lässigt werden kann, Lösungen genommen, welche die Salze im Ver- hältnis ihrer Molekulargewichte enthielten, also eine 0,102°/,ige FINa- Lösung, eine 0,146°/,ige CINa-Lüsung, eine 0,257°/,ige BrNa-Lösung und eine 0,375°/,ige JNa-Lösung. Außerdem wurden auch gleich- prozentige (0,3 °/,) Lösungen der Salze, einzelne 0,1 °/,ige, 0,6 °/,ige, 0,7 °/,ige, 1°/,ige und 2°/,ige Lösungen, sowie destilliertes und ge- wöhnliches Wasser als Kulturflüssigkeit benutzt. Nur wo eine Züchtung unmöglich war oder wo Vergleiche angestellt werden sollten, wurden die Paramäcien erst kurz vor der Beobachtung in die betreffenden Flüssigkeiten gesetzt, in allen anderen Fällen wurden sie darin in flachen, 11 haltenden Petrischalen längere Zeit (1—2!/, Monate lang) unter gleichen äußeren Bedingungen und bei gleich erhaltener Kon- zentration gezüchtet. So wurden nach Möglichkeit die bei den bis- herigen Versuchen nicht vermiedenen Fehlerquellen ausgeschlossen, die sich aus plötzlichen Reizwirkungen ergeben können. Die Fre- quenzzahl der pulsierenden Vacuole wurde unter Zuhilfenahme eines Metronoms in Sekunden tunlichst zunächst an solchen Tieren be- stimmt, die frei umherschwammen. Bei Benutzung eines schwachen Trockensystems (Zeiss A) und eines starken Okulars (Zeıss’ Kompen- sationsokular . 18) war dies innerhalb gewisser Grenzen ganz gut möglich. Da sich aber wegen der Beweglichkeit der Tiere so meist nur relativ kurze Beobachtungsreihen gewinnen ließen, wurden außer- dem auch solche Tiere untersucht, welche durch schwachen Deck- glasdruck gerade festgelegt waren. Hier war es dann möglich, eine längere Reihe von Pulsationszeiten an einem und demselben Tier zu messen. Wenn die Pulsationsfrequenz auch durch das Festlegen in nicht genau zu kontrollierender Weise beeinflußt war (s. u.), so scheint mir die Messung an. dem gleichen Tier doch einen großen Vorteil gegenüber dem Drcen’schen Verfahren zu bedeuten, der die technischen Schwierigkeiten dadurch zu umgehen suchte, daß er als „Pulszahl“ das arithmetische Mittel aus 10-20 Beobachtungen an ebensoviel verschiedenen Individuen annahm. Wenn man zahlreiche, 440 WALTER STEMPELL, an verschiedenen Tieren angestellte Beobachtungsreihen kombiniert, hat man es bei der von mir angewandten Methode ja ohnehin in der Hand, das arithmetische Mittel viel genauer und einwandfreier auszurechnen. Alle Beobachtungen wurden bei einer Durchschnitts- temperatur von 20°C gemacht. Die rémischen Zahlen in den Tabellen bedeuten Individuen. Die Frequenzzahlen (= Zeiten zwischen zwei Pulsationen) sind in Sekunden angegeben. fr bedeutet freischwimmend bzw. nicht gequetscht, fe fest- liegend (etwas gequetscht) Die Prozentzahlen sind Gewichts- prozente. 1. Isotonische Lösungen. A. NaBr 0,25°/, (darin 21, Monate gezüchtet) I fr UR ate alike 16 14 16 16 14 16 16 : 16 Durchschnitt: 15; Länge der Tiere 120—150 u. B. NaCl 0,14°/, (darin 21}, Monate gezüchtet) Tre ltr lee. 0y de V fe VI fe 16 13 17 11 17 ee itz 14 17 11 m 12 11 7 Durchschnitt: 14; Länge der Tiere 105—135 u, viele Excret- körner. C. NaJ 0,37°/, (darin 21/, Monate gezüchtet) lech. IT fe III fe Vente 28 18 19 26 28 17 16 32 29 19 20 34 28 Durchschnitt: 24; Größe der Tiere ca. 105 u; viele Excret-. körner. D. NaFl 0,10°/, (darin 21, Monate gezüchtet) Alle Paramäcien verschwunden; nur noch kleine Flagellaten und einige hypotriche Ciliaten. ee er en er 2. Wasser. Die Funktion der pulsierenden Vacuole. E. Wasserleitungswasser (darin gezüchtet) ie mer. Illfe | IVfe Vee 19 10 118 10 10 17 10 9 11 10 25 10 10 AY al 20 10 8 12 12 22 9 11 2 10 9 12 9 12 12 12 25 12 13 12 14 12 14 14 14 14- 14 IX fe X fe XI fe XII fe 10 8 7 11 9 7 Br 10 9 ET ri 11 10 7 6 11 10 7 7 11 10 7 6 10 aa. QUE ke un 12 11 13 11 11 11 Durchschnitt: fr 8,39; fe 11,9. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt.-f. allg. Zool. u. Physiol. VI fe 20 20 20 22 23 VIT fr 8 6 8 8 XIII fe 13 14 15 18 XVII fe nn ET 29 441 VII fr O0 OÙ m m O0 m O0 Co 0 O0 00 OD XIV fe 13 JU G 10 9 442 WALTER STEMPELL, F. Destilliertes Wasser (Tiere aus gewohnlichen Wasserkulturen kurz vor der Beobachtung hineingesetzt) Kir II fr IE: IV fr VE VI fr 7 7 vordere hintere 8 18 8 6 7 gréBereV. kleinereV. 7 18 8 7 7 18 6 7 9 6 7 18 6 10 6 157 7} 6 16 7 6 ir 7 7 18 6 18 6 7 6 7 6 7 7 7 8 VII fr VIII fr IX fe 8 8 vordere hintere 8 8 Vac. Vac. 8 8 8 7 8 7 7 6 6 7 6 7 7 6 7 7 7 8 7 8 Gleiches Ergebnis von durchschnittlich 8 Sekunden auch noch nach 5stündigem Aufenthalt in destilliertem Wasser. 3. Gleichprozentige Lösungen. G. NaBr 0,3°/, (darin mehrere Monate gezüchtet) I fast fr II fe III fe IV fe V fe VI fe 10 28 20 20 24 14 26 23 20 18 35 14 12 20 20 18 29 18 (Fortsetzung auf der folgenden Seite.) Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 443 (Forts. von S. 442.) I fast fr I fe III fe IV fe V fe VI fe 19 19 20 16 26 21 23 19 Kr 16 29 22 29 18 17 20 23 18 18 17 23 21 18 19 / 16 26 24 19) 23 18 23 18 93 23 VII fe VIII fr IX fr X fr XI fr XII fr 25 29 18 16 25 13 20 30 15 19 28 14 21 30 16 18 11 17 21 33 16 12 12 13 14 32 16 12 10 15 14 32 19 jal 10 10 15 32 16 ji 12 12 15 32 16 12 14 10 15 32 16 11 il 10 18 30 14 117 ; 13 17 28 . 16 20 9 17 29 18 18 10 18 29 16 10 18 29 17 12 36 29 14 14 20 29 14 17 Dil: 28 1 23 28 19 26 1 26 13 26 28 7 28 25 26 25 28 28 29 28 ? 27 Durchschnitt: fr 19,78 29 fe 20,42 29* 444 WALTER STEMPELL, H. NaJ 0,3°/, (darin monatelang gezüchtet) Ife IUfe Ulfr IVtr Var 2 Vote Va 10 20 . 11 18 13 11 10 14 8 20 9 13 18 9 11 12 9 20 10 13 13 11 11 18 9 20 9 13 14 15 11 10 9 19 9 15 12 10 8 9 19 13 14 9 8 8 20 10 8 8 20 10: 10 8 20 10 „ul 9 11 14 10 10 10 9 13 10 17 ÿ 14 9 10 g 10 10 12 10 11 9 9 JUL 10 10 10 11 12 13 13 15 16 18 17 15 16 1% 18 Durchschnitt: fr 11,78 20 fe 13,06 Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 445 J. NaCl 0,3%, (erst kurz vor der Beobachtung in die Lösung gesetzt) | I fr IT fr—fe Ill fr IV fr 195 (5 Stunden nach (wie II) (wie II) 292 Einsetzen in 49 34 weiterhin die Lösung) 40 durchschn. 84 200 83 82 82 V fr Vi fr VII fr (wie IT) (wie II) (wie II; kleines AU 28 Exemplar) 29 151 30 193 30 26 37 32 30 27 55 Bei III—VII Bewegung verlangsamt. Durchschnitt ca. 60. _ Nach 24 Stunden alle Paramacien abgestorben. K. NaFl 0,3°/, (da in den Zuchtgefäßen sich nur Bacterien entwickelten, wurden die Tiere erst kurz vor der Beobachtung in die 1oung sen) I fr Il fr CAT 200 und länger Bewegung allgemein verlangsamt. Drehbewegungen, Stehenbleiben der Cilien. Schnelles Absterben, besonders während der Beobachtung (Liehtwirkung?). Meist nur Ausbildung der Zuführungs- (Bildungs-) Kanäle; in einzelnen Fällen Dilatation der Vacuole. Nach 1 Stunde sind alle Tiere unter Quellungserscheinungen abgestorben. 446 WALTER STEMPELL, 4. Verschiedene Lösungen. L. NaBr 0,1°/, (2 Monate darin gezüchtet) I fr IL fr 20 17 25 14 25 16 16 M. NaCl 0,1°/, (2 Monate darin gezüchtet) I fr II fr 10 12 ht 12 ul. 13 N. NaJ 0,1°/, (2 Monate darin gezüchtet) ete II fe ee iL 10 Ii 10 9 9 8 8 O. NaBr 1°, (erst kurz vor der Beobachtung hineingesetzt). Gleiche Erscheinungen wie bei 0,3°/,iger NaFl-Lösung (cf. K), nur etwas später auftretend. P. NaBr 2°. Wie O, nur etwas schneller auftretend. Q. NaBr 0,7°/, (erst kurz vor der Beobachtung hineingesetzt) I mach 1 Stunde) II (nach 2!/, Stunden) III (nach 24 Stunden) 9 14 zwischen 12 und 20 11 14 il 14 11 14 12 R. NaBr 0,3°/, (darin eine Zucht angesetzt und die Lösung dann im Laufe eines Monats durch Eindunstenlassen allmählich auf 0,6°/, gebracht) Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 447 I fr II fr 89. 56 40 36 34 34 31 Tiere sehr klein, durch massenhafte Excretkérner bei durchfallen- dem Licht schwarz erscheinend. Wie man sieht, zeigen die Frequenzerscheinungen teilweise eine so große Unregelmäßigkeit — auch oft an den gleichen Individuen —, daß es auf den ersten Blick fast unmöglich erscheint, klare Schlüsse aus den Beobachtungen zu ziehen. Bei genauerem Zusehen erkennt man aber bald, daß im großen und ganzen doch eine unverkennbare Gesetz- mäßigkeit die Erscheinungen beherrscht: das ist die Abhängigkeit der Vacuolenfrequenz vom osmotischen Druck. So ergibt sich schon aus A und B, daß eine 0,25 °/,ige Lösung von NaBr denselben Effekt hat wie eine nur 0,14 °/, ige, aber jener isotonische Lösung von NaCl: beide Lösungen verlängern nämlich ceteris paribus das normale Pulsintervall (vgl. E) beinahe um das Doppelte, wenn man freischwimmende Tiere vergleicht. Eine ähnliche, wenn auch lange nicht so starke Wirkung wird unter sonst gleichen Bedingungen durch Festlegen der In- fusorien zwischen Objektträger und Deckglas erzielt, wie besonders aus E, G und H hervorgeht. Diese Erscheinung, welche bereits andere Autoren (z. B. Pürter 1900) auch bei thigmotactischem Stillstehen der Tiere beobachtet haben t), ist aber wohl relativ leicht auf osmo- tische Wirkungen zu beziehen, da offenbar durch das Festlegen zwischen zwei Glasplatten ein großer Teil der Oberfläche der Osmose- wirkung entzogen wird, außerdem dadurch auch die O-Aufnahme, die, wie wir noch sehen werden, eine große Rolle beim Zustande- kommen der Osmosewirkung in der Zelle spielt, durch die Glasplatten und das Stillstehen eingeschränkt wird, und endlich weil durch den äußeren Deckglasdruck ein Gegengewicht gegen den intracellulären osmotischen Druck geschaffen wird. Klar tritt die einfache Osmose- wirkung auch bei den Versuchen mit destilliertem Wasser hervor 1) Die Zahlen KHainsky’s (1910, p. 28, 29) beziehen sich wegen der von ihm angewandten Methodik sämtlich auf thigmotactisch fest- gelegte Tiere! 448 WALTER STEMPELL, (cf. F), bei denen das Pulsintervall gegenüber den in Wasserleitungs- wasser gehaltenen Tieren merklich verkleinert ist. Auch die Versuche mit gleichprozentigen Lösungen sind relativ leicht im Sinne der Os- mosetheorie zu deuten. Denn da die Frequenzzahl der pulsierenden Vacuole nach der Osmosetheorie direkt proportional dem osmotischen Druck der Außenflüssigkeit, also umgekehrt proportional dem Mole- kulargewicht der in dieser Außenflüssigkeit gelösten Substanz sein muß, so ist zu erwarten, daß z. B. NaBr mit seinem niederen Mole- kulargewicht (103,01) eine höhere Frequenzzahl bedingen muß als NaJ in gleichprozentiger Lösung, da .dieses ja das Molekulargewicht 150,02 hat. In der Tat stimmen die in den Tabellen G und H für 0,3 %/,ige Lösungen gegebenen Frequenzzahlen damit annähernd überein, denn die durchschnittliche Frequenzzahl in NaBr beträgt danach 20,1 und die in NaJ etwa 12,4; und es verhält sich wenigstens ungefähr 12:20 —=10:15. Nicht so gut stimmen die Zahlen für das Verhältnis von Cl zu Br, wenn auch hier eine stärkere osmotische Wirkung des Cl-Salzes gegenüber dem Br-Salze unverkennbar ist (cf. J), aber die in dieser Konzentration offenbar den ganzen Organismus schädigende Wirkung der NaCl-Lösung (vgl. J) läßt das Resultat nicht so klar hervortreten. _ Ich komme damit zur Erörterung der Frage, innerhalb welcher Grenzen eine gesetzmäßige Beeinflussung der Vacuole durch die Außenkonzentration überhaupt sicher zu beobachten ist. Wie schon andere Autoren (z. B. DEGEN, 1905, p. 172) ausgeführt haben, üben alle Stoffe in gewissen Konzentrationen eine offenbar rein chemische »Giftwirkung“ auf die Zellen aus, welche die rein physikalischen osmotischen Wirkungen verwischt und deren exakte Feststellung unmöglich macht. Solche „Giftwirkung“ tritt für verschiedene Stoffe bei verschiedenen Konzentrationen ein und ist auch ab- hängig von der Schnelligkeit, mit der die Stoffe durch das Cytostom in das Protoplasma gelangen. Wenigstens dürfte dies der zunächst in Betracht kommende Weg sein, denn der Import durch die Pelli- cula dürfte sich, wenn er überhaupt stattfindet, jedenfalls viel lang- samer abspielen. Nun wirkt das Fluorsalz schon in 0,1%, iger Lösung so giftig, daß es unmöglich ist, die Paramäcien darin zu züchten, und diese Wirkung kann keinesfalls auf Osmose beruhen, da die Tiere in isotonischen Lösungen von NaBr und NaCl monatelang ge- deihen.’) Noch deutlicher und schneller tritt dies bei Anwendung 1) Daß Giftwirkung und Osmosewirkung auch hinsichtlich der Reiz- Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 449 0,3 °/,iger Lösungen des NaF] hervor. Während in 0,1°/,igen Lösungen noch kleine Flagellaten und einige hypotriche Infusorien gedeihen, finden sich in solchen Zuchten nur noch Bacterien, und bei Behand- lung normaler Paramäcien mit dieser Lösung treten alsbald außer sehr starken Pulsverlangsamungen Dilatationserscheinungen, Dreh- bewegungen und allgemeine Quellungserscheinungen ein, worauf sehr schnell — schon nach 1 Stunde — alle Paramäcien absterben (cf. K). Auch diese plötzliche Wirkung beruht sicher nicht auf Osmose, wie daraus hervorgeht, daß die Infusorien in einer etwa isotonischen 0,7°/, igen NaBr-Lösung zunächst gar keine und erst nach 24 Stunden eine merkliche Frequenzerhéhung der Vacuolen zeigen, die auffallen- derweise nicht wesentlich über die durch 0,3°/, ige Lösungen erzielte hinausgeht (cf. Q). Ob letzteres mit der in den stärkeren Lösungen geringeren Dissoziation zusammenhängt, darüber läßt sich bei der Kürze dieser Beobachtung natürlich kein sicheres Urteil fällen; doch ist wohl zu vermuten, daß bei einer so starken NaBr-Lüsung ebenfalls schon „Giftwirkungen“ als Fehlerquelle auftreten. Es wird dies noch wahrscheinlicher dadurch, daß bei Versuch R, wo eine 0,3°/,ige NaBr-Lösung im Laufe eines Monats auf 0,6°/, kon- zentriert wurde, die Tiere zahlreiche Anomalien (verlangsamte Be- wegung, sehr viele Excretkörner) zeigten. Interessanterweise hatte sich aber bei dieser schonenden Behandlung der Mechanismus des Vacuolenspiels den veränderten Bedingungen angepaßt und zeigte die recht erhebliche Verlangsamung, welche nach der osmotischen Theorie ja zu erwarten war. Ähnlich wie das Fl-Salz scheint in gewissen Konzentrationen auch das J-Salz zu wirken. Die Ergeb- nisse des Versuchs C stimmen ja so wenig mit denen der Versuche A und B überein, daß man bei einer 0,37°/,igen Lösung wohl auch schon an eine, wenn auch schwache „Giftwirkung“ denken muß. Dieselbe dokumentiert sich übrigens hier auch ziemlich deutlich in der abnormen Kleinheit der Tiere und der Ansammlung vieler Excret- körner (cf. A, B und C). Andrerseits scheinen 0,3°/,ige Lösungen noch keine deutliche Giftwirkung auszuüben, da die Vacuolenfrequenz darin noch die nach der osmotischen Theorie zu erwartende Größe zeigt (cf. H mit A und B). Worauf nun eigentlich diese „Giftwirkung“ beruht, darüber lassen sich bei der Kürze der bisherigen Versuche natürlich nur reaktion streng zu trennen sind, ist ja bereits von anderen Autoren (cf. z. B. JENNINGS, 1910, p. 93f.) sicher nachgewiesen worden. 450 WALTER STEMPELL, Vermutungen äußern. Wenn man die verschiedenen Versuchsreihen durchsieht, so zeigen, wie gesagt, die mit dem Bromsalz angestellten Experimente die klarsten Ergebnisse, und man gewinnt den Ein- druck, als ob der Konzentrationsbereich, innerhalb dessen Br keine nennenswerten Schädigungen hervorruft, für Paramaecium ein be- sonders großer sei. Wie z. B. aus den Versuchen O und P hervor- geht, wirkt erst eine 1°/,ige Lösung von NaBr fast ebenso giftig wie eine 0,3°/,ige NaFl-Lösung. Eine 0,7°/,ige NaBr-Lösung wirkt zwar noch nicht sehr giftig, liegt aber offenbar nahe der Grenze (cf. Q und R). Wenn man es unternehmen wollte, eine „Giftigkeits- grenze“ zu statuieren, so würde dieselbe für NaBr demnach etwa bei 0,8°/, liegen. Etwas enger ist jedenfalls der nicht giftig wir- kende Konzentrationsbereich von NaJ und NaCl. Bei ersterem Salz treten nach dem oben Gesagten bereits in 0,37°/,igen Lösungen schwache Schädigungen der Infusorien auf, so daß die Grenze viel- leicht bei 0,5°/, anzusetzen wäre, bei NaCl scheint das schon in viel schwächeren Lösungen, etwa 0,2°/,igen, der Fall zu sein, da nach J bereits 0,3% ,ige stark giftig wirken. Mit letzterer Feststellung, daß CI giftiger als Br wirkt, stimmt übrigens auch gut die neuer- dings von Kuainsxy (1910, p. 6) gemachte Beobachtung überein, daß Chlorwasser die Infusorien viel schneller tötet als Bromwasser. Bei weitem am engsten ist zweifellos der nicht giftige Konzentra- tionsbereich von NaFl. Vielleicht ist er — wenigstens für Para- maecium — überhaupt = 0, denn es ist mir auch in 0,1°/,igen Lö- sungen niemals gelungen, die Tiere zu züchten (cf. D), und bei noch schwächeren Konzentrationen werden die Versuche wohl dadurch illusorisch, daß man dann immer weniger wissen kann, ob nicht alles NaFl von den anderen, in der Kulturflüssigkeit noch vorhandenen Stoffen und Organismen gebunden wird. Für kleine Flagellaten und hypotriche Ciliaten ist dagegen eine 0,1°/,ige Lösung noch nicht siftig und für Bacterien sogar eine 0,3°/,ige noch nicht, welche frisch hineingesetzte Paramäcien schon innerhalb einer Stunde tötet (cf. K). Die verschiedenen Wirkungen der 4 von mir verglichenen Salze treten übrigens auch dadurch hervor, daß das Auftreten der Paramäcien in NaFl-Kulturen ganz unterblieb, in NaCl- und NaJ- Lösungen am meisten, in NaBr-Lösungen am wenigsten gegen das Auftreten in Wasserkulturen verzögert war. Wenn wir die obigen Beobachtungen an den 4 Natriumsalzen vergleichen, so erhalten wir also eine Reihe Br(J Br >CI und im anderen Fall wie Cl>Br>J, und daß die gleiche Umkehrung auch bei rein physiko-chemischen Wirkungen gelegent- lich festzustellen ist — ein Umstand, der vielleicht mit der umge- kehrten Affinität zu Wasserstoff und Sauerstoff zusammenhängt. Ferner sei noch kurz darauf hingewiesen, daß ja durch zahlreiche Untersuchungen konstatiert worden ist, daß die Giftigkeit der Al- kohole wenigstens im allgemeinen mit der Erhöhung des Molekular- sewichtes zunimmt (vgl. darüber z. B. Breyer, 1903). Es würden sich also die an den Infusorien beobachteten Erscheinungen bei näherer Untersuchung vermutlich leicht in die bereits an anderen Objekten gewonnenen Erfahrungen einreihen lassen, wenn man fest- stellte, auf welchen spezifischen, bestimmte Zellteile treffenden chemischen Wirkungen hier die komplexe Giftwirkung beruht. Eine weitere Frage, die eng mit der nach der „Giftwirkung“ zusammenhängt, ist die, ob überhaupt oder in welcher Menge die Salze in das Protoplasma eindringen. Es scheint nun außer allem Zweifel zu stehen, daß letzteres bei Paramaecium in ausgiebigem Maße der Fall ist. Denn da die Infusorien bei der Nahrungsaut- nahme fortwährend Wasser mit aufnehmen, so würden schon auf diesem Wege die Salzlösungen in das Protoplasma gelangen, wenn die Pellicula wirklich — was ja wohl kaum oder nur für bestimmte Zustände derselben zutrifft — eine streng semipermeable Membran wäre (vgl. darüber u.a. ENRIQUES, 1902a—b). Man braucht also auch gar nicht mit TRAUBE-MENGARINI U. ScALA (1909, p. 487) eine elektive Permeabilität der Protoplasmahaut anzunehmen. Da die durch das Cy- tostom aufgenommene Wassermenge von individuellen Eigenschaften, wie Größe, Nahrungsbedürfnis usw., der einzelnen Tiere abhängt, so wird sie natürlich schon unter sonst gleich bleibenden äußeren Bedingungen innerhalb weiter Grenzen schwanken; besonders aber 1) Nähere Literaturangaben s. bei HÖBER, |. c. Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 453 dann, wenn man Tiere vor sich hat, die sich erst kurze Zeit in der betreffenden Salzlösung befinden, wird diese Schwankung einen hohen Grad erreichen, und es erklären sich daher leicht die großen Unter- schiede, welche unter diesen Umständen hinsichtlich der Giftwirkung zu beobachten sind (vgl. Ju.K). Die individuellen Schwankungen in der Wasseraufnahme durch das Cytostom sind es auch zweifellos, welche in erster Linie die schon von anderen Autoren (PÜTTER, 1904, p. 448) beobachteten Un- regelmäßigkeiten in der Frequenz der pulsierenden Vacuole selbst bei einem und demselben Individuum bedingen (vgl. alle Tabellen). Auch der sehr große Unterschied, welchen merkwürdigerweise zu- weilen (cf. F III) die vordere und hintere Vacuole zeigt, ist viel- leicht zum Teil darauf zurückzuführen und im vorliegenden Fall wohl so zu erklären, daß die hintere Vacuole wegen ihrer Nachbarschaft zum Cytostom zunächst stärker von dem einströmenden Wasser getroffen wurde als die vordere. Noch mehr treten die Unterschiede bei verschiedenen Individuen hervor, und man ist hier in einzelnen Fällen (vgl. z. B. E, G) geradezu versucht, verschiedene Rassen oder reine Linien anzunehmen, die sich durch bestimmte Pulsfrequenz bzw. Wasserzufuhr durch das Cytostom auszeichnen. Daß das Eindringen der Nährlösung prinzipiell die auf Osmose zu beziehenden Erscheinungen nicht aufhebt, hat bereits DEGEN (1905, p. 193) ausführlich dargeleot. Mein Versuch @ bestätigt übrigens auch die Desen’sche Beobachtung, daß bei Zusatz der Salzlösung zu den in Wasser gezüchteten Tieren die Retardation der Vacuolenentleerung erst allmählich eintritt. Die obigen Bemerkungen werden genügen, um die zahlreichen Abweichungen, welche in den Tabellen gegen die unbedingte All- semeingültigkeit der Osmosetheorie zu sprechen scheinen, zu er- klären. Ich hätte diese Erklärungen durch längere Versuchsreihen noch weiter stützen können, hielt dies aber nach Kenntnisnahme der Decex’schen Arbeit für überflüssig, da nach unseren gemein- samen Versuchsergebnissen an der prinzipiellen Richtigkeit der Osmosetheorie wohl kaum noch zu zweifeln ist. Wenn Rosspacu (1872, p. 240) die Ansicht vertritt, daß wesentlich Oxydationsvor- gänge den ursächlichen Reiz für die Pulsationen der Vacuole ab- geben, und wenn in ähnlicher Weise Kanıtz (1907, p. 15) und teil- weise Kaatnsxy (1910, p. 40 ff.) chemische Vorgänge zur Erklärung heranziehen, so steht diese Auffassung keineswegs, wie Kantrz (I. c.) - anzunehmen scheint, in Widerspruch mit der Osmosetheorie, sondern 454 WALTER STEMPELL, läßt sich in bester Weise mit ihr vereinigen: denn es entstehen ja: doch die osmotisch wirksamen Stoffe, welche in der Vacuole abge- lagert werden und letzten Endes deren Tätigkeit bedingen, durch, chemische Prozesse, wie z. B. die osmotisch so wirksame Kohlen- säure durch Oxydation! Es ist daher, wie schon oben angedeutet, ohne weiteres einleuchtend, daß eine Herabsetzung der Oxydations- vorgänge, wie sie beim thigmotactischen Stillstehen und beim Ge- preßtwerden der Paramäcien eintritt, die Tätigkeit der Vacuole ebensogut verlangsamen muß, wie sie Erhöhung der Oxydationsvor- ginge bei Berührung mit einer Luftblase (cf. Pürrter, 1900, 1904, p. 450 und Prowazex, 1901) oder Temperaturerhöhung (cf. Ross- BACH, 1872, p. 203; Kanirz, 1907) beschleunigen muß! Natürlich können im einzelnen Fall noch mannigfache andere Einflüsse das Bild verwischen. Es mögen auch aerobe und anaerobe Stoffwechsel- produkte sich spezifisch verschieden verhalten; ich glaube aber, daß ‘als erste aus dem Stoffwechsel fiießende Ursache für jede Ver- änderung der Vacuolentätigkeit intracelluläre, in nächster Nähe der Vacuole stattfindende Vorgänge und nicht, wie PÜTTER (1905, p. 531) meint, die Anhäufungen von Stoffwechsel-Endprodukten im umgeben- den Medium verantwortlich gemacht werden müssen. Wenn man somit die Osmosetheorie im Prinzip annehmen kann, wird man andererseits der eingangs bereits erwähnten Auffassung Deszn’s (1905) von der Funktion der Vacuolenhaut nicht unbedingt zustimmen können. Die von den neueren Untersuchern immer wieder mit Eifer diskutierte und zuweilen verneinte (cf. Kuamsky, 1910, p. 23) Frage, ob die Vacuole mit einer „Membran“ umgeben sei oder nicht, scheint mir in sehr einfacher Weise dadurch zu lösen zu sein, daß eben eine bei verschiedenen Protozoen verschie- den stark verdichtete Protoplasmalamelle an dieser Stelle vorhanden ist, die natürlich ebensogut wie die Protoplasma- haut der Pflanzenzelle auch dann als „semipermeable Membran“ im physikalischen Sinne wirken müßte, wenn sie nicht sehr stark ver- dichtet wäre. Irgendeinen, wenn auch noch so geringen Dichtig- keitsunterschied gegen das umgebende Protoplasma muß sie aber doch schon deswegen aufweisen, weil der Flüssigkeitsdruck der Vacuole auf sie wirkt, und in günstigen Fällen, wie bei manchen Amöben und gewissen Füllungsstadien der Paramaecium-Vacuole, ist eine solche verdichtete Wandschicht auch von einwandfreien Be- obachtern häufig genug beobachtet worden. Ob sie beim Zusammen- fallen der Vacuole sich in Falten legt oder infolge natürlicher Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 455 Elastizität „zusammenschnurrt“ oder endlich durch Aufhören des Flüssigkeitsdrucks überhaupt physikalisch verschwindet, darüber liegen zwar keine direkten Beobachtungen vor, doch sprechen die Tatsachen entschieden für die letztere Annahme.!) Wie schon PÜTTER (1904, p. 444, 445) bei Paramaecium beobachtet hat, wird die Wand- schicht um so deutlicher, je weiter die Füllung der Vacuole fort- schreitet, und hebt sich kurz vor der Entleerung als scharf abge- grenzte, hellere Zone vom übrigen Protoplasma ab; sie scheint dem- nach tatsächlich nur in dem Stadium zwischen der Füllung durch die Bildungsvacuolen und der Entleerung der Hauptvacuole vorhanden zu sein, also gerade während des Zeitraumes, in dem, wie wir noch sehen werden, die osmotischen Prozesse wirksam sind. Wenn sie ein durch den Flüssigkeitsdruck immer wieder neu ad hoc ent- stehendes Gebilde ist, so wird verständlich, daß unter Umständen auch bei Paramaecium durch die Entleerung der Bildungsvacuolen zunächst erst einige kleinere Vacuolen an der Stelle der großen entstehen können, die dann sekundär zu dieser zusammenfließen, wie Pürter (1904, p. 445) beobachtet hat. Ebensowenig wie aus physikalischen Gründen an dem wenigstens temporären Vorhandensein einer Vacuolenwand gezweifelt werden kann, ist auch die Existenz eines Porus bei den von einer festen, formbe- ständigen Pellicula umgebenen Infusorien in Abrede zu stellen. Wenn Dzcen (1905) und Kuarsskv (1910, p.23) ausdrücklich erklären, einen solchen Porus bei Paramaecium und anderen Infusorien an frischem Material und auf Schnitten durch konservierte Tiere nicht gefunden zu haben, so ist darauf nur zu entgegnen, dab sein Nachweis an konserviertem Material, das nicht einmal die Cilien zeigte (Knarnsky), überhaupt nicht zu erwarten ist, daß dagegen zahlreiche überein- stimmende und sicher beobachtete Umstände, wie das schnelle Zu- sammenfallen der Vacuole und die Festigkeit und Formbeständigkeit der Pellicula, die Annahme einer präformierten Öffnung geradezu er- zwingen. Mit der von DeGex (1905, p. 200) aufgestellten Hypothese, die Vacuolenwandung würde durch Spannung „permeabel“ und ge- statte dem Inhalt auszutreten, und mit der ähnlichen Kuarnsxky’schen (1910, p. 42) Annahme, es entständen bei der Dehnung in der Pelli- eula durch Ruptur ,,micropylare Öffnungen“, kommt man meines Er- achtens über die Schwierigkeiten nicht hinweg. Indessen glaube ich, daß die sorgfältigen Kuarmsky’schen Beobachtungen und Schnitt- 1) Eine ähnliche Annahme hat auch bereits RHUMBLER (1898, p. 260) gemacht. 456 WALTER STEMPELL, bilder den Schlüssel zu einer anderen, vollkommen befriedigenden Erklärung liefern. Wie KHarxsxy festgestellt hat, findet sich an der betreffenden Stelle eine trichterförmige Einsenkung der hier stark verdünnten Pellicula, die sich bei zunehmender Vacuolenfüllung 4 als „pulsatorische Papille“ hervorwölbt, um nach der Systole wieder in die Einsenkung überzugehen. Wenn nun in der Mitte der Ein- senkung resp. Papille eine persistierende Öffnung in der Pellicula vor- handen wäre, so würde dieses Loch nur beieinem bestimmten Innendruck % der Vacuolenflüssigkeit sich öffnen, indem seine dünnwandigen Ränder 2 sich nach außen biegen (cf. Textfig. A ZI, IIT) — was übrigens mit einer von Rosssacu (1872, p. 183) und anderen früheren Autoren bei Amöben direkt beobachteten Tatsache übereinstimmt. Nach vollzogener Systole dagegen würde durch den nunmehr größeren Außendruck der ganze Apparat in das Innere des Protoplasmakörpers hineingedrängt werden, und die zarten Ränder derselben würden, da sie nicht nach innen 5 zu ausweichen können, sich zu einer scheinbar kontinuierlichen Schicht aneinanderlegen (cf. Textfig. A J, IV, V). Dieser ventilartige Ver- schluß könnte dann noch vervollständigt werden durch die klebrige Alveolarschicht, welche eine bei jeder Systole neu einreißende „Ver- schlußlamelle“ im Sinne Bürscazrs (1887—1889, p. 1432) bilden würde. Wir hätten also im wesentlichen ein Rückstauventil, das durch das Alveolarprotoplasma in jedem Falle neu gedichtet würde — eine Fig. A. 1—V Schematische Darstellung des Entleerungs- und Füllungsmechanismus der pulsierenden Vacuole von Paramaecium mit einem Zuführungskanal. Vorstellung, die bei der weiten Verbreitung derartiger Einrichtungen im Tierreich wohl keineswegs von der Hand zu weisen ist und die jedenfalls erlaubt, ein klares Bild von den sich am Porus abspielen- den Vorgängen zu gewinnen. Ich möchte noch einen Schritt weiter- gehen und auch den Mechanismus der „Bildungsvacuolen“ in gleicher Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 457 Weise zu erklären suchen, indem ich annehme, daß — wenigstens bei Paramaecium — diese und ihre Mündungen in die Vacuolen prä- formiert sind und daß sich an ihren Mündungen ganz ähnliche, aus ‘ dünnen Plasmalamellen gebildete Rückschlagsventile finden wie an der äußeren Vacuolenmündung (cf. Textfig. A J—JV). Wie schon bemerkt, ist ja allerdings DEecex (1905, p. 197) zu der Ansicht ge- kommen, daß die Bildungsvacuolen nicht primäre, sondern sekundäre Flüssigkeitsansammlungen seien, in die nach erreichter „Permea- bilität“ der Vacuolenwand ebenso wie nach außen bei jeder Systole Flüssigkeit aus der Vacuole hineingepreßt werde. Die primäre Natur dieser Gebilde. scheint mir aber doch außer allem Zweifel zu stehen. III IV V Fig.B. I—V Paramaecium caudatum. Momentaufnahmen nach dem Leben. 130:1. Verschiedene Entleerungsstadien der pulsierenden Vacuole. Die Tiere sind durch den Deckglasdruck etwas gequetscht. Bei V sind die Vacuolen abnorm dilatiert. Man kann ja besonders bei solchen Infusorien, welche einen langen Zuführungskanal besitzen, wie z. B. bei Spirostomum, leicht beobachten, daß im Zuführungskanal die Flüssigkeit durch peristaltische Be- wegungen nach der Vacuole hinbewegt wird (cf. z. B. Lünr, 1913, p. 311), und bei Paramaecium sind, wie man bei stark dilatierter Vacuole leicht feststellen kann (cf. Textfig. BV), die „Bildungsvaeuolen“ in Wahrheit lange, das Protoplasma weit durch- ziehende Kanäle, in denen die Flüssigkeit nach der Vacuole zuströmt, um sich schließlich an den nach dieser zu gerichteten Enden zu stauen. Zudem ist auch bei manchen Protozoen (Lionotus fasciola, Vorticella citrina) einwandfrei festgestellt worden, dab die Bildungs- vacuolen erst nach der Systole auftreten (cf. darüber BÜTscHLı 1887—1889, p. 1427). Die Beobachtung, aus welcher DEGEN seine Ansicht ableitet, daß nämlich dann, wenn durch eiweibfällende Mittel Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 30 458 WALTER STEMPELL, die Entleerung der Vacuole nach außen erschwert resp. unmöglich gemacht wird, die stark dilatierte Vacuole ihren Inhalt in die Bildungsvacuolen ergießt, ist ja bei Annahme des oben geschilderten Entleerungsmechanismus sehr einfach so zu erklären, daß schließlich bei abnormer, durch Verklebung des Öffnungsventils bedingter Füllung der Vacuole die Öffnungen zwischen Bildungsvacuolen — richtiger Zuführungskanälen — und Hauptvacuole so ausgedehnt werden, daß die Ventile hier nicht mehr funktionieren können und eine Rückstauung der Vacuolenflüssigkeit in die Zuführungskanäle eintritt. Auf dem in Textfig. BV reproduzierten, von mir bei ca. 130facher Vergrößerung nach dem Leben aufgenommenem, richt retuschierten Momentphotogramm kann man auch deutlich sehen, daß bei abnorm dilatierten Vacuolen die offenbar präformierten, sich weit ins Protoplasma erstreckenden Zuführungskanäle deutlich in offener Kommunikation mit der Vacuole stehen (vgl. auch die gleiche Beobachtung von Kuarnsxy (1910, p. 26), was DEGEN (1905, p. 194) für unmöglich zu halten scheint. Die hier so deutliche Kanalnatur der Bildungsvacuolen ist übrigens auch schon von anderen Beobachtern festgestellt worden (z.B. PÜTTER, 1904).1) Im vorliegenden Fall scheint es sogar, als ob einige Zuführungskanäle beider Vacuolen mitein- ander in Kommunikation ständen (cf. besonders Textfig. BIV). Die eigentliche Funktion der Zuführungskanäle bedarf wohl keiner langen Erörterung, obgleich dieser Punkt von den bisherigen Autoren merk- würdigerweise fast gänzlich vernachlässigt worden ist: sie sind offenbar diejenigen Stellen, wo die durch den Stoffwechsel entstehen- den Endprodukte, wie Kohlensäure, Harnsäure usw., sich in gelöster Form ansammeln; sie wären also am richtigsten als „Excretions- kanäle“ bezeichnet. Daß ihre Wandungen sich auch osmotisch ganz anders verhalten als die Vacuolenwand, ist ja danach ohne weiteres anzunehmen; es liegt aber auch eine gelegentliche Beobachtung Pürter’s (1904, p. 425) vor, die sehr gut als Basis hierfür zu verwerten ist. Nach Querdurchschneidung eines Spirostomum bildete sich näm- lich aus dem Zuführungskanal eine Vacuole, die aber ihren Inhalt nicht entleerte, während die normale Vacuole des hinteren Stückes weiter pulsierte. Es läßt sich daraus entnehmen, daß osmotische Erscheinungen an der vorderen, ad hoc gebildeten Vacuole nicht auf- 1) Sehr schön tritt die große Ausdehnung der Bildungskanäle bei Fron- tonia leucas (EHRBG.) hervor, wo sie, nach allen Seiten ausstrahlend, sich überall bis dicht unter die Pellicula erstrecken (cf. TONNIGES, 1914, p. 396, 307, fig. A). Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 459 treten konnten, weil ihre Wandschicht nicht die erforderlichen Eigen- schaften besaß. Wenn man den Bildungsvacuolen die vorläufige An- sammlung und Aufspeicherung der osmotisch wirksamen Excretstoffe zuschreibt, so braucht man auch nicht mit Decex (1905, p. 194) die recht willkürliche Hilfsannahme zu machen, daß nach der Systole ein Teil des Vacuoleninhaltes darin zurückbliebe, um hier nun aufs neue osmotisch zu wirken. Abgesehen davon, daß dies nach den vorliegenden Beobachtungen sehr unwahrscheinlich ist, dürfte wohl auch nicht anzunehmen sein, daß dieseibe Vacuolenwand, welche die osmotischen Erscheinungen veranlaßt, andrerseits durchlässig sei für die aus dem Protoplasma ausgeschiedenen osmotisch wirksamen ‘ Stoffe, und es ist daher Knamsky (1910, p. 40) ganz im Recht, wenn er DEGEN diesen Widerspruch vorwirft. Schließlich wäre noch zu untersuchen, welche Kräfte bei der Entleerung der Vacuole in Aktion treten. Die ältere Ansicht, daß das Protoplasma sich kontrahiere, ist als endgültig widerlegt zu be- zeichnen, seitdem Rosspacu (1872, p. 226), DEGEN (1905, p. 181) u. A. (vgl. auch die kritische Zusammenstellung bei Burran (1910, p. 267) nachgewiesen haben, dab Induktionsströme, Anästhetika und Gifte die Vacuolentätigkeit nicht spezifisch beeinflussen. Man wird also mit Decex, Burian u. A..annehmen müssen, daß es der durch Osmose allmählich entstehende, intravacuoläre Druck ist, der in einem be- stimmten Moment nicht nur die Öffnung nach außen gangbar macht, sondern auch das Ausfließen des Vacuoleninhalts bewirkt. Das Protoplasma steht ja, wie bereits Burtan (1910, p. 265, 266) ausein- andergesetzt hat, infolge der Vacuolendehnung unter einem ziemlich starken Druck, der wohl allein schon genügen würde, den Inhalt der Vacuole auszutreiben; doch kommt natürlich, wie BütschLı (1887—1889, p. 1432) mit Recht betont hat, nach der Öffnung des Porus die im Vergleich zum umgebenden Medium relativ hohe Oberflächen- spannung des kleinen Vacuolentropfens helfend hinzu. Daß äußerer Druck die Entleerung der Vacuole hemmen oder verhindern kann, haben mehrere ältere Autoren und neuerdings wieder KuamskY (1910, p. 33, 34) beobachtet. Wenn ich das Gesagte kurz zusammenfasse, so dürfte sich also der Mechanismus der pulsierenden Vacuole bei Paramaecium folgender- maßen abspielen (vgl. Textfig. A). Die Endprodukte des Stoff- wechsels sammeln sich in gelöster Form an bestimmten Stellen des Protoplasmas, nämlich in einem — vielleicht überall verästelten — Kanal- oder Lückensystem an, dessen Ausführungsgänge nach den 30* 460 WALTER STEMPELL, beiden pulsierenden Vacuolen zu als Zuführungskanäle zusammen- laufen. Sobald die Vacuole sich entleert, schwellen die Enden dieser Zuführungskanäle kolbig als „Bildungsvacuolen“ an, da die Flüssig- keit hierhin als an den Ort jetzt geringsten Druckes zusammenströmt und sich hier staut. Dadurch öffnen sich feine, aus Protoplasmalamellen gebildete Rückschlagsventile und lassen die in den Kanalenden an- gesammelte Flüssigkeit in den Vacuolenraum zusammenfließen, um sich nach Füllung desselben alsbald wieder zu schließen. Nunmehr erfolgt dadurch, daß die in der Vacuole angesammelte Lösung einen hohen osmotischen Druck hat, aus dem Protoplasma ein dauernder Zufluß von Wasser zu dieser abgeschlossenen Flüssigkeitsmenge durch die ad hoc gebildete semipermeable Vacuolenwand hindurch. Sobald der Druck des Vacuoleninhalts dann eine bestimmte Höhe erreicht hat, d. h. größer geworden ist als der äußere Wasserdruck, öffnet sich unter gleichzeitiger Durehreißung der dünnen Alveolar- schicht an der Spitze einer papillenformigen Vorwölbung der Pelli- cula ein zweites Rückschlagsventil, und es erfolgt unter dem Druck des Protoplasmas und der Oberflächenspannung des Vacuolentropfens die vollständige Entleerung der Vacuole, worauf sich der Vorgang in derselben Weise wiederholt. Wie man sieht, stimmt diese Darstellung in manchen Punkten mit der von Burıan (1910, p. 277, 278) gegebenen überein, nur hat Burran, der die Arbeit von Kuarnsxy (1910) noch nicht berück- sichtigen konnte, für die Entleerung eine periodische Zerreißung der Zellwand annehmen müssen, und ferner hat er die Funktion der „Bildungsvacuolen“ nicht berücksichtigt. Auch Line (1913, p. 96) nimmt eine solche Zerreifung an und läßt ebenfalls die Funktion der „Bildungsvacuolen“ außer Betracht. Der so nahe liegende Ge- danke, daß Ventilwirkungen mit im Spiel sind, ist meines Wissens bisher überhaupt nicht in der Literatur ausgesprochen worden. Wenn Pürrer (1904, p. 445) die Enden der Zuführungskanäle nach der ersten Füllung der Vacuole nicht in Verbindung mit dieser sah, so ist dies nach dem Gesagten ja leicht verständlich, da die Enden gerade in diesem Stadium vollständig kollabiert sein müssen (cf. Textfig. A V). Es soll nun mit Obigem keineswegs behauptet werden, daß an den pulsierenden Vacuolen aller Protozoen ein so komplizierter Mechanismus vorhanden sei. Vielmehr dürfte der bei manchen Ciliaten sich findende Apparat die phylogenetisch höchste Stufe der Entwicklung darstellen. Als ursprünglichster Typus sind vermut- Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 461 lich einfache, hier und da im Protoplasma auftretende Blaschen, Bläschenreihen oder fest präformierte Kanäle anzusehen, welche bei den im Meerwasser lebenden Formen die relativ geringen, durch die Excretion gebildeten Wassermengen mit den gelösten Excretstoffen kontinuierlich oder in unregelmäßigem Rhythmus nach außen ent- leerten — Einrichtungen, die sich natürlich nur bei den in an- nähernd isotonischer Umgebung lebenden Meeresformen und Para- siten erhalten konnten. Hierhin gehören wohl u. a. das Kanalsystem von Pycnothrix monocystoides, die Excretionsorgane mancher Opalinen und auch die sogenannten Pusulen der Dinoflagellaten (Literatur darüber s. bei Linn, 1913, p. 315#f.); doch dürften die letzteren schon höhere Differenzierung und mannigfache Übergänge zu den echten pulsierenden Vacuolen aufweisen. Diese selbst konnten in typischer Form erst entstehen, als die freilebenden Meeresprotisten zum Süßwasserleben übergingen, denn erst hier wurde eine Ein- richtung nötig, den nun auftretenden osmotischen Druck auszu- gleichen. Man darf annehmen, daß schon vorher, wie etwa heute noch bei den Dinoflagellaten, Reservoire ausgebildet worden waren, welche den Inhalt der Excretionskanäle für einige Zeit aufspeicherten, und daß solche Reservoire beim Übergang zum Süßwasserleben ein- fach dadurch zu Regulatoren des osmotischen Druckes und damit zu pulsierenden Vacuolen wurden, daß die natürliche Hypertonie der Exeretstofflösungen !) und der im Süßwasser unvermeidlich höhere Wasserzufluß zum Protoplasma die osmotischen Erscheinungen an den Reservoiren auslöste. Die Periodizität der Entleerung kann nach dem Gesagten leicht durch die Druckverhältnisse entstanden gedacht werden, denn bei einem nach bestimmter Zeit erreichten Innendruck mußte sich eben das Reservoir nach bestimmter Zeit nach außen entleeren, und die regelmäßige Wiederkehr des Vorgangs in gleichen Zeitabschnitten war durch die ceteris paribus gleiche excretorische Tätigkeit der Zelle sowie durch die gleichen physika- 1) Wie schon RHUMBLER (1898, p. 267) und DEGEN (1905) richtig bemerkt haben, könnten die Kohlensäure und andere Stoffwechselprodukte als die das Spiel der Vacuole inszenierenden Substanzen angesehen werden. Das Vorhandensein von Kohlensäure in der Vacuolenflüssigkeit dürfte auch als sicher erwiesen gelten (cf. BURIAN, 1910, p. 275, 276). Das Hinein- gelangen ihrer Stoffe in die Bildungsvacuolen und ihre Ansammlung in denselben kann natürlich durch die Osmosetheorie nicht erklärt werden; hierfür kommt man ohne die Annahme aktiver chemischer Zelltätigkeit nicht aus. 462 WALTER STEMPELL, lischen Bedingungen bestimmt. Die mit der Periodizität in Zu- sammenhang stehende und sie bei den Ciliaten besonders sichernde Ausbildung von Ventilen ist natürlich nicht so ohne weiteres „phy- logenetisch-mechanistisch“ erklärbar; sie bietet aber jedenfalls hier der Erklärung keine größeren Schwierigkeiten als in den zahlreichen anderen Fällen, wo im Tierreich in einem zur Bewegung von Flüssig- keiten dienenden System derartige Einrichtungen auftreten. Es werden auch nicht alle Bildungsvacuolen einen so komplizierten Mechanismus aufweisen wie diejenigen von Paramaecium; ja es ist sehr wohl möglich, daß selbst bei Paramaecium neben den eigentlichen Zufüh- rungskanälen zuweilen noch einfache Nebenvacuolen vorhanden sind (cf. Kuamsky, 1910, p. 26). Bei vielen Protisten mögen die intra- cellulären Räume, in denen sich die Excretflüssigkeit zuerst an- sammelt, nur ein unregelmäßiges System von Vacuolen und Lücken darstellen, die später zusammenfließen. Wenn die Wandung dieses primären Lückensystems sich physikalisch nach dem Gesagten auch anders verhalten muß als diejenige einer pulsierenden Vacuole, so scheint es doch, als ob sich einzelne Teile derselben unter Um- ständen in typische pulsierende Vacuolen umwandeln können, da Horer (1889, p. 105) gezeigt hat, daß sich in kern- und vacuolen- losen Teilstücken von Amoeba proteus schnell eine neue pulsierende Vacuole bildet. Hierher gehört auch die Beobachtung von Kre- MENSIEWICZ (1903, p. 51), daß Phagocyten des Salamanders unter Umständen pulsierende Vacuolen bilden. Bei denjenigen hoch- spezialisierten Protisten, wo die pulsierende Vacuole sich in ein Reservoir ergiebt (Vorticelliden, Eugleniden), wird man wohl anzu- nehmen haben, daß sich nur ein Teil des ursprünglichen Reservoirs zur osmotischen Vacuole differenzierte. In denjenigen Fällen end- lich, wo eigentliche Zuführungskanäle zu den Vacuolen nicht beob- achtet sind, wie bei vielen Amöben und anderen Protozoen, wird man ohne die Annahme von vielleicht sehr feinen intraplasmatischen Leitungsbahnen und Lücken doch nicht auskommen können, da ja die Umsetzungen, welche zur Bildung der Excretstoffe führen, im gesamten Protoplasma vor sich gehen müssen und nicht auf eine kleine Stelle desselben beschränkt sein können. Daß auch in allen diesen Fällen die eigentliche pulsierende Vacuole ein wesentlich osmotisches System ist, hat ZÜLZER (1910) durch ihre Versuche über- zeugend nachgewiesen, denn wie könnte die Vacuole bei Züchtung in Meerwasser verschwinden, wenn sie noch andere lebenswichtige, etwa excretorische Funktionen zu erfüllen hätte! — Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 463 Alles in allem wäre daher die pulsierende Vacuole unserer Süßwasserprotozoen eine Organelle, welche sich zwar im Anschluß an respiratorische und excretorische Tatigkeiten des Protoplasmas entwickelt hat und welche diese Funktionen auch jetzt noch unter- stützt, deren vornehmste Aufgabe aber in der Hinausschaffung des osmotisch eingedrungenen Wassers besteht. Hine Theorie, wie die hier vorgetragene, die sich nur zum Teil auf direkte Beobachtung am lebenden Objekt stiitzen kann, bedarf indessen noch weiterer Beweise, um glaubhaft zu werden. Derjenige Weg, der im vorliegenden Fall am gangbarsten erscheint, ist nun zweifellos die Nachahmung des betreffenden Vorgangs an leblosen Modellen. Schon Ruumster hat (1898, p. 263ff.), allerdings aus- gehend von teilweise anderen Erwägungen, diesen Weg für die Erklärung der pulsierenden Vacuole eingeschlagen. Wenn er einen Tropfen Chloroform unter Wasser brachte, so bildete sich, da wohl die im Chloroform enthaltenen Verunreinigungen Wasser anzogen, in der oberen Partie des Chloroformtropfens ein feiner Wassernebel, dessen Bestandteile zu größeren Tropfen konfluierten, worauf diese — im Verlauf von !/,—1'/, Stunden — ihren Inhalt plötzlich in das Wasser entleerten. Dieser hübsche und bei einiger Geduld leicht nachzuahmende Versuch zeigt nun in der Tat, daß ,vitale“ Kon- traktionen nicht nötig sind, um einen dem Vacuolenspiel ähnlichen Vorgang auszulösen, und daß die schon erwähnte Bürscazrsche Ober- flächenspannungstheorie schon ausreicht, um die Entleerung nach Zerreißung einer feinen Deckschicht zu verstehen; aber es muß doch hervorgehoben werden, daß der Vorgang am Chloroformtropfen in zu vielen und wesentlichen Einzelheiten von dem natürlichen Vacuolenspiel abweicht, um eine genügend getreue Kopie des letz- teren zu sein. Einmal wird bei dem Ruumgrer’schen Versuch das Wasser vermutlich direkt von außen und nicht aus dem Innern des Chloroformtropfens bezogen (vgl. auch BurraAN, 1910, p. 268), während die pulsierende Vacuole es aus dem Protoplasma erhält, ferner sind die so wesentlichen und wichtigen osmotischen Erscheinungen und endlich die Ventilwirkungen und damit auch die Lokalisation des Vorganges gar nicht zum Ausdruck gebracht. Ich habe daher ver- sucht, auf der Basis unserer jetzigen Kenntnisse und Anschauungen einen Apparat zu konstruieren, der nach Möglichkeit diese An- forderungen erfüllt, wenn auch seine äußere Ähnlichkeit mit dem natürlichen Vacuolenapparat vielleicht geringer ist als bei dem Raumezer’schen Modell. 464 WALTER STEMPELL, 0 5 P Qo O Av O su. Hr S My 7 VA % NG 2 OND CYO AVB O © OO O © Fig. C. Schematische Darstellung des Apparats zur Demonstration der Funktion der pulsierenden Vacuole. 1:3. Zeichenerklärung im Text. Die Größenverhältnisse (äußere Male) des Hauptapparats sind genau eingezeichnet; nur ist das Gefäß A etwa um die Hälfte höher, und die Gefäße I und Æ sind beliebig größer anzunehmen. Die Teile R, E und H sind, um sie nebeneinander darstellen zu können, über ihrer Austrittsstelle aus dem Kautschukstopfen abgebrochen gezeichnet. Die elektrischen Hilfsapparate zum Anschluß an eine Lichtleitung sind nur grob-schematisch eingezeichnet. Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 465 Ein zylindrisches, in der Mitte etwas bauchig aufgetriebenes und an beiden Enden offenes Glasgefäß (cf. Textfig. C B) !) repräsen- tiert den Protoplasmakörper. Um die osmotischen Wirkungen der Zellhaut zu erzielen, ist es am unteren Ende mit einer dünnen tierischen Membran verschlossen, am anderen Ende trägt es einen doppelt durchbohrten Kautschukstopfen. Das ganze Gefäß B wird in ein größeres mit Wasser gefülltes Glasgefäß A (Textfig. C)?) hineingehängt. Durch die engere Durchbohrung des Kautschuk- stopfens wird bis zur Unterfläche des Stopfens ein kurzes Trichter- -rohr (R) geführt, mittels dessen B mit einer Salzlösung angefüllt ‘wird, in der weiteren Durchbohrung steckt ein zylindrisches Glas- gefäB C, das den eigentlichen Vacuolenapparat trägt. Dasselbe ist einmal unten mit einer durch große Löcher siebartig durchbrochenen Glasplatte verschlossen, und außerdem ist hier in einer Rinne eine blasenförmige, dünne tierische Membran (D) befestigt. Die Sieb- ' platte hat den Zweck, zu verhindern, daß die Blase beim Zusammen- fallen den später zu erwähnenden Heber 7 verstopft. Diese Blase und ebenso die das Gefäß D unten verschließende Membran mub einmal möglichst dünnwandig und ferner absolut dicht sein. Beiden Erfordernissen entsprachen bei meinen Vacuolen am besten: die zu anderen Zwecken im Handel erhältlichen sogenannten Fisch- blasen (Hausenblasen) *), welche auch noch den Vorteil haben, dab sie am einen Ende eine halbkuglige Form von entsprechender Größe besitzen. Um sie wirklich dicht an dem Gefäß C zu befestigen — was für das Gelingen des Versuches von ausschlaggebender Bedeu- tung ist —, bestreicht man am besten die Rinne des Gefäfrandes zunächst mit zähflüssigem Canadabalsam, zieht dann die angefeuchtete und sorgfältig auf Dichtigkeit geprüfte Blase über den Rand, bindet sie hier fest, läßt sie trocknen und überzieht endlich den über- stehenden Rand der Blase und den Glasrand mit einem dicken 1) Die genauen Maße sind, soweit sie nicht im Text angegeben sind, aus der Figur und der Figurenerklärung zu ersehen. 2) Hierfür benutzte ich stets einen großen, etwa 33 cm hohen und 16 cm weiten sogenannten Filtrierstutzen (cf. Textfig. E). Die Höhe dieses Gefäßes hat den Vorteil, daß die aus B teilweise diffundierende Salzlösung zu Boden sinkt und die osmotischen Prozesse nicht verlangsamt, da die höheren Schichten längere Zeit reines Wasser enthalten. 3) Die von mir benutzten Blasen wurden von der Firma B. B. CAssEL, Frankfurt a. M. geliefert. Es handelte sich dabei um ausgesuchte Stücke für Laboratoriumszwecke, welche sämtlich wirklich dicht waren, was bei der gewöhnlichen Handelsware leider nicht immer der Fall ist. 466 WALTER STEMPELL, Wulst geschmolzenen Canadabalsams oder Krönıg’schen Lacks. Das so unten verschlossene zylindrische Glasgefäß C trägt am anderen, oberen Ende einen dreifach durchbohrten Gummistopfen, der eben- falls unbedingt dicht schließen muß. (Eventuell muß hier mit Gummi- lösung nachgeholfen werden.) Durch die eine seiner beiden engeren Durchbohrungen ist ein höchstens 2 mm (außen) dickes, U-förmig gebogenes Glasrohr (£) gezogen, das mit seinem längeren vertikalen Schenkel noch durch eins der Sieblöcher in das halbe Innere (nicht tiefer!) der Blase D hinabreicht, mit seinem kürzeren vertikalen Schenkel in ein hochgestelltes, mit starker Salzlösung gefülltes Ge- fab A eintaucht. Bei N ist der horizontale Querschenkel dieses Glasrohrs auf ein größeres Stück unterbrochen, und die Enden sind hier durch ein Stück möglichst dünnwandigen Gummischlauches (so- genannten Ventilschlauches für Fahrräder) verbunden. Auch am längeren vertikalen Schenkel findet sich eine Unterbrechung: es ist hier durch ein kurzes Stück Gummischlauch ein „Gelenk“ her- gestellt (cf. Textfig. C), das gestattet, den längeren Schenkel beim Aufsetzen des Gummistopfens bequem und ohne ihn zu zerbrechen, durch eins der Sieblöcher in die Blase hineinzuführen. Durch die weiteste Öffnung des das Gefäß C verschließenden Stopfens ist eben- falls ein U-förmig gebogenes Heberrohr aus Glas (H) geführt. Der in das Innere des Gefäßes C bis nahe zum unteren Sieb reichende Schenkel hat eine Dicke von 7 mm (äußeres Maß) und trägt in einer Entfernung von etwa 3,7 cm von seinem unteren Ende zwei 2 mm große Löcher !); kurz vor seiner Um- biegung in den Querschenkel befindet sich wieder ein durch ein Gummi- schlauchstück gebildetes Gelenk, das zum bequemen Einstellen des Hebers auf verschiedene Überlaufhöhen dient. Da, wo das Rohr in den Quer- schenkel übergeht, verengert es sich auf 5 mm (äußeren Durchmesser), biegt dann mit möglichst scharfem rechten Winkel in den äußeren, längeren Schenkel um und erweitert sich etwa 8 cm vor dessen Fig. D. Pipette zum Einfüllen des Queck- silbertropfens. 1:3. 1) Diese Löcher müssen so hoch angebracht sein, daß sie nach Ent- leerung der Blase noch über dem Niveau der Flüssigkeit im Gefäße B liegen. Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 467 unteren Ende wieder auf den ursprünglichen Durchmesser (7 mm). Etwa 15 mm oberhalb der trichterförmig erweiterten Öffnung hat das Rohr wieder 2 Löcher und ragt mit seinem Ende in ein tief- gestelltes Glasgefäß J hinein. Die dritte Durchbohrung des das Ge- fäß C oben verschließenden Kautschukstopfens trägt das Steigrohr F. Dasselbe ragt mit seinem unteren, verdünnten Ende nicht über die untere Fläche des Stopfens hervor, erweitert sich dicht über der oberen Fläche des Stopfens auf 9 mm und trägt an seinem oberen Ende einen kurzen, etwas eingezogenen Halsteil. Im Inneren des erweiterten Mittelabschnitts liegt lose ein 5 mm starkes, aus dünn- wandigem Glase hergestelltes, mit Luft gefülltes und allseitig ver- schlossenes Rohr, der Schwimmer G, der an seinem oberen Ende einen kleinen, etwa 8 mm hohen, oben offenen Becher trägt. Mittels einer passend gebogenen, eine Glaskugel tragenden Pipette (Text- fig. D) wird in diesen Becher ein etwa 3 mm großes Quecksilber- kügelchen gebracht. Das Rohr muß selbst bei Belastung durch den Quecksilbertropfen so leicht sein, daß es auf Wasser schwimmt !) und dabei nicht tiefer als bis zum Fuß des Bechers eintaucht. Es trägt nahe seinem unteren Ende der besseren Führung halber ein Paar Glasfüßchen. Wichtig ist, daß der obere Teil des Schwimmers und des Bechers beim Hin- und Hergleiten der Wand des Rohres F nicht zu nahe kommt, da sich in diesem Falle hier dünne Flüssig- keitsschichten bilden können, die ein automatisches Zurückfallen des Schwimmers beim Sinken der Flüssigkeitssäule verhindern. Die Führung des Schwimmeroberteils besorgen am besten die zwei von oben in den.Becher hineinragenden Platindrähte (Z). Dieselben sind in den oberen Teil des Gefäßes F eingeschmolzen?), rechtwinklig nach unten umgebogen und so lang, daß sie bei Tiefstand des Schwimmers noch gerade in den Becher hineinreichen, bei dessen höchster Stellung aber mit ihren Enden sicher in den Quecksilber- tropfen eintauchen. Der eine dieser beiden Platindrähte ist durch einen Leitungsdraht direkt mit dem einen Pol einer elektri- schen Stromquelle verbunden, die von dem anderen herkommende Leitung geht zunächst durch einen kleinen Elektromagneten (N), 1) Benutzt man in dem Apparat Flüssigkeiten von niedrigerem spezifischen Gewicht, so muß es natürlich noch leichter sein. 2) Beim Einschmelzen ist sorgfältig darauf zu achten, daß sich an den Platindrahtenden keine Glasüberzüge bilden, die ja den Kontakt ver- hindern würden 468 WALTER STEMPELL, etwa den einer elektrischen Klingel.) Zwischen dem Anker dieses Elektromagneten und einem seiner Pole wird der oben erwähnte Schlauch hindurchgeleitet, der einen Teil des Querschenkels am Heber- rohr E bildet (s. 0.). Natürlich kann man als Stromquelle Primär- elemente oder Akkumulatoren benutzen, wenn sie den zum sicheren Zuklemmen des Gummischlauches nötigen Strom liefern ?); es hat dies aber besonders bei Anwendung von Primärelementen außer manchen Unbequemlichkeiten den Nachteil, daß der gelieferte Strom meist nicht ganz konstant ist. Da der Elektromagnet den Gummischlauch längere Zeit unbedingt wasserdicht zuklemmen muß, ist es daher ratsamer, eine sicherere und ganz konstante Strom- quelle zu benutzen, wie sie jede an eine Zentrale angeschlossene Lichtleitung liefert. Man ist hier nur genötigt, einmal durch einen passenden Widerstand die Spannung auf etwa 5 Volt hinunter- zudrücken und ferner die Funkenbildung an den Kontaktstellen auf ein Minimum einzuschränken, da sonst durch Oxydation des Queck- silbers, Springen des Glases etc. Störungen entstehen. Die Unter- drückung der Funkenbildung erreicht man am besten durch einen kleinen Kondensator (J), der parallel in den Stromkreis eingeschaltet wird?) Um die erforderliche schwache Spannung zu erhalten, legt man den Stromkreis am einfachsten in den Nebenschluß (Q,, Q.) eines passenden Widerstandes (0), der in den Strom der Zentrale (P,, P,) eingeschaltet wird. Sehr handlich wird der ganze elektrische Anschlußapparat, wenn man ihn auf der einen Seite eines etwa 65 cm hohen Brettes montiert, das mittels einer Fußplatte senk- recht auf den Tisch gestellt werden kann (vgl. Fig. E). Dasselbe trägt dann zweckmäßig auf der anderen Seite nahe seiner oberen Kante noch ein horizontales Brett zur Aufnahme des oberen Heber- gefäfes. Billige und brauchbare Widerstände lieferte mir die Firma 1) Die Verwendung einer solchen — natürlich nach Ausschaltung des WAGNER’schen Hammers — bietet noch den Vorteil, daß bei jedem Kontakt ein Klingelzeichen ertönt, so daß man auch aus größerer Ent- fernung hört, wann die Osmosewirkung einsetzt (s u.). Der Klöppel muß so gebogen werden, daß er bei zusammengedrücktem Schlauch (cf. unten) beinahe die Glocke berührt. 2) Bei Anwendung dünnwandigsten Fahrradventilschlauches und einer gewöhnlichen elektrischen Klingel ist dazu etwa ein Strom von 0,5 Ampère Stromstärke und 5 Volt Klemmenspannung erforderlich. 3) Ich habe bei meinen Versuchen den im Handel zu habenden kleinen Kondensator von Mıx u. GENEST, A.-G. Berlin benutzt (Type 9600, Kapazität: 1 Mf, zul. Belastung: 350 Volt) (cf. Fig. E). Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 469 C. SCHNIEWINDT in Neuenrade i. W. Ich habe einen Asbestgitter- widerstand von ca. 48 cm Länge und 10 cm Breite benutzt (Draht- stärke 0,3 mm, Belastungsgrenze 4 Amp.) Bei einer Netzspannung von 220 Volt braucht man, um im Nebenschluß 5 Volt Klemmen- Fig. E. Apparat zur Demonstration der pulsierenden Vacuole mit elektrischem Hilfsapparat zum Anschluß an eine Lichtleitung. 1:6,3. spannung und 0,5 Amp. Stromstärke zu erzielen, einen Widerstand von 222,5 Ohm. Der Nebenschluß wird dann abgezweigt zwischen 470 WALTER STEMPELL, 217 und 222,5 Ohm. Die Art der Montage des Apparats ist am besten aus dem Photogramm (Fig. EK) zu ersehen. Der Asbesteitter- widerstand wird einfach mittels eines an beiden Enden überstehen- den Stückchens Asbestgewebe auf zwei Holzklôtzchen festgeschraubt. Praktisch ist es, wenn nahe dem Rande des oberen horizontalen Brettes ein kurzer, senkrecht stehender Drahtstift befestigt wird,. an welchem nach dem Auseinandernehmen des Apparats der große: Gummistopfen mit der Blase zum Trocknen frei aufgehängt werden. kann, indem man den Stift in das Rohr des Trichters À einschiebt. | Der, Apparat arbeitet nun folgendermaßen. Wenn das Gefäb A mit Wasser, das Gefäß B mit einer etwa 5°/,igen Salpeterlösung, ‘das Gefäß C, die Blase D sowie das obere Gefäß X und der Heber E mit einer starken, etwa 25°/,igen (konzentrierten) Salpeterlüsung gefüllt ist, so wird durch die Tätigkeit des Hebers E die Flüssig-. keit schließlich im Steigrohr F steigen, der Schwimmer G wird sich heben, es werden die Platindrähte in den Quecksilbertropfen ein-- tauchen, durch den entstehenden Strom wird der Elektromagnet N be- tätigt werden und den Gummischlauch am Heber Æ zusammendrücken, so daß nunmehr die weitere Fliissigkeitszufuhr von X aus aufhört. Wenn der Heber H so eingestellt ist, daß im Moment des Kontaktes noch kein Uberlaufen der Flüssigkeit durch ihn eintritt, so wird diese also auch in ihm an einer bestimmten Stelle stehen bleiben. Nunmehr wird aber durch Osmose Wasser aus B in die Blase D und das Gefäß C treten, während gleichzeitig durch Osmose Wasser aus A nach 5 hineingelangt. Der osmotische Druck wird somit nach einer bestimmten Zeit den Heber H zum Überlaufen bringen, und es wird sich dann nicht nur C größtenteils entleeren, sondern auch die Blase D, da der nun in B entstehende starke Überdruck sie zusammendrückt.!) Bei Beginn der Entleerung fällt der Schwimmer @. natürlich herab, der enge Heber E wird durch die Lösung des Kon- taktes wieder gangbar, und es wird sich durch ihn daher die Blase D. und das Gefäß C wieder langsam mit starker Salpeterlösung füllen, womit das Spiel von neuem beginnt. Sehr wichtig für ein glattes Funktionieren. des Apparats sind die richtig abgestuften Weiten der: beiden Heberrohre. Denn es kommt natürlich darauf an, daß der 1) Damit dies möglichst vollständig geschieht, darf der Druck in B nicht zu gering sein. Am sichersten wird der nötige starke Überdruck erreicht, wenn bei gefüllter Blase die Flüssigkeit noch im Trichterrohr oder im Trichter R selbst steht. Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 471 Heber H an der äußeren Umbiegungsstelle so eng ist, daß bei der ja nur sehr allmählich zunehmenden Druckerhöhung die Flüssigkeit hier nicht langsam abtropft. Andrerseits muß aber die innere Weite des Heberrohrs H überall so groß sein, daß es das Gefäß C und die Blase D zu entleeren vermag, ehe der enge Heber Æ bereits wieder eine erhebliche Füllung bewirkt hat, da andrenfalls keine periodische, sondern eine kontinuierliche Entleerung von C und D erfolgt, wobei in den Heber H Luftblasen mitgerissen werden. (Daraus ergibt sich übrigens ohne weiteres für die natürliche pulsierende Vacuole: auch hier muß, falls der Entleerungs- und Füllungsmechanismus der gleiche ist, die Öffnung des äußeren Porus unbedingt weiter sein als die Öffnungen aller Zuführungskanäle in die Vacuole zusammen sind.) Die seitlichen Löcher an den beiden Enden des Heberrohres haben den Zweck, das Mitreißen von Wassertropfen und Luftblasen am Ende der Entleerung möglichst zu verhindern bzw. unschädlich zu machen, und die trichterförmige Erweiterung soll die Bildung eines die äußere Heberöffnung zeitweilig verschließenden Tropfens verhindern, der ein gleichmäßiges Funktionieren des Apparats bei bestimmter Einstellung des Hebers mindestens erschweren kann. Dadurch, daß der Zu- führungsheber E bis in die Blase hineinreicht, wird bezweckt, daß sich erst die Blase und dann erst das Gefäß © mit neuer Flüssig- keit füllt, wodurch ebenfalls dem lästigen Mitreißen von Luft und Wasserblasen am Schluß der Entleerung wirksam vorgebeugt wird. Ich lasse nunmehr noch eine genaue Anweisung folgen, wie der Apparat!) zu bedienen ist. Zunächst wird ein etwa 3mm großer Quecksilbertropfen mit einer zu einer Kapillare ausgezogenen und an einer Stelle kuglig verdickten Glasröhre (Fig. D) aufgesogen und in den kleinen Becher des elektrischen Ventils (G) gebracht (ohne die Platinelektroden zu verbiegen!). Sodann wird das große äußere Gefäß (A) zu zwei Drittel mit Wasser gefüllt, darauf das mittlere, unten mit straffgespannter Fischblase dicht zugebundene (BD) ebensoweit mit 5°/,iger Salpeter- lösung.) Nun hängt man dieses letztere mittels eines Holzrahmens 1) Derselbe wird in vorschriftsmäßiger Ausführung durch die hiesige Filiale der Firma OTTO E. KoBE, Marburg geliefert. Ich möchte nicht unterlassen, dem hiesigen Vertreter der Firma, Herrn BEETZ, für die verständnisvolle und geschickte Ausführung meiner Wünsche und seine Hilfe bei der praktischen Konstruktion des Apparats auch an dieser Stelle bestens zu danken. 2) Für Demonstrations- und Kurszwecke ist Salpeterlösung am ge- 472 WALTER STEMPELL, oder Stativs in das große Gefä A und setzt den großen Gummi- stopfen ein, der in seiner weiteren Durchbohrung das zylindrische kleinste Gefäß (C) trägt. An dessen unterem Ende ist eine Fischblase (D) dicht schließend angebunden. Hierauf stellt man neben dem großen Gefäß links das Stativbrett mit den elektrischen Apparaten (Anschluß an die Lichtleitung, Widerstand, elektrische Klingel und Kondensator) auf und verbindet den Steckkontakt mit der Leitung. Auf das obere Brett kommt ein Becherglas (X) mit etwa 25°/,iger (konz.) Salpeterlösung, rechts neben das große Ge- fäß (A) wird ein gleiches leeres Becherglas (J) gestellt, und der große Heber (H) hineingeführt. Nun verbindet man durch ein nicht zu kurzes (etwa !/, m langes) Stück dünnwandigsten Gummischlauches (sogenannten Ventilschlauches für Fahrräder), den man zwischen dem Anker und dem nach der Klingel zu gelegenen Elektromagneten (N) hindurchzieht, das enge Heberrohr (EZ) des innersten Gefäßes C mit einem rechtwinklig ge- bogenenen, gleichweiten Glasrohr, füllt diesen Heber mit 25°}, iger Salpeterlösung, indem man ihn vom Zwischenstück aus ansaugt oder sein äußeres Ende durch einen Schlauch mit einer Spritzflasche ver- bindet, taucht ihn in das obere Gefäß (X) und läßt so das innere Gefäß (C) und die Blase (D) sich füllen. Gleichzeitig gießt man in das große äußere Gefäß (A) so viel Wasser, daß dieses etwa bis zur Höhe der Unterfläche des großen Gummistopfens reicht, und füllt, wenn die Blase straff gespannt ist, durch das Trichterrohr (R) in das mittlere Gefäß (B) soviel 5°/,ige Salpeterlösung nach, daß die Flüssigkeit noch im Trichterrohr steht. Als Regel gilt nämlich, daß die Flüssigkeit in jedem Gefäß bei extremster Füllung etwas höher stehen muß als in dem nächst äußeren, doch soll der Niveau- unterschied nicht allzu groß sein. Die richtigen Druckverhältnisse sind dann vorhanden, wenn bei Füllung von C die Membran an B nach unten straff vorgewölbt und die Base D straff gespannt ist, wenn ferner bei Entleerung von C die Membran an B nach oben vorgewölbt wird und die Blase D vollkommen kollabiert. Alle be- nutzten Flüssigkeiten müssen gleiche (Zimmer-) Temperatur haben, da anderenfalls das Resultat durch Ausdehnung resp. Zusammen- ziehung einzelner Teile getrübt resp. verzögert wird. Nach Füllung des Apparats wartet man, bis durch die Tätigkeit des kleinen eignetsten, da physiologische Kochsalzlösung im mittleren Gefäß und Harn oder Kohlensäurelösung im inneren Gefäß wegen des geringeren osmotischen Druckes den Versuch allzusehr — eventuell stundenlang — verzögern. Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 473 Hebers Æ die Flüssigkeit im Steigrohr F den Schwimmer G hebt, so dab durch Berührung der Quecksilberkugel mit den Platin- elektroden der Strom geschlossen und damit durch Zudriicken des _ Ventilschlauches die weitere Wasserzufuhr zu C unterbrochen wird. Man stellt nun den großen unteren Heber H durch Verschieben im Stopfen oder besser durch Bewegung seines horizontalen und absteigenden Schenkels um das am aufsteigenden Schenkel an- gebrachte Gummizwischenstück so ein’), daß im Augenblick des Kon- taktes die Flüssigkeit durch ihn noch nicht abläuft, aber schon mög- lichst weit — etwa bis in den-horizontalen Schenkel — vorgeriickt ist. Diese Stellung ist für dieselbe Flüssigkeit immer die gleiche, fir Flüssigkeiten von verschiedenem spezifischen Gewicht aber merklich verschieden, da der Schwimmer in diesem Falle verschieden tief ein- sinkt. Voraussetzung fiir glattes Funktionieren ist auch ungehinderte Bewegung des Schwimmers im Steigrohr, da Verunreinigungen an dessen Innenwand, wie Krystalle, Wassertropfen am und im Queck- silberbecher, natürlich den Kontakt stören und so verzögern können, daß bei feiner Einstellung der Heber zu früh überläuft. Alle derartigen Störungen sind also gegebenenfalls mit Hilfe eines schmalen Fließpapierstreifens sorgfältig zu beseitigen. Eventuell wird man auch festzustellen haben, ob der Elektromagnet bei Stromschluß den Ventilschlauch wirklich bis zum völligen Abschluß zusammendrückt, indem man das untere Schlauchende freimacht und prüft, ob bei Stromschluß keine Flüssigkeit mehr abläuft. Gegebenenfalls ist ent- weder der Schlauch zu dickwandig oder der Strom zu schwach. Zuweilen findet nach Einstellung des Kontakts ein Sinken der Flüssig- keit im Steigrohr statt. Wenn dies nur kurze Zeit nach dem Schließen des Kontaktes geschieht (mehrmaliges Klingeln), so hat es nichts zu bedeuten, da es entweder auf zu hoher Temperatur der innersten Flüssigkeit oder auf einem nachträglichen Nachgeben der Blasenelastizität beruht. Findet dagegen dauerndes Sinken statt, so ist gewöhnlich Undichtigkeit des inneren oder mittleren Gefäßes — meist der Blasen — die Ursache. Bei dichtem Abschluß und richtiger Einstellung wird die Flüssigkeit im Steigrohr / und Heber 7 langsam aber stetig vorrücken, und zwar erfolgt dieses Vorrücken lediglich durch den in C entstehenden osmotischen Druck, und nur dieser ist auch die Ursache, daß bei der beschriebenen Anordnung 1) Durch ein auf die Ränder von J aufgelegtes schweres Holzklötzchen läßt sich die Stellung leicht fixieren (vgl. Fig. E). Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 31 474 _ WALTER STEMPELL, etwa alle 20 Minuten ein Überfließen des Hebers und damit eine teilweise Entleerung von D und ein Zusammenfallen der Blase D erfolgt. Gleichzeitig löst sich der elektrische Kontakt, und der Heber Æ tritt wieder in Tätigkeit, doch kann er, da er viel enger als H ist, die Blase nicht so schnell wieder füllen, wie dieser sie entleert. Einmal eingestellt, funktioniert der Apparat so lange, als sich noch Flüssigkeit in dem oberen Hebergefäß befindet. Bei jedem Kontaktschluß ertönt ein Klingelzeichen. Das durch Osmose dem mittleren Gefäß B entzogene Wasser wird im wesentlichen durch Osmose aus dem äußeren Gefäß ersetzt, da die osmotischen Druckverhältnisse von C zu B ungefähr gleich denen von 5 zu A sind, wenn die Membranen gleich groß sind und die Konzentrationen sich zueinander gleich verhalten. Eine genaue Abstimmung, die auch den verschiedenen Dissoziationsgrad der Lö- sungen zu berücksichtigen hätte, ist natürlich möglich, aber für Demonstrations- und Kurszwecke nicht nötig. Das Auseinandernehmen des Apparats erfolgt folgender- maßen: Kurz vor einer Entleerung füllt man das obere Heber- gefäß K mit Wasser, stellt den elektrischen Strom ab, läßt den Apparat sich durch Heberdruck mehrere Male selbsttätig füllen und entleeren und so mit Wasser durchspülen, senkt dann nach einer Entleerung das obere Hebergefäß X dadurch, dab man es auf den Tisch stellt, so weit, dab sich die Blase möglichst vollständig durch dieses Rohr entleert, entleert darauf das Gefäß A mittels eines Hebers (etwa eines Saughebers). nimmt nach Entleerung der Blase den großen Gummistopfen mit dem Gefäß © und der Blase vorsichtig heraus und giebt schließlich das Gefäß B aus.!) Die Blase wird etwas aufge- blasen und mit dem Gefäß C zum Trocknen frei aufgehängt. Nach dem Trocknen wird alles wieder zusammengesetzt. Die Analogie des Apparats mit der pulsierenden Vacuole von Paramaecium bedarf nach dem Gesagten wohl keiner langen Er- örterung; sie ist kurz folgende: Das Wasser des äußeren Gefäfes A stellt das Wasser dar, in dem das Tier lebt. Das mittlere Gefäß B entspricht dem Proto- plasmakörper, in welchen durch die semipermeable Wand (= Mem- bran des Apparats) stets Wasser einströmt. Der osmotische Druck des Protoplasmas wird durch die ebenfalls als osmotisches System 1) Man kann es natürlich auch mittels eines dünnen, durch das Trichterrohr gesteckten Heberohres (Gummischlauches) entleeren und braucht dann den Apparat überhaupt nicht auseinander zu nehmen. Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 475 wirkende Vacuole, hier die Blase D, immer wieder ausgeglichen, indem alles durch Osmose in die Zelle eintretende Wasser durch die osmotische Vacuole wieder hinausgeschafft wird. Die Entleerung der natiirlichen kontraktilen Vacuole erfolgt bei einer bestimmten Spannung, indem an einer präformierten Stelle ein Ventil sich öffnet und ein Protoplasmahäutchen durchreißt; die Entleerung der künst- lichen Blase erfolgt ebenfalls durch Zerreißung des Oberflächen- häutchens der Flüssigkeit im Heberrohr 4, das gleichzeitig als Ventil wirkt, indem es erst bei einem bestimmten Druck überläuft. In beiden Fällen, beim Apparat und bei der natürlichen Vacuole, läßt der entstehende äußere Überdruck die Vacuole zusammenfallen. Das obere Gefäß X mit dem Heberrohr E entspricht den Zufüh- rungsvacuolen bzw. Zuführungskanälen, welche nach Entleerung der großen Vacuole diese immer wieder mit inzwischen in sie abge- schiedener, zum Protoplasma hypertonischer Excretflüssigkeit füllen. Die Ventile an ihren Öffnungen in die Vacuole stellt am Apparat der Schwimmer im Steigrohr mit den elektrischen Hilfsapparaten dar, die ja nichts anderes als ein elektrisches Ventil sind. Bei richtiger Behandlung und Einstellung funktioniert der Apparat, den ich bereits in mehreren (5) Exemplaren bei Vorlesungen und vergleichend-physiologischen Übungen verwendet habe, tadellos und ganz automatisch, auch wenn man ihn stundenlang ohne jede Bedienung stehen läßt. Wie man sieht, ist die Analogie mit der natürlichen pulsierenden Vacuole eine recht weitgehende, ja vollständige, wenn man die in dieser Arbeit vertretene Anschauung zugrunde legt. Man könnte nur ein- wenden, daß der vorliegende Apparat viel komplizierter sei als die natürliche Vacuole. Aber dieser Einwurf dürfte sich doch nur auf die elektrischen Hilfsapparate und das elektrische Ventil beziehen, da alles übrige ja ziemlich genau den natürlichen Verhältnissen entspricht. In der Tat wäre es ja sehr wünschenswert gewesen, durch ein einfaches Rückschlagsventil am Heber Æ das Zurück- fließen der Flüssigkeit zu verhindern; aber die zahlreichen von mir in dieser Richtung angestellten Versuche haben leider ergeben, daß sich ein mechanisches Ventil, das unbedingt sicher auf die mini- malen durch die Osmose gesetzten Druckdifferenzen reagiert, prak- tisch gar nicht oder nur mit den allergrößten Schwierigkeiten und Kosten konstruieren läßt. Dazu kommt, daß man bei Anwendung eines solchen Ventils gezwungen ist, das Niveau des oberen Heber- gefäßes À unbedingt konstant zu erhalten, wenn der Apparat mehrere al 476 ‘ WALTER STEMPELL, Male hintereinander automatisch funktionieren soll. Unter diesen Umständen war das gewählte elektrische Ventil zweifellos das kleinere Übel. Die Schnelligkeit, mit welcher der Apparat arbeitet, hängt natürlich in erster Linie von dem osmotischen Druck der benutzten Flüssigkeiten sowie der Größe und Durchlässigkeit der benutzten Membranen ab; bei den von mir konstruierten Apparaten und An- wendung von 5° iger und 25°/,iger Salpeterlösung betrug die Fre- quenz der „Pulsationen“ ziemlich konstant 15—20 Minuten, war also nicht größer als die mancher natürlichen kontraktilen Vacuole!), und der Apparat ließ sich daher bequem in relativ kurzer Zeit demonstrieren. Daß auch hier ein unerklärter Rest bleibt — da wir ja zurzeit noch nicht den Abbau und die Umwandlung der Zellbestandteile in die Excretstoffe im Reagenzglas in entsprechender Weise nachmachen können —, das kann meiner Meinung nach den Wert solcher Experi- mente nicht beeinträchtigen. 1) Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Verhältnisse bei den natür- lichen pulsierenden Vacuolen insofern viel günstiger liegen, als die Mem- branen bei weitem dünner sind und die relative Oberfläche der Blase er- heblich größer ist als die der künstlichen Vacuole. Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 477 Verzeichnis der zitierten Literatur. 1872. RossBACH, M. J., Die rhythmischen Bewegungserscheinungen der einfachsten Organismen und ihr Verhalten gegen physikalische Agentien und Arzneimittel, in: Verh. phys.-med. Ges. Würzburg. 1887—1889. BÜTscHLi1, O., Protozoa, in: BRONN, Klass. Ordn. Thier-Reich, Vol. 1, Abt. 3. ; | 1888. HARTOG, M., Preliminary note on the functions and homologies of the contractile vacuole in plants and animals, in: Rep. Brit. Assoc. Adv. Sc. 1889. Horer, Experimentelle Untersuchungen über den Einfluß des Kerns auf das Protoplasma, in: Jena. Ztschr. Naturw., Vol. 24. 1898. RHUMBLER, L., Physikalische Analyse von Lebenserscheinungen der Zelle, in: Arch. Entw.-Mech., Vol. 7. 1900. PÜTTER, A., Studien über Thigmotaxis bei Protisten, in: Arch. Anat. Physiol., physiol. Abt., Suppl. 1901. v. PROWAZEK, Zelltätigkeit und Vitalfärbung (Vorl. Mittlg.), in: Zool. Anz., Vol. 24, p. 455—460. 1902a. ENRIQUES, P., Ricerche osmotiche sugli Infusori, in: Atti Accad. Lincei, Rend. (5), Vol. 11, Sem. 1, p. 340—347. 1902b. —, Ricerche osmotiche sui Protozoi delle infusioni, ibid., p- 392 — 397. 1902c. —, Osmosi ed assorbimento nelle reazioni e soluzioni anisotoniche (Pretozoi e Limnaea stagnalis), ibid., p. 495—499. 1903. Breyer, Uber die Einwirkung verschiedener einatomiger Alkohole auf das Flimmerepithel und die motorische Nervenfaser, in: Arch. d. ges. Physiol., Vol. 99. 1903. KLEMENSIEWICZ, Über Amitose und Mitose, in: ZIEGLER, Beitr. pathol. Anat., Vol. 33. ‘478 Water Sremrezr, Die Funktion der pulsierenden Vacuole. 1904. PÜTTER, A., Die Reizbeantwortungen der ciliaten Infusorien, in: Zitschr. allg. Pro Vol. 3. 1905. DEGEN, A., Untersuchungen über die kontraktile Vakuole und die Tobin des Protoplasmas, in: Botan. Ztg., Jg. 63. 1905. PÜTTER, A., Die Atmung der Protozoen, in: Ztschr. allg. Physiol., Vol. 5. 1907. Kanıtz, Der Einfluß der Temperatur auf die pulsierenden Vakuolen der Infusorien und die Abhängigkeit biologischer Vorgänge von der Temperatur überhaupt, in: Biol. Ctrbl., Vol. 27. 1909a. HÖBER, Die Einwirkung von Alkalisalzen auf das Flimmer- epithel, in: Biochem. Ztschr., Vol. 17. 1909b. —, Physiologische Neutralsalzwirkungen, in: Ztschr. phys. Chem., Vol. 52 (Festschr. ARRHENIUS). 1909. TRAUBE-MENGARINI und ScALA, Über die chemische Durchlässig- keit lebender Algen und Protozoenzellen, in: Biochem. Ztschr., Vol. 17. 1910. Burian, R., Die Exkretion, in: WINTERSTEIN, Handbuch der vergleichenden Physiologie, Liefg. 5, Vol. 2. 1910. JEennines, H. S., Das Verhalten der niederen Organismen. unter natürlichen und experimentellen Bedingungen. Deutsche Übersetzung von E. MANGOLD, Leipzig und Berlin. 1910. KHAINSKY, A., Zur Morphologie und Physiologie einiger Infusorien (Paramaecium caudatum), in: Arch. Protistenk., Vol, 21. 1910. ZÜLZER, M., Der Einfluß des Meerwassers auf die pulsierende Vakuole, in: Arch. Entw.-Mech., Vol. 29. 1913. LüÜHE, M., Protozoa, in: LANG, Handbuch der Morphologie der wirbellosen Tiere, Vol. 1 1913. STEMPELL, W., Beiträge zur Physiologie der pulsierenden Vacuole (Vorl. Mitt.), in: SB. med. naturw. Ges. Münster. 1914. _TöNnnIGEs, C., Die Trichocysten von Frontonia leucas (EHRBG.). Ein Beitrag zur Chromidialtheorie, in: Arch. Protistk., Vol. 32, Heft 3. Nachdruck verboten. Übersetzungsrecht vorbehalten. Über die Orientierung der Krebse im Raum. Von Dr. W. v. Buddenbrock, Assistent am Zoologischen Institut der Universität zu Heidelberg. Mit 5 Abbildungen im Text. Wer sich heute über die Frage der Funktion der Krebsstato- cysten orientieren will, braucht nur die grundlegende Arbeit von DELAGE!) in die Hand zu nehmen. Er wird in ihr in klarer und knapper Form alles finden, was wir zurzeit in physiologischer Hin- sicht von diesen Organen wissen. DELAGE entdeckte, um es ganz kurz zusammenzufassen, dab die Statocysten den Krebsen dazu dienen, sich im Raume zurechtzufinden, und daß sie hierbei in einer nicht näher bekannten Weise von den Augen unterstützt werden. Wenn man einem Krebse (Mysis, Palaemon) die Augen ab- schneidet und ihm die Statocysten läßt oder wenn man umgekehrt diese letzteren Organe exstirpiert, ohne die Augen zu verletzen, so tritt in beiden Fällen keine wesentliche Störung der normalen Schwimmbewegungen ein. Beseitigt man aber gleichzeitig beides, Augen und Statocysten, so ist eine vollständige Desorientierung des Krebses die Folge. Der Besitz nur einer Statocyste genügt auch nach Verlust der Augen zur Erhaltung des normalen Gleichgewichtes. Dies sind im wesentlichen Drr.ace's Resultate. Sie sind trotz zahl- 1) DELAGE, Y., 1887, Sur une fonction nouvelle des otocystes comme organs d’orientation locomotrice, in: Arch. Zool. exper. (2), Vol. 5. = 480 W. v. BuppEnBrock, reicher Untersuchungen, die seither erfolgten, in keinem wichtigen Punkte überholt worden. Prentiss’), um die ausführlichste dieser späteren Arbeiten vorauszustellen, bringt lediglich eine Bestätigung der DerAage’schen Versuche; das einzige Neue ist der Nachweis, daß der Statolith zum Funktionieren der Statocyste durchaus notwendig ist. Er wurde an Hummerlarven erbracht, die sich noch keine Fremdkörper in die Statocysten eingeführt hatten und die sich nun genau so verhalten wie andere Krebse, denen die gesamten Statocysten exstirpiert sind. Ferner wird gezeigt, daß der von Natur statocystenlose Vérbius normalerweise ebenso unsicher schwimmt wie ein seiner Statocysten beraubter Palaemonetes. BEER?) weist nach, dab bei Penaeus die Augen im Gegensatz zu Palaemon, Mysis und den meisten anderen Krebsen keinen Einfluß auf die Orientierung im Raume haben, da dieser Krebs bereits nach Entfernung lediglich der Statocysten völlig desorientiert ist. FRÖHLICH?) findet am selben Objekt ein charakte- ristisches Verhalten einseitig operierter Tiere darin, daß sie, in Rückenlage gebracht, sich stets in bestimmtem Sinne umdrehen, wenn sie links operiert sind, im entgegengesetzten dagegen bei rechtsseitiger Exstirpation. Auch die berühmten Untersuchungen Kreıpv’s*) mit dem eisernen Statolithen bringen keine wesentliche Förderung. Dieser Forscher bot frisch gehäuteten Palaemons Eisen- feilspäne zur Einführung in die Statocyste dar. Durch Annäherung eines Magneten an diese Organe konnte er hierauf bestimmte Be- wegungen des Krebses erzwingen, die im ganzen darauf hinaus- laufen, dab das Tier sich bemüht, jetzt dem Magneten den Bauch zuzuwenden, wie sonst der Schwerkraft. Es ist dies ohne Zweifel ein sehr geistreiches Mittel, direkt zu beweisen, dab die Wirkung der Statocyste in letzter Linie auf dem Druck bzw. Zug beruht, den der Statolith durch seine Schwere auf die Sinneshaare ausübt, 1) Prentiss, C. W., 1901, The otocyst of Decapod Crustacea: its structure development and functions, in: Bull. Mus. comp. Zool. Harvard Coll., Vol. 36. 2) BEER, TH., 1899, Vergleichend-physiologische Studien zur Stato- eystenfunction. Il. Versuche an Crustaceen (Penaeus membranaceus), in: Arch. ges. Physiol., Vol. 74. 3) FRÖHLICH, A., 1904, Studien über Statocysten. II. Versuche an Krebsen, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 103. 4) Krkıpı, A., 1892, Weitere Beiträge zur Physiologie des Ohr- labyrinths. II. Versuche an Krebsen, in: SB. Akad. Wiss. Wien, Vol. 102. Die Orientierung der Krebse im Raum. 481 was wir bisher nur indirekt erschließen konnten; im übrigen wird aber hierdurch kein einziges neues Problem gelöst. BETHE), welcher mit Mysis arbeitete, kommt ebenfalls in keiner Beziehung über DELAGE hinaus. Daß er die Mitwirkung der Augen bei der Orientierung im Raume bestreitet, wird uns noch weiter unten be- schäftigen. Dagegen sieht er in der Dorsalwärtskrümmung des Abdomens, die nach Exstirpation der Statocysten bei seinen Ver- suchstieren eintrat, einen wichtigen Faktor bei der Erhaltung des Gleichgewichts. ‚Die bisher genannten Arbeiten bleiben alle einigermaßen im Rahmen der Drrace’schen Anschauungen. Die letzte dagegen, die ‘ auf diesem Gebiete publiziert wurde, die von V. BAUER *) über die reflektorische Regulierung der Schwimmbewegungen der Mysideen, bedeutet, wie später im einzelnen bewiesen werden wird, einen er- heblichen Rückschritt denselben gegenüber. BAUER bestreitet näm- lich, was doch schon ganz sicher bewiesen war, daß die Statocysten irgendeinen Einfluß auf das Balancieren um die Längsachse des Körpers, auf die Erhaltung der labilen Bauchlage, haben, und schreibt ihnen lediglich eine Wirkung auf die Haltung des Abdomens zu, das zur Steuerung um die horizontale Querachse dient. Angesichts dieser äußerst geringen Ergebnisse, welche die Er- forschung der Physiologie der Krebsstatocysten in den letzten 30 Jahren gezeitigt hat, genügt, wie bereits eingangs erwähnt, die Kenntnis der Deracr'schen Arbeit, um den Weg zu sehen, den künftige Untersuchungen, die sich mit der Orientierung der Krebse im Raume beschäftigen wollen, einzuschlagen haben. Drei Fragen sind es vor allem, die DELAGE offen lie}. Erstens, was die spezifische Statocystenwirkung anlangt, so kennen wir den Gesamteffekt, den sie hervorrufen: sie ermöglichen dem Tiere, in der labilen Bauchlage zu schwimmen. Wir wissen aber nichts von den einzelnen Bewegungen des Krebses, welche diesen Effekt hervor- rufen. Diese bleiben daher zu studieren. Zweitens wäre zu untersuchen, welche Rolle nun eigentlich die Augen der Krebse bei der Orientierung im Raume spielen und wie sie im einzelnen wirken. 1) BETHE, A., 1895, Die Otocyste von Mysis, in: Zool. Jahrb., Vol. 8, Anat. 2) BAUER, V., Ueber die reflectorische Regulierung der Schwimm- bewegungen bei den Mysideen etc., in: Ztschr. allg. Physiol., Vol. 8, 1908. 482 = W. v. BUDDENBROCK, Schließlich harrt noch eine dritte Frage ihrer Erledigung, die wichtigste von allen. Wenn die Statocysten wirklich zur Orien- tierung im Raume so nützlich sind, wie helfen sich dann die zahl- reichen gut schwimmenden Krebse, die keine solchen Organe haben? Hierauf könnte man nun antworten, daß sie sich höchstwahrschein- lich mit den Augen allein orientieren, die ja auch z. B. bei Palaemon eine Rolle spielen. Wenn dies aber so ist, warum genügen dann nicht auch bei Palaemon und den anderen Krebsen die Augen, und warum haben diese Tiere dann überhaupt Statocysten ? Der Lösung dieser drei Probleme, der man, wie gesagt, in den letzten 30 Jahren nur sehr wenig näher gekommen ist, ist die vorliegende Arbeit gewidmet, die in den Monaten August bis Dezember 1913 in Neapel entstand. I. Der Lichtriickenrefiex. Ich beginne mit der Frage, welche Rolle den Augen der stato- cystenbewehrten Krebse bei der Orientierung im Raume zukommt. Es ist außerordentlich merkwürdig, daß über dieses Problem alle Forscher gewissermaßen hinweggehuscht sind, ohne auch nur mit einem Worte zu erwähnen, wie sie sich das Funktionieren der Augen des näheren vorstellen. DELAGE schreibt nur: „Cela tient, à mon avis, à la grande valeur des sensations visuelles chez ces animaux ... Les sensations visuelles suffisent chez elles comme regulateur de la locomotion.“ BETHE, der leider nicht erwähnt, mit welcher Mysis- Art er operierte, leugnet merkwürdigerweise die Beteiligung der Augen an der Orientierung im Raume überhaupt; er behauptet direkt, „daß eine Blendung des Gesichts, wie es DrLAGE für nötig erachtete, um die Orientation durch dasselbe auszuschalten, keinen wesentlichen Einfluss auf die Erhaltung des Gleichgewichtes aus- übt“. Prentiss kommt in der Sache selbst etwa zu dem gleichen Resultat wie DELAGE: Entfernung beider Statocysten bringt zwar einen größeren Effekt hervor als die Blendung, die Tiere schwimmen jedoch, wenn auch schwankend, mit dem Rücken nach oben. Mit- unter Rotation um die Längsachse. Nach Entfernung beider Stato- eysten und eines Auges ist der Zustand im wesentlichen derselbe, wie wenn nur die Statocysten entfernt wären; nimmt man aber auch noch das zweite Auge weg, so tritt völlige Desorientierung ein. Auch dieser Autor gibt trotz seiner zahlreichen Versuche nichts darüber an, wie er sich nun eigentlich die Wirkungsweise der Augen Die Orientierung der Krebse im Raum. 483 vorstellt, geschweige, daß er irgendwelche besonderen Experimente angestellt hätte, um der Lösung dieses Problemes näher zu kommen, Nun sind aber in den letzten Jahren einige Arbeiten über die einschlägigen Verhältnisse bei einigen statocystenlosen Krebsen, nämlich bei Branchiopoden, erschienen. Nach Rap!) und Ewaup ?) wenden die Daphniden dem Lichte stets ihren Rücken zu, während nach McGisnis®) Branchipus immer den Bauch den Lichtstrahlen zukehrt. Da nun das Licht normalerweise von oben kommt, so ge- winnen diese Tiere durch diese ihre Einstellung zum Licht auch eine Normallage zur Schwerkraft und sind so im Raume in ge- _nügender Weise orientiert. Es ist nun a priori äußerst wahr- scheinlich, daß auch bei denjenigen Krebsen, die Statocysten be- sitzen, die Augen die gleiche Funktion haben werden. Was ich im Folgenden bringe, ist daher nichts prinzipiell Neues, sondern lediglich eine Erweiterung der oben erwähnten Versuche. Sie scheint mir indessen nicht ganz wertlos zu sein, da erstens die gleichgewichtserhaltende Funktion der Augen auch bei den marinen Krebsen einmal experimentell festgestellt werden mußte und wir zweitens in diesem optischen Reflexe ein sehr wertvolles Mittel kennen lernen werden. um die Funktion der Statocysten zu studieren. Im übrigen waren mir zur Zeit, als ich meine Versuche unter- nahm, die oben erwähnten Arbeiten über die Branchiopoden noch nicht bekannt. Ich konnte sie daher nicht ohne weiteres nach- prüfen und gelangte unabhängig von ihnen zur Lösung dieser uns hier interessierenden Frage und zwar durch einen blinden Zufall. Ich arbeitete mit Hemimysis lamornae; ich wollte mich davon überzeugen, wie ein solches, seiner Statocysten beraubtes Tier sich nach Ausschaltung eines jeglichen Lichtreizes benimmt. Da mir das Abschneiden beider Augen als ein viel zu grober Eingriff erschien, suchte ich mir in der Weise zu helfen, daß ich die Tiere in rotes Licht brachte. — Wir wissen durch zahlreiche Versuche, daß rotes Licht den Augen wirbelloser Tiere nahezu als schwarz erscheint. — Es wurde also ein Glas mit einer Anzahl 1) Rap, E., Ueber den Phototropismus einiger Arthropoden, in: Biol Ctrl. Vol 21, 1901. 2) Ewaup, W. F., Ueber Orientierung, Lokomotion und Licht- reaktionen einiger Cladoceren und deren Bedeutung fiir die Theorie der Tropismen, in: Biol. Ctrbl., Vol. 30, 1910. 3) McGrynts, M. O., Reactions of Branchipus serratus to light, heat and gravity, in: Journ. exper. Zool., Vol. 20, 1911. 484 W. v. BUDDENBROCK, ihrer Statocysten beraubter Hemimysis lamornae unter eine mit Lithionkarminlösung gefüllte doppelwandige Glocke gesetzt, die ganz einfach auf den Tisch gestellt wurde. Jetzt zeigte sich etwas höchst Eigenartiges: entgegen aller Erwartung schwammen nach Ablauf weniger Sekunden alle diese Tiere auf dem Rücken. Es vergingen einige Tage, ohne daß ich dem Verständnis dieser selt- samen Erscheinung näher kam, bis mich mein Freund Dr. GERWERZ- HAGEN,. der diesen Versuchen beiwohnte, darauf aufmerksam machte, dab vom gläsernen Boden der Doppelwandglocke her weißes Licht in dieselbe einfiel. Die Krebse befanden sich also nicht in rein rotem Licht, sondern waren außerdem von unten her durch freilich sehr schwaches weißes Licht beleuchtet, das aber trotz seiner ge- ringen Menge viel stärker wirkte als die Gesamtheit der roten Licht- strahlen, die von oben und von den Seiten her die Doppelwand- glocke durchdrangen. Sobald diese weißen Lichtstrahlen abgeblendet wurden, etwa durch Verhüllen des unteren Teils der Glocke mit einem schwarzen Tuch, so hörte das Rückenschwimmen augenblick- lich auf. Es läßt also dieses zufällig entstandene Experiment den sicheren und später sehr häufig nachgeprüften Schluß zu, dab Hemimysis lamornae, wenn das Licht überwiegend von unten einfällt, nach Exstirpation ihrer Statocysten auf dem Rücken schwimmt. Es heißt dies offenbar nichts anderes, als daß dieser Krebs, genau wie Daphnia, stets bemüht ist, seinen Rücken dem einfallenden Licht zuzuwenden. Damit ist aber die Frage, welche Rolle die Augen der statocystenbewehrten Krebse bei der Orientierung im Raume spielen, vorerst für Hemimysis mit einem Schlage gelöst. Denn da das Licht im Freien sowohl als beim Zimmerversuch normalerweise von oben kommt, so ist es ganz klar, daß eben in- folge des genannten Lichtreflexes, den ich im folgenden als den Lichtrückenreflex bezeichnen will, diese Tiere auch dann in ihrer normalen Bauchlage schwimmen müssen, wenn sie ihrer Stato- cysten beraubt sind. Es hat sich nun ergeben, daß dieser Lichtrückenreflex keineswegs auf die Mysideen beschränkt ist, sondern bei den marinen Krebsen eine ganz außerordentliche Verbreitung besitzt und sogar noch über diese Tierklasse hinausreicht. Es seien indessen, bevor ich die einzelnen Fälle bespreche, einige technische Bemerkungen hier ein- gefügt. Das Untersuchungsmaterial für den Lichtrückenreflex lieferten entweder Krebse, die normalerweise keine Statocysten besitzen, oder solche, denen sie vorher exstirpiert worden sind. Es ist diese Opera- Die Orientierung der Krebse im Raum. 485 tion deswegen stets notwendig, weil die Statocysten, die im nor- malen Leben mit den Augen zusammen das Schwimmen in Bauch- lage erzwingen, jetzt, bei Beleuchtung von unten, den Augen ent- gegenarbeiten und, da sie viel stärker sind, deren Wirkung ver- eiteln. Steht ein Dunkelzimmer zur Verfügung, so ist nichts weiter erforderlich, als in irgendein geräumiges Gefäß, dessen senkrechte Wände der Abblendung wegen zweckmäßig mit schwarzem Papier beklebt sind und in das die Krebse hineingetan werden, abwechselnd von oben und unten Licht einfallen zu lassen, etwa mit Hilfe zweier Glühbirnen. Es ist dann sehr leicht, wenn man von oben hinein- sieht, die Reaktionen der Tiere auf plötzliche Umschaltung des Lichtes bis ins Einzelne zu beobachten. Will man der größeren Bequemlichkeit halber die Untersuchung bei vollem Tageslicht an- stellen, so kann man sich wie bei dem eingangs erwähnten Versuch mit Hemimysis des Umstandes bedienen, daß den Krebsen rotes Licht nahezu als schwarz erscheint. Die praktischste und am leichtesten herzustellende Anordnung ist die folgende. In ein großes Parallel- wandgefäß wird ein ebensolches kleineres gestellt, das bei größerer Höhe eine etwa um 6 cm geringere Länge und Breite besitzt. Es wird längs des Umfanges ‚seines Bodens mit dem Boden des äußeren Glases verkittet, so daß seine Grundfläche von Kitt frei und licht- durchlässig bleibt. In den Raum zwischen beide Gefäße wird eine wässerige Lösung von Lithionkarmin gegossen, die so dunkel ge- wählt ist, daß bei hell durchfallendem Tageslicht eine Beobachtung der im inneren Gefäß befindlichen Krebse noch gut möglich ist. Dieses von der Seite einfallende dem Experimentator zur Beobach- tung dienende Licht, welches die rote Flüssigkeit passieren muß, sehen die Krebse nicht bzw. nur sehr schwach; sie reagieren nur auf dasjenige, das man abwechselnd von unten und oben in das innere Glas einfallen läßt. Man muß natürlich dafür sorgen, dab das weiße Licht immer nur von der einen Seite in das innere Glas gelangt, etwa durch Aufsetzen eines schwarzen Pappdeckels auf die jeweils andere. Soll die Wirkung horizontal einfallenden Lichtes studiert werden, so verkittet man außer den Böden 2 Seitenwände der beiden Gefäße miteinander und läßt zwischen den 3 anderen den genügenden Raum für den roten Farbstoff frei. Außerdem wird auf derjenigen Seite, von welcher das Licht einfallen kann, ein möglichst langes horizontales Rohr aus schwarzem Papier außen aufgeklebt, um einen wirklich horizontalen Lichteinfall zu erzwingen. Der Apparat wird oben durch einen schwarzen Deckel lichtdicht 486 | W. v. BUDDENBROCK, Tuch zum ~._ ~ Abblenden des seitlich einfallenden Lichtes Oberfläche der roten Farblösung Oberfläche des Wassers im linneren Gefäss Fig. A. „schwarzes Tuch Oberfläche der roten Rule: === — | \ N \ \ À \ \ \ Fig. Au.B. Fig. A. Apparat zur Untersuchung der Krebse im vertikal von oben oder unten einfallenden Licht; Fig. B ein ähnlicher zur Beobachtung im horizontalen Licht. Die Pfeile bezeichnen die Richtung des einfallenden Lichts. Nähere Erklärung siehe im Text. verschlossen; auch muß verhindert werden, daß Licht von unten einfällt (siehe Textfig. B und Erklärung). Mit schräg einfallendem Die Orientierung der Krebse im Raum. 487 Licht habe ich nicht gearbeitet, obgleich es nicht allzu schwierig wäre, auch hierfür einen geeigneten Apparat zu ersinnen. Gehen wir nun zu den Versuchen selbst über, die sich mit wenigen Worten besprechen lassen. Was zunächst die von Natur statocystenlosen Krebse anlangt, so ist mir nur ein einziger bekannt geworden, der sich ganz sicher nicht des Lichtes zu seiner Orien- tierung im Raume bedient. Der Decapode Lysmata seticaudata, ein ausgesprochenes Nachttier, das in Größe und Form sehr an einen Palaemon erinnert, schwimmt, gleichgültig von welcher Seite das Licht kommt, immer auf dem Rücken. Da er wie die meisten anderen Krebse, wenn er tot ins Wasser geworfen wird, in Rücken- ‘lage untersinkt, so bedeutet dies, daß er stets im stabilen Gleich- gewicht schwimmt und somit irgend welcher besonderen Hilfsmittel zur Erhaltung seines Gleichgewichts nicht bedarf. Dieser Umstand genügt indessen nicht, um das völlige Fehlen des optischen Reflexes zu erklären, denn, wie wir später sehen werden, gibt es verschiedene Krebse, die ebenfalls in stabiler Lage auf dem Rücken schwimmen und sich trotzdem mit Hilfe des Lichtes orientieren, was darin zum Ausdruck kommt, daß sie bei Unterbeleuchtung auf dem Bauche schwimmen. Es kommt hinzu, daß Lysmata sich fast ausschließlich laufend fortbewegt; das Schwimmen dient diesem Krebse nur dazu, wenn er aufgescheucht wird, möglichst schnell von einem Versteck in das andere zu fliehen. Tagblindheit, an die man bei einem nächtlichen Tiere leicht denken könnte, ist nicht die Ursache des Nichtreagierens, da die Belichtungsversuche auch bei Nacht keinen anderen Erfolg aufweisen als am Tage. Bei allen anderen statocystenlosen Krebsen dagegen, die zur Untersuchung gelangten, ist die Reaktion auf die Richtung des einfallenden Lichtes sehr deutlich. Von Decapoden wurden die einander nahestehenden Gattungen Virbius und Hippolyte studiert. Auch sie sind nächtliche Tiere, die tagsüber bewegungslos an Algen u. dgl. sitzen, geschützt durch hervorragende Farbanpassung bzw. ihre eigentümliche Form. In der Nacht dagegen schwimmen sie, im Gegensatz zu Lysmata, lebhaft umher, und zwar bei Oberlicht auf dem Bauch, bei Unterlicht auf dem Rücken. Erwähnenswert ist der Umstand, daß diese Tiere sich keineswegs immer in derselben Weise umdrehen, wenn sie plötzlich von unten beleuchtet werden. Sie schlagen entweder einen Purzelbaum oder drehen sich um ihre Längsachse. Das gleiche variierende Verhalten wurde auch bei einigen Mysideen sowie bei der Larve von Squilla mantis konstatiert. Die wahr- 488 W. v. BUDDENBROCK, scheinlichste Erklärung scheint mir die folgende zu sein. Der Licht- rückenrefiex dient sowohl zur Steuerung um die Längs- als auch um die Querachse. Wird das in Bauchlage schwimmende Tier plôtzlich von unten beleuchtet, so ist jetzt seine Lage in bezug auf beide Achsen eine verkehrte, und dementsprechend kann die Regulierungs- bewegung, welche den Krebs auf den Riicken wirft und ihn in seine normale Lage zum Licht zuriickbringt, ebensogut durch Drehung um die eine als um die andere Achse erfolgen. In deutlicher Weise reagierten auch einige Zoeen, während das älteste Megalopa- Stadium irgendeines Brachyuren, das bekanntlich bereits Statocysten besitzt, unabhängig vom Lichteinfalle sich bewegt. Hine Penaeus- Larve, die imSommerplancton von Neapel häufig war und die genauer zu bestimmen mir leider nicht gelang, zeigt die Eigentümlichkeït, daß sie normalerweise auf dem Rücken, also im stabilen Gleichgewicht, bei Beleuchtung von unten dagegen auf dem Bauch schwimmt. Das Gleiche gilt übrigens auch für Euphausia sowie für den Copepoden Sapphirina fulgens.1) Es ist diese Erscheinung in mehrfacher Hinsicht sehr interessant, so daß wir einen Augenblick bei ihr verweilen müssen. Zunächst scheint sie mir zu beweisen, dab bei diesen Tieren die durch die Körperform bedingte Gleichgewichtslage lange nicht stabil genug ist, um ihnen für alle Fälle ein sicheres Schwimmen auf dem Rücken zu ermöglichen. Es mag diese primitivste Form der Orientierung im Raume, bei welcher der Organismus auf jede aktive Steuerung um die Längsachse verzichtet, für das langsame Durchschwimmen kurzer Strecken genügen, wie wir das bei Lysmata sahen. Schnelle und ausdauernde Schwimmer, wie die hier be- sprochenen Planctontiere, würden durch ihre eigenen ungestümen Bewegungen gar zu leicht aus ihrem so wenig: gesicherten Gleich- gewicht herausgeschleudert werden. Die Fähigkeit zu steuern muß eben immer Hand in Hand mit der Schnelligkeit der progressiven Bewegung gehen. Ferner ergibt sich für die erwähnte Penaeus-Larve etwas sehr Eigentümliches. Da, soweit meine Kenntnisse reichen, alle Penaeiden im erwachsenen Zustande mit Statocysten bewehrt sind und als- dann auf dem Bauche schwimmen, so muß im Leben dieses Tieres irgendwann ein Moment kommen, in dem es seine Orientierung im 1) Es ist ferner nachgewiesen worden von EwALD für Daphnia sima und von McGinnis für Branchipus serratus. Die Orientierung der Krebse im Raum. 489 Raume von Grund aus ändert, indem es zuvor auf dem Rücken, nachher auf dem Bauche schwimmt. Unter den Amphipoden wurden Phronima, Hyperia und Oxy- cephalus untersucht, alle drei pelagische Organismen; sie schwimmen normalerweise auf dem Bauch und zeigen den Lichtrückenreflex aufs deutlichste. Ayperia hat die Eigentümlichkeit, sich bei plötzlichem Belichtungswechsel häufig zusammenzukugeln und zu Boden fallen zu lassen. Das vorzüglichste Objekt zur Demonstrierung des Licht- rückenreflexes liefert nach meinen Erfahrungen die Sqwilla-Larve (Pseudozoea-Stadium), die sich wegen ihrer langsamen Schwimm- _bewegungen sehr gut beobachten läßt; auch bei ihr wurden, wie bereits erwähnt, bei der Umdrehreaktion sowohl Purzelbäume als auch Drehungen um die Längsachse beobachtet. Bei der erwachsenen Squilla mantis ist es dagegen sehr viel schwieriger die Wirkung des Lichtes festzustellen. Sehr häufig schwimmt das Tier auch bei starker Unterbeleuchtung ruhig in Bauchlage weiter, mitunter aber, was bei Oberbeleuchtung niemals eintritt, auch auf dem Rücken. Schaltet man jetzt möglichst plötz- lich die untere Lampe aus und die obere ein, so wirft sich der Krebs mit einem Ruck durch Drehung um die Längsachse wieder auf den Bauch. Die umgekehrte Reaktion, d. h. das Eintreten des Rückenschwimmens bei plötzlicher Unterbeleuchtung, geschieht dagegen nach meinen Erfahrungen niemals prompt, sondern immer erst nach einiger Zeit und bleibt, wie gesagt, häufig ganz aus. Zuweilen tritt sie indessen auch ein, wenn das Tier ruhig auf dem Boden des Aquariums sitzt, vornehmlich, wenn es sich schräg an eine Kante desselben anlehnt. Dann sieht man, wie die Schreitbeine, die sich an die Seitenwand stützen, also die jeweils oberen, sich ganz langsam mehr und mehr strecken, während die unteren einknicken, bis das Tier auf den Rücken fällt. Daß der Lichtrückenreflex bei der er- wachsenen Squilla so schwierig zu erhalten ist, obgleich an seinem Vorhandensein nicht der geringste Zweifel sein kann, weist mit Sicherheit darauf hin, daß bei Sqwilla außer den Augen noch ein weiterer Faktor an der Orientierung im Raume beteiligt ist. Wir werden hierauf in einem späteren Kapitel noch eingehend zurück- - kommen. Versuche mit Copepoden führten außer bei Sapphirina zu keinem einwandfreien Ergebnis, doch bin ich keineswegs davon überzeugt, daß der Lichtrückenreflex bei ihnen fehlt. Außer den vorgenannten Tieren wurden noch verschiedene Decapodenlarven mit positivem Erfolge auf denselben hin untersucht, die indessen nicht Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 32 490 W. v. BUDDENBROCK, näher bestimmt wurden. Im ganzen scheint es mir keinem Zweifel zu unterliegen, dab so gut wie alle pelagischen Crustaceen in dem Lichtriickenreflex ihr wesentlichstes Orientierungsmittel besitzen. Wir gehen jetzt zu denjenigen Krebsen über, die mit Statocysten bewehrt sind; doch méchte ich mich, um fortwährende Wiederholungen zu vermeiden, hierbei sehr kurz fassen. Alle diese Tiere (Decapoden und Mysideen) schwimmen normalerweise auf dem Bauch; von diesem Gesetz scheint es keine Ausnahme zu geben. Die Mysideen besitzen samt und sonders den Lichtrückenreflex in sehr kräftigem Maße, wenigstens konnte ich ihn bei 5 Gattungen, Hemimysis, Leptomysis, Macropsis, Gastrosaccus und Anchialus, sehr deutlich beobachten. Es stimmt dies ja auch vollständig mit den Versuchen von DELAGE und Prentiss überein. Die abweichenden Angaben BETHE’s müssen wohl dahin verstanden werden, daß dieser Forscher hierbei nur das Benehmen der Tiere direkt nach der Operation im Auge hatte, bei denen erklärlicherweise infolge der starken durch die Verletzung hervorgerufenen Reizung der Stato- cystennerven zunächst unregelmäßige Bewegungen auftreten können. Hierin verhalten sich die einzelnen Arten jedenfalls verschieden. Es sind diese Reizbewegungen aber bei allen nur ein vorübergehender Zustand, der bei den von mir untersuchten Arten immer nur wenige Minuten dauert. Im Prinzip gibt dies auch BETHE zu. Er schreibt: „Man sieht (allerdings erst nach etwa 2 Tagen, d. Verf.), dass die Tiere nur noch selten auf dem Rücken schwimmen, vielmehr ge- meiniglich in einer allerdings sehr schwankenden Bauchlage sich herumbewegen.“ Wenn er aber nun den Grund dieser Erscheinung darin sieht, daß das operierte Tier sein Abdomen dorsalwärts biegt, so daß der Schwerpunkt des ganzen Körpers sich ventralwärts ver- lagert, und der Krebs nunmehr beim Schwimmen auf dem Bauch sich im stabilen Gleichgewicht befindet, so schreibt er offenbar diesem vermeintlichen mechanischen Faktor fälschlicherweise eine Wirkung zu, die in Wahrheit durch den Lichtrückenreflex bedingt ist. Verwunderlich ist nur, daß bei der von BETHE untersuchten Mysis-Art die Reizerscheinungen nach der Statocystenexstirpation solange anhalten sollen. Von den Decapoden wurden nur einige zu den sogenannten Natantia gehörige Formen, nämlich Gebia, Calianassa, Palaemon und Alpheus, untersucht. Die ersten 3, geschickte Schwimmer, zeigen die typische Reaktion auf die Richtung des einfallenden Lichtes deutlich genug, indessen keineswegs so scharf wie die Die Orientierung der Krebse im Raum. A91 Mysideen. Alpheus dagegen, ein recht unlustiger Schwimmer, der immer nur von einer Ecke zur anderen huscht, besitzt den Licht- rückenreflex anscheinend nicht. Daß er auch bei Penaeus fehlt, der sich lediglich durch die Statocysten zu orientieren scheint, ist schon von BEER nachgewiesen worden, und ich kann es bestätigen. Palaemon endlich soll uns zum Schlusse dieses Abschnitts als Beispiel dafür dienen, wie der Mechanismus des Lichtrückenreflexes des näheren beschaffen ist. Zunächst ist hierbei zu bemerken, daß ein Auge völlig genügt, um — natürlich nach Verlust beider Stato- cysten — bei Oberbeleuchtung korrektes Bauchschwimmen, bei | | Fig. C. Diagramm der durch die beiden Augen hervorgerufenen Drehrichtungen. Krebs von hinten betrachtet. Die geraden Pfeile geben die Richtung des einfallenden Lichtes an. In den Stellungen, in welchen die Augen gegeneinander arbeiten, be- zeichnet der dickere Pfeil die Drehrichtung des Tieres unter dem Einfluß beider Augen zugleich. Ist nur das rechte-Auge vorhanden, so wendet sich der Krebs stets von der Linie be weg und zu ab hin, für das linke sind be‘ und ab die ent- sprechenden Linien. 32* 492 W. v. BUDDENBROCK, _ Unterlicht korrektes Riickenschwimmen zu erzwingen. Nur bei wenigen Individuen wurde ein abweichendes Verhalten konstatiert, nämlich Seitenschwimmen, das intakte Auge dem Lichte zugekehrt. Uber die Drehung des Körpers, welche ein jedes Auge für sich in den verschiedenen Stellangen im Raume hervorruft, sowie über das Zusammenwirken beider belehrt uns das vorstehende Diagramm. Wir sehen den Krebs von hinten, das Licht, das durch die senk- rechten Pfeile angegeben ist, kommt von oben; wir können uns aber natürlich, indem wir die Zeichnung um 180° drehen, ebensogut vorstellen, daß es von unten einfällt, die Bewegungen des Krebses sind in beiden Fällen genau die gleichen. Betrachten wir zunächst die Wirkung des linken Auges, wie sie nach Verlust des rechten sowie der beiden Statocysten zutage tritt: 1. Bauch dem Lichte zugekehrt («) a Tree 0 © 2. Symmetrieebene des Körpers um 135° gegen D die Normallage geneigt (5 u. 6’) USER 3. Symmetrieebene des Körpers horizontal Uhr oder um 45° geneigt, rechte Seite oben (y bzw. 0) 4. Wie bei 3., jedoch linke Seite oben (y‘ | cee bane) Uhrzeiger Wenn die Symmetrieebene des Körpers ungefähr mit der Linie bc‘ zusammenfällt, ist die Drehung, welche durch das linke Auge er- zwungen wird, unsicher, sie kann ebensogut rechts als links herum erfolgen. Die Wirkung des rechten Auges ist natiirlich zu der des linken spiegelbildlich, so daß hierüber Weiteres nicht zu sagen ist; es sei deswegen auf das Diagramm verwiesen. Was das Zusammenwirken beider Augen anlangt, so ist zunächst klar, daß, wenn der Bauch dem Licht zugekehrt ist, die Wirkung beider Augen gleichstark ist, so daß es sich nicht vorhersagen läßt, in welchem Sinne die Drehung erfolgen wird. In allen schrägen Stellungen dagegen, die unterhalb der Linien be und de‘ liegen, überwiegt die Wirkung des jeweils vom Licht abgewendeten Auges. Solange endlich die Symmetrieebene des Körpers gegen die Vertikale weniger geneigt ist als die Linien bc bzw. bc‘, arbeiten beide Augen stets im selben Sinne, sich gegenseitig unterstützend. Nun beträgt die Neigung dieser beiden Wendelinien sicherlich über 90°, sehr genau läßt sie sich nicht feststellen, so daß in allen praktisch vorkommen- Die Orientierung der Krebse im Raum. 493 den Fällen beide Augen stets zusammenwirken. Wir werden später beim Studium der Statocysten außerordentlich ähnliche Verhältnisse antreffen. ; Die Erfolgsorgane des Lichtrückenreflexes sind alle Extremi- täten mit Ausnahme der Mundwerkzeuge, hauptsächlich aber die am Abdomen sitzenden breit ruderförmigen Schwimmbeine, deren kräftige Ruderbewegung bei der gewöhnlichen Progressivbewegung den Krebs vorwärts treibt. Dieselben Beine sind aber auch die hauptsächlichsten Steuerorgane. Es scheint dies merkwürdigerweise bisher nicht bekannt gewesen zu sein, jedenfalls babe ich in der Literatur keine einzige Angabe darüber gefunden. Auch DoFLEin !) erwähnt in seiner Arbeit nichts davon, daß die Abdominalbeine zum Steuern um die Längsachse dienen, obgleich er sonst auf ihre Funk- tion recht ausführlich eingeht. Nach meinen Beobachtungen unter- stehen sie sowohl optischen als statischen Einflüssen. Legt man z. B. den statocystenlosen Krebs auf die Seite, so schlagen sie jetzt unter der Einwirkung der Augen seitlich nach dem Licht zu, so daß durch den Rückstoß des Wassers das Tier wieder in die Normal- lage gelangt, in welcher es den Rücken dem Licht zuwendet. Die übrigen Extremitäten vollführen merk würdigerweise Steuer- bewegungen nach der entgegengesetzten Richtung wie die Schwimm- beine, da dieselben jedoch in genau der gleichen Weise durch die Statocysten hervorgerufen werden, so verweise ich, um Wieder- holungen zu vermeiden, auf das folgende, diesen Organen gewidmete Kapitel. Es unterliegt keinem Zweifel, daß auch bei den anderen Deca- poden, die nicht so genau wie Palaemon untersucht wurden, die Ab- dominalbeine die hauptsächlichsten Erfolgsorgane des Lichtrücken- reflexes sind; es ergibt sich dies schon daraus, daß viele Arten beim Schwimmen ihre sämtlichen anderen Extremitäten dicht an den Leib anlegen und sie überhaupt nicht bewegen, folglich auch nicht mit ihnen steuern können. Bei den Mysideen spielen natürlich die Schwimmäste der Thoracalbeine die entsprechende Rolle. II. Die durch die Statocysten bedingten Reflexe.- Die Funktion der Krebsstatocysten schien im Prinzip durch die bereits erwähnten übereinstimmenden Arbeiten von DELAGE, BETHE, 1) DorFLEINn, F., 1910, Lebensgewohnheiten und Anpassungen bei dekapoden Krebsen, in: Festschrift R. HERTWIG. 494 W. v. BUDDENBROCK, Beer und PRENTISS sichergestellt zu sein. Da aber letzthin Bauer in seiner Arbeit über die Mysideen zu einem Resultat gekommen ist, das dem seiner sämtlichen Vorgänger stracks zuwiderläuft, so war ich gezwungen, die ganze Frage speziell für die Mysideen noch einmal von Grund aus zu studieren. Wir müssen hier vorerst die Baurr’sche Arbeit, die in der Einleitung ja nur ganz kurz er- wähnt wurde, einer ausführlichen Kritik unterziehen. Dieser Forscher bestreitet zunächst, was sonst alle zugeben, daß die Statocysten irgendwelchen Einfluß auf den Bewegungsapparat der Mysideen, dies soll heißen auf die Schwimmbeine, besitzen. Sie sollen also nicht dazu dienen, ein Schwanken um die Längsachse auszubalancieren, sollen keine Gleichgewichtsorgane sein. Es ist aber nun sehr leicht festzustellen, sogar vom Schreibtisch aus, ohne daß man selbst nur eine einzige Mysis betrachtet, daß BAUER zu dieser eigentümlichen Meinung lediglich dadurch gekommen ist, dab. er aus seinen an sich richtigen Beobachtungen einen vollkommen falschen Schluß zog, den er logischerweise nicht hätte ziehen dürfen. Er findet nämlich, daß die Exstirpation nur einer Statocyste keinen wesentlichen Einfluß auf die Schwimmbewegungen hat, und schreibt nun: „Wenn die Statocysten ein Schwanken um die Längs- achse ausbalancierten, so könnte dies nach dem Bau der Tiere nur mit Hilfe der Schwimmbeine geschehen. Die Folge einseitiger Ex- stirpation müßte daher ein ungleichmäßiges Schlagen dieser Füße auf beiden Körperhälften und eine entsprechende Zwangsbewegung (rasches Rollen um die Längsachse und Manegebewegung) sein.“ „Auf den Bewegungsapparat sind also“, wie er an einer anderen Stelle sagt, „die Statocysten ohne Einfluß.“ Das Fehlerhafte dieser Deduktion liegt ganz offen auf der Hand. Es ist doch von vornherein sehr gut möglich, daß jede der beiden Statocysten für sich allein zur Erhaltung des Gleichgewichts, zur Verhinderung von Drehungen um die Längsachse, genügt, und dann wird eben die Entfernung nur einer Statocyste im Effekt gleich Null sein. Wäre BAvEr die Literatur über die Krebsstatocysten in genügender Weise bekannt gewesen, so wäre ihm aufgefallen, daß die Wirkungslosigkeit einseitiger Exstirpation der Statocysten be- reits nachgewiesen ist von DELAGE für Palaemon, von BEER für Penaeus und schließlich von Prentiss in seiner sehr ausführlichen Arbeit für Palaemonetes, Mysis und Crangon. Trotzdem hat keiner dieser drei Autoren den Einfluß der Statocysten auf die Steuerung um die Längsachse geleugnet, wie BAUER es tut. Sie haben diesen Die Orientierung der Krebse im Raum. 495 Einfluß vielmehr ausdrücklich bewiesen, und zwar durch folgenden bereits erwähnten Versuch: den Tieren werden Augen und Stato- cysten zugleich entfernt, alsdann tritt sowohl Rollen um die Längs- achse als auch Abweichen von der horizontalen Bahn, mit einem Wort völlige Desorientierung ein. Da dieselbe ausbleibt, solange eine Statocyste vorhanden ist, so ist damit die Beteiligung dieser Organe an der Steuerung sowohl um die Längs- als auch um die Querachse einwandfrei bewiesen. Hätte Bauer diesen Fundamentalversuch seiner Vorgänger nachgeprüft, was unbedingt seine Pflicht war, so wäre er kaum zu seiner fehlerhaften Vorstellung gekommen. Scheinbar könnte man allerdings gegen den soeben erwähnten _Grundversuch gewisse Einwendungen machen (die übrigens nicht von BAUER gemacht werden); sie lassen sich aber leicht entkräften. Es ist nämlich nicht ganz unwahrscheinlich, daß die völlige Desorien- tierung, die nach Verlust der Augen und der Statocysten zugleich auftritt, weniger eine Ausfallserscheinung ist als eine durch das Abtragen dieser 4 Sinnesorgane bedingte Reizwirkung. Wenn man nämlich den Versuch derart abändert, dab man die statocystenlosen Tiere, statt sie der Augen zu berauben, in möglichst dunkles, rotes Licht bringt, was ganz sicher eine annähernde Ausschaltung des Lichtreizes zur Folge hat, so tritt bei gewissen Arten keine Des- orientierung ein, sondern die Tiere schwimmen nach wie vor in Bauchlage. Auch hat STEINER !) gezeigt, daß Palaemon ohne Augen und Statocysten wieder einigermaßen richtig schwimmt, wenn nach der Operation einige Zeit vergangen ist. Hieraus darf man nun aber noch lange nicht schließen, daß die Statocysten mit der Steuerung um die Längsachse nichts zu tun haben, sondern nur, daß bei diesen Arten neben den Statocysten und Augen noch ein weiterer Faktor an der Orientierung im Raume mithilft, welcher den Effekt verdeckt, den die Ausschaltung der Statocysten hervor- ruft. Näheres über diesen Faktor werden wir erst später kennen lernen. Immerhin muß zugegeben werden, daß eine wirkliche exakte Methode, die Funktion der Krebsstatocysten zu studieren, bisher nicht vorlag. Der bisherige Weg, der lediglich in der Beobachtung der Ausfallerscheinungen bestand, die nach der Exstirpation der Statocysten und gleichzeitiger Ausschaltung des Lichtreizes auf- treten, führt vielfach, wie die Arbeit STEINERS zeigt oder meine 1) STEINER, Sur la fonction des canaux semicirculaires, in: CR. Acad. Sc. Paris, Vol. 104, 1887. 496 W. v. BUDDENBROCK, oben angeführten Versuche mit Hemimysis, überhaupt zu keinem Resultat. Jetzt aber, wo wir den Lichtrückenreflex kennen, ist es sehr leicht, Genaueres zu erfahren. Wir wissen, daß z. B. eine jede Mysis-Art nach Verlust ihrer Statocysten sich auf den Rücken wirft, wenn sie von unten beleuchtet wird. Wir wissen ferner, daß bei genau derselben Beleuchtung die Tiere auf dem Bauche schwimmen, solange sie eine oder beide Statocysten besitzen. In diesem zweiten Falle sucht das Licht, genau wie im ersten, den Krebs umzudrehen, aber die Statocysten verhindern es. Hieraus folgt mit absoluter Sicherheit, daß diese Organe zur Steuerung um die Längsachse dienen. Der Lichtreflex erweist sich also hier als ein vorzügliches Mittel, um die Statocysten der Krebse zu studieren, und es ist wirklich nicht zuviel, wenn ich behaupte, daß erst durch ihn eine sichere und nie versagende Methode zur Erforschung dieser Organe gegeben ist. Auch ist es mit Hilfe des Lichtrückenreflexes leicht, ohne nähere anatomische Kenntnisse sofort die Frage zu entscheiden, ob ein Krebs Statocysten besitzt oder nicht. Hierauf werden wir noch zurückkommen. Nachdem in dieser Weise die Anschauung, welche DELAGE von der Funktion der Krebsstatocysten hatte, den Angriffen Bauer’s gegenüber endgültig sichergestellt ist, bleibt jetzt zunächst die Frage zu erörtern, worin nun eigentlich BAUER die Wirkung der Statocysten der Mysideen erblickt. Nach ihm hat ihre Ausschaltung eine Dorsal- krümmung des Abdomens und ein fortwährendes Überschlagen nach rückwärts zur Folge. Daraus schließt er, daß die Statocysten reflektorisch den Tonus des als Horizontalsteuer !) wirkenden Ab- domens regulieren und also ein horizontales Schwimmen der Tiere gewährleisten. Daß die Statocysten tatsächlich auch zur Steuerung um die horizontale Querachse des Körpers dienen, soll an sich nicht be- stritten werden, es geht dies unmittelbar aus den Derace’schen. Versuchen hervor, und wir werden es in kurzem noch auf einem anderen Wege beweisen. Gegen den Weg aber, auf welchem BAUER zu seinem Schlusse kommt, habe ich die stärksten Bedenken. Die eigentümliche Dorsalwärtsbiegung des Abdomens, die nach der Entfernung der Statocysten eintritt, war ja bereits von BETHE beob- achtet, jedoch ganz anders, nämlich als eine zweckmäßige Regu- 1) Richtiger scheint mir der Ausdruck Vertikalsteuer zu sein, da es sich dabei um die Regulierung der Bewegung in der Vertikalebene handelt. Die Orientierung der Krebse im Raum. 497 lationsbewegung, gedeutet worden. Nach meinen Erfahrungen, die sich, wie eingangs erwähnt, auf 5 Gattungen erstrecken, unter denen sich auch die Studienobjekte BAver’s befinden, ist dieses Phänomen überhaupt nicht ‘so allgemein, daß man daraus weit- sehende Schlüsse zu ziehen berechtigt wäre. Selbst bei Macropsis slabberi, auf welche sich BAuUER hauptsächlich beruft, habe ich _ wirkliches Überschlagen nach rückwärts nur ganz vereinzelt beob- achtet. Meist ist die Dorsalbiegung des Abdomens so gering, dab das Tier ganz korrekt horizontal schwimmt, wie das ja auch BETHE bei seiner Art fand. Bei anderen Mysideen aber, z. B. Hemimysis lamornae, ist von einem solchen Dorsalbiegen des Hinterleibes gar nichts zu sehen, auch bei Leptomysis mediterranea ist sie äußerst geringfügig. Ferner ist es ganz sicher, daß nicht nur die Mysideen, sondern überhaupt alle Thoracostraken durchaus andere Bewegungen aus- führen, als Bauer zu glauben scheint, wenn sie, die Horizontale verlassend, sich auf- oder abwärts bewegen wollen. Bei den kleinen Mysideen ist das freilich sehr schwer zu beobachten. Immerhin glaube ich mit Sicherheit festgestelit zu haben, daß beim Aufwärts- schwimmen des normalen Tieres keine Dorsalbiegung des Abdomens eintritt. Es dürfte vielmehr gerade umgekehrt eine ventrale Ein- krümmung desselben vorausgehen, wie dies bei den größeren und leichter zu beobachtenden Decapoden stets der Fall ist. Durch diese Einkrümmung wird nämlich der Schwerpunkt des Körpers weiter nach unten verlegt, der Vorderleib wird schräg nach oben gerichtet, und es kann jetzt, indem das Abdomen sich langsam wieder streckt, eine geradlinige Aufwärtsbewegung eintreten. Demgegenüber kommt die Zwangsbewegung, die eventuell nach Entfernung der Statocysten eintritt, dadurch zustande, daß beim Vorwärtsschwimmen der hohle Rücken dem Wasser einen er- heblich größeren Widerstand entgegensetzt als der konvexe Bauch, woraus notwendigerweise eine Drehung dorsalwärts resultieren muß. Ich habe das hierbei eintretende Überschlagen nach rückwärts sehr deutlich bei Calianassa beobachtet. Der Mechanismus ist also bei beiden Bewegungen grundverschieden. Mir scheint es demnach sicher zu sein, daß BAUER hier zweierlei miteinander verwechselte, nämlich den Einfluß, den auch bei vielen anderen Tieren die Stato- cysten auf den Tonus gewisser Muskeln ausüben, und ihre Funktion als Gleichgewichtsorgane Es fließen offenbar dauernd von der Statocyste Erregungen zu der ventralen Abdominalmuskulatur. 498 W. v. BUDDENBROCK, Fallen dieselben infolge Entfernung der Statocysten fort, so über- wiegt jetzt der Tonus der Rückenmuskeln, der offenbar anderen Ursprungs ist, und es tritt dementsprechend Dorsalwärtsbiegung des Abdomens ein. Mit der Steuerung um die horizontale Querachse hat dieses Phänomen überhaupt gar nichts zu tun. Daß dieselbe trotzdem von der Statocyste, wenn auch durchaus nicht von dieser allein, abhängig ist, beweist indessen neben den besprochenen Ex- perimenten DELAGE’s der folgende Versuch, der sich hauptsächlich auf Leptomysis mediterranea bezieht. Eine Anzahl ihrer Statocysten beraubter Exemplare dieser Art wird in den in Textfig. B abgebildeten Apparat gebracht und hori- zontalem Licht ausgesetzt. Es zeigt sich, dab sie sehr bald die horizontale Bahn, in welcher sie vorher schwammen, aufgeben und, den Rücken stets dem einfallenden Licht zuwendend, in senkrechter Linie abwechselnd nach oben und nach unten schwimmen. Dies tritt nicht ein, solange die Tiere ein oder zwei Statocysten haben, womit bewiesen ist, daß eben diese Organe auch zur Steuerung um die Querachse dienen. Auch bei Hemimysis lamornae gelingt der Versuch zuweilen, aber durchaus nicht bei allen Individuen. Gleich- sinnige Versuche mit anderen Mysideen wurden nicht unternommen. Die Statocysten der Mysideen dienen bekanntermaßen auch zur Perception von Erschütterungen, auf welche diese Krebse mit dem sogenannten Springreflex antworten — ein einzig dastehender Fall —. Da dieser Reflex nicht sehr genau untersucht ist, möchte ich auf ihn noch mit einigen Worten eingehen. Er äußert sich darin, daß das Schwanzsteuer ausgebreitet wird und eine kräftige Ventralbiegung des Abdomens eintritt. Bei solchen Formen, die, wie die Männchen von Leptomysis mediterranea, noch wohlentwickelte Abdominalbeine haben, erfolgt gleichzeitig ein kräftiges Rückwärtsschlagen derselben. Ferner ist es von Interesse, daß der Springreflex in keiner Weise vom Gehirn abhängt, höchstens, daß er von ihm aus gehemmt werden kaun. Er gelingt nämlich nach meinen Erfahrungen bei dekapitierten Tieren besser als bei normalen und ist bei solchen oft 10 mal hinter- einander mit Leichtigkeit hervorzurufen. Sogar bei isolierten Ab- domina ist er deutlich vorhanden. Er tritt bei jeder Lage des Schwanzes im Raum ein. BAUER schreibt zwar: „Der anatomische Bau des Apparates bringt es mit sich, daß bei anormaler Rücken- lage, wie sie bei den unten beschriebenen Blendungsversuchen ein- treten kann, der Springreflex ausbleibt. Der Statolith ruht dann nicht mehr in normaler Weise auf den Sinneshaaren, sondern hängt Die Orientierung der Krebse im Raum. 499 an ihnen“; aber diese Beobachtung ist ganz entschieden unrichtig, wie ich an allen von mir untersuchten Gattungen konstatiert habe. Bei den Decapoden, zum mindesten bei den Natantia, ist, vom Springreflex abgesehen, anscheinend die Funktion der Statocysten überall die gleiche wie bei den Mysideen. Ich begnüge mich daher in Folgendem mit einer genaueren Analyse des Bewegungsmecha- nismus von Palaemon serratus. Hierzu sind einige technische Vor- bemerkungen nötig. Um Tiere zu erhalten, die man, wie es KreipL getan hat, mit dem Magneten prüfen kann, wird der Boden des Gefäßes, in welchem gsie gehalten werden, am besten mit Nickelpulver bedeckt. Dasselbe hält sich im Seewasser mehrere Wochen lang unverändert, und es ist nun nichts weiter nötig, als ‚abzuwarten, bis einer der Krebse sich gehäutet und die Nickelspäne in die Statocysten eingeführt hat. Die Anwendung des Magneten bietet den Vorteil, daß man den auf die Statocyste wirkenden Reiz stärker machen kann, als er normalerweise ist, wenn die Schwer- kraft wirkt. Dementsprechend erhält man deutlichere Reaktionen. Will man verhindern, dab der Krebs nach der Häutung über- haupt irgendwelche Statolithen aufnimmt, so braucht man ihm nur vorher beide Paar Scheren abzuschneiden. Merkwürdigerweise ist keiner meiner Vorgänger auf diesen höchst einfachen Ausweg ge- kommen. Sie haben entweder die Tiere in völlig reines, filtriertes Wasser gebracht, was nie zum Ziele führt, da die Tiere doch immer irgend etwas finden und sich eventuell sogar den eigenen Kot in die Statocysten stecken, oder sie haben ihnen nur die Putzscheren abgeschnitten, was ebenfalls nicht genügt. Um die Bewegungen der einzelnen Beine bei Palaemon mög- lichst genau beobachten zu können, bediene ich mich der folgenden Methode. Ich ziehe dem Tiere einen Pipettengummischlauch über das Abdomen, der gerade bis zum Hinterrande des Thorax reicht. In diesen Schlauch, der ziemlich fest sitzen muß, damit der Krebs nicht herausspringen kann, ist ein rechteckiges Fenster geschnitten, durch welches die Abdominalbeine frei vorragen. Wenn er so ge- fesselt ist, kann man den sonst so ungebärdigen Krebs am hintersten Ende des Gummis ruhig in die Hand nehmen und seine Bewegungen unter der Einwirkung z. B. des Magneten oder auch des Lichts auf das genaueste studieren. Die Erfolgsorgane der Statocysten sind die sämtlichen Extremi- täten mit Ausnahme der Mundwerkzeuge, hauptsächlich aber, wie wir dies bereits bei dem Lichtrückenreflex sahen, die Abdominal- 500 W. v. BUDDENBROCK, beine. Bleiben wir zunächst bei den Reaktionen dieser letzteren; man kann sie auf zwei verschiedene Arten nachweisen: erstens mit dem Magneten. Man bringt an einem Krebs, der Nickel- statolithen besitzt und in den Gummischlauch eingezwängt sich in Bauchlage befindet, von rechts oben den Magneten heran (Fig. D). Man sieht alsdann, daß die Schwimmbeine kräftig nach links steuern, so daß, wäre das Tier frei, eine Drehung des Körpers in der Pfeil- richtung eintreten würde. EM. St St IMs Fig. D. Krebs im Querschnitt von hinten gesehen. Bewegungen der Extremitäten, hervor- gerufen durch Reizung der Statocyste mit Hilfe eines Elektromagneten (H. M). Die Schreitbeine schwingen aus der Ruhelage S bis in die Stellung S‘, also gegen den Uhrzeiger, die Abdominalbeine A dagegen bewegen sich im Uhrzeiger- sinne. Die Drehung des ganzen Körpers erfolgt in der Richtung des Pfeils. Dierechte Figur ist durch Drehung der linken entstanden, die soweit geführt wird, bis die Magnetwirkung mit der Richtung der Schwerkraftlinien zusammenfällt. Man sieht an ihr die normale Bewegung eines schräg auf dem Rücken liegenden Tieres unter der Einwirkung der Schwerkraft, jedoch deutlicher als ohne Magneten. Zweitens am normalen Tier mit Hilfe des gewöhn- lichen Schwerkraftreizes. Hierzu ist nur erforderlich, dab man den Krebs gleichzeitig von unten beleuchtet. Wir wissen, dab der alsdann eintretende Lichtrückenreflex das Tier auf den Rücken zu werfen versucht; tritt eine diesem Reflex entgegengesetzte Be- wegung ein, so ist sie mit Sicherheit auf Rechnung der Statocysten zu setzen. Bei derartiger Versuchsanordnung sieht man, daß die Schwimmbeine des in Seitenlage befindlichen Tieres deutlich nach der jeweils oberen Seite zu schlagen, so daß der Rückstoß des Wassers den Krebs, wäre er frei, in die Bauchlage bringen würde. Es läuft dies natürlich im ganzen auf genau dasselbe hinaus, was der Magnetversuch lehrt. Die Orientierung der Krebse im Raum. 501 Was die durch die Statocyste hervorgerufenen Bewegungen der übrigen Extremitäten, d. h. der langeu Thoracalbeine sowie der An- tennen, anlangt, so liegt offenbar die Annahme am nächsten, daß dieselben sich in genau dem gleichen Sinne bewegen werden wie die Schwimmbeine; es ist dies indessen merkwürdigerweise nicht der Fall, wie ein Versuch mit dem Magneten am deutlichsten lehrt. Bringt man z. B. denselben von der rechten Seite und oben her an das in Bauchlage befindliche Tier heran, so sieht man, daß die Beine und Antennen der linken Seite unter den Bauch geschlagen werden, während die der rechten eine kräftige Exkursion nach dem Rücken zu ausführen (Textfig. D). Alle diese Beine bewegen sich also, wenn man das Tier von hinten betrachtet, entgegen dem Uhrzeiger, während, wie wir wissen, die Schwimmbeine sich im Uhrzeigersinne drehen. Es scheint mir nun nicht ganz hoffnungslos zu sein, der biologischen Bedeutung dieses unterschiedlichen Verhaltens beider Beinsorten nachzugehen. Es ist nämlich ganz sicher, daß die An- tennen und Thoracalbeine wegen ihrer außerordentlichen Dünne als Ruderorgane absolut nicht geeignet wären, da sie dem Wasser eine viel zu kleine Fläche darbieten. Dementsprechend werden sie höchst- wahrscheinlich zu etwas ganz anderem verwandt, nämlich als Ba- lancierstangen: indem sie im gleichen’ Sinne bewegt werden, in welchem der ganze Körper sich drehen soll, verlegen sie erstens den Schwerpunkt desselben in zweckentsprechender Weise und er- teilen ihm zweitens einen Schwung nach der richtigen Seite, welcher die Drehung erleichtert. Das nämliche Verhalten der Schreitbeine und Antennen ist natürlich auch ohne Anwendung des Magneten nachweisbar, wenn man sich der zweiten Methode bedient, die wir bei der Untersuchung der Schwimmbeine anwandten, ist aber dann nicht immer so deutlich. Ich glaube mich endlich auch davon über- zeugt zu haben, daß auch beim Lichtrückenreflex ein entsprechendes Seitwärtsschlagen der betreffenden Gliedmaßen im entgegengesetzten Sinne wie das der Schwimmbeine eintritt, setze aber hinzu, daß hier die Reaktion noch viel undeutlicher ist und man häufig den Eindruck bekommt, daß die Beine nur völlig ungeordnete kreisende Bewegungen ausführen. Es bleibt nun noch übrig, die gesonderte Wirkung einer Stato- cyste allein zu studieren. Hierzu genügt es, natürlich wiederum bei Unterlicht, den Krebs in verschiedene Lagen zu bringen und den Sinn der Drehung festzustellen, durch die er in die Bauchlage zurückgelangt. - 502 W. v. BUDDENBROCK, Wirkung der linken Statocyste (rechte exstirpiert, s. Diagramm Fig. E). 1. Rückenlage: Drehung bei Betrachtung des Tieres von hinten entgegen dem Uhrzeiger. 2. Symmetrieebene des Körpers horizontal; a) linke Seite oben: Drehung wie vorher, b) rechte Seite oben: Drehung wie vorher, so daß zunächst der Bauch nach oben kommt und eine Dreivierteldrehung nötig ist, um die Bauchlage zu erreichen. 3. Symmetrieebene des Körpers um ca. 155° gegen die Vertikale geneigt: Drehung wie vorher, gleichgültig, ob die linke oder die rechte Seite höher steht. 4. Neigung der Symmetrieebene gegen die Verti- kale 45°; a) linke Seite oben: Drehung wie vorher, entgegen dem Uhrzeiger, b) rechte Seite oben: Drehung mit dem Uhrzeiger. Nach Exstirpation der linken Statocyste treten natürlich die spiegelbildlichen Bewegungen auf, so daß es sich erübrigt, hierauf näher einzugehen; ich verweise deswegen auf das Diagramm. Diese Versuche lehren zunächst, daß in allen Lagen unterhalb der Linie dd bzw. bd’, in denen also die Neigung der Symmetrie- ebene des Körpers mehr als etwa 80°. beträgt, beide Statocysten gegeneinander wirken, und. zwar so, daß die jeweils obere die stärkere Wirkung ausübt und somit die einzuschlagende Richtung bestimmt. In den weniger geneigten Lagen dagegen wirken beide Statocysten im gleichen Sinne, einander unterstützend. Wenn nur die linke Statocyste vorhanden ist, dreht sich der Krebs von jeder beliebigen Lage aus von der Linie dd weg und zu ab hin; für die rechte Statocyste sind dd’ und ab die entsprechenden Linien. Die Wegnahme der Schwimmbeine der einen Seite hat auf den Ablauf der soeben beschriebenen Reaktion keinerlei Einfluß; es wirkt also eine jede Statocyste bei jeder Lage im Raum auf die Schwimmbeine beider Seiten zugleich. Dasselbe gilt übrigens auch für die Augen beim Lichtrückenreflex. | Was ich über die Funktion der Krebsstatocysten mitzuteilen habe, ist hier im wesentlichen zu Ende. Es ist vielleicht nicht Die Orientierung der Krebse im Raum. 503 rechtes Auge R MG, D = T D aS © n o = = , d 192) ad ces EN & > \N Fig. E. Diagramm der kombinierten Wirkung der Augen und Statocysten. Krebs von hinten gesehen. Das Licht kommt von oben aus der Pfeilrichtung, die Schwer- kraft wirkt im entgegengesetzten Sinne. unnütz, an dieser Stelle einen Vergleich mit Péerotrachea ein- zuschalten, dem einzigen Wirbellosen, dessen Statocysten bisher in ähnlichem Umfang untersucht worden sind, und zwar durch TscHAcHorIn.!) Auch bei dieser Form wirken die Statocysten 1) TSCHACHOTIN, 8., Die Statocyste der Heteropoden, in: Z. wiss. wiss. Zool., Vol. 90, 1908. a 504 W. v. BUDDENBROCK, typisch als Gleichgewichtsorgane, im einzelnen liegen hier aber doch wesentlich andere Verhältnisse vor als bei den Krebsen. Dies zeigt am deutlichsten die einseitige Exstirpation: bei Palaemon gar keine Wirkung, bei Pterotrachea lebhaftes Rollen um die Längsachse in bestimmtem Sinne, ohne daß das Tier imstande wäre, die normale Lage wiederzufinden. Dies lehrt, daß bei dieser Schnecke die Qualität des Reizes, die von der einzelnen Statocyste ausgeht, in allen Lagen die gleiche ist. Was sich mit der Stellung im Raume ändert, ist lediglich die Größe des Reizes. Bei Palaemon dagegen sahen wir, daß von ein und derselben Statocyste zwei qualitativ verschiedene Reize ausgehen können, indem, solange die Neigung der Symmetrieebene des Körpers nach der intakten Seite hin weniger als ca. 80° beträgt, eine Drehung nach der operierten Seite hin ein- tritt, bei stärkerer Neigung dagegen eine solche nach der intakten. Faßt man das Zusammenwirken beider Organe ins Auge, so äußert sich die Verschiedenheit zwischen Schnecke und Krebs darin, daß bei der ersteren die linke und die rechte Statocyste in allen Lagen gegeneinander wirken. In der normalen Schwimmlage halten sie sich das Gleichgewicht, kommt das Tier aber schief zu liegen, so sind ihre Kräfte ungleich, und zwar übt alsdann die jeweils obere die größere Wirkung aus. Bei dem Krebs dagegen arbeiten die Statocysten in allen Lagen, die praktisch in Betracht kommen dürften, nämlich bei Neigungen der Symmetrieebene geringer als 80°, stets miteinander. Da hier außerdem die recht erhebliche Wirkung der Augen unterstützend hinzukommt, die nach den Untersuchungen von TscHACHOTIN bei Pterotrachea zu fehlen scheint, so ist ersichtlich, daß die Erhaltung des labilen Gleichgewichts bei den Krebsen wesentlich besser gesichert ist als bei den Heteropoden. Ich möchte an dieser Stelle, bevor wir die Besprechung der Statocysten beendigen, noch mit einigen Worten auf die Funktion der Statolithen eingehen. Im Grunde genommen war es bereits nach den ersten Versuchen Drnacn’s, in denen der Einfluß der Statocysten auf die Orientierung der Krebse im Raume gezeigt wurde, durchaus klar, daß das Wesentliche am Statocystenapparat in der Druck- bzw. Zugwirkung besteht, welchen die schweren Statolithen auf die Sinneshaare ausüben. Zum Beweise erhoben wurde diese Auffassung indessen erst durch die Magnetversuche Kreıpr’s, die ganz unwiderleglich zeigen, dab die Reaktion des Tieres von der Richtung abhängt, in welcher der Statolithendruck wirkt. Schließlich hat Prentiss an älteren, Die Orientierung der Krebse im Raum. | 505 frisch gehäuteten Hummerlarven, die sich noch keine Statolithen eingeführt hatten, feststellen können, daß diese Tiere sich genau so verhalten wie andere Krebse, denen die ganzen Statocysten exstir- piert sind. y Trotz dieser übereinstimmenden Beobachtungen, die meines Er- achtens vollkommen sicher dartun, daß der von den Statocysten aus- gehende Reiz in die Kategorie der mechanischen Reize gehört und daß der Statolith ein integrierender Bestandteil des ganzen statischen Apparats ist, fehlt es auch heute nicht an Stimmen, welche den Statolithen jegliche Bedeutung absprechen. Log!) beruft sich auf seine eigenen an Haifischen sowie auf E. P. Lyon’s an Flundern angestellten Experimente, aus denen hervorgeht, daß nach vor- -Sichtigem Herausnehmen der Statolithen aus dem Ohr dieser Fische unter Vermeidung jeglicher Verletzung der Nervenendigungen keine Orientierungsstérungen auftreten. Hiervon ausgehend sucht er die ganze Statolithentheorie als einen Irrtum aufzudecken: „Wir haben also“, schreibt er (1909) „kein Recht zu sagen, dass die Orientierung der Tiere gegen den Schwerpunkt der Erde durch den Druck der Otolithen auf die Nervenendigungen reguliert wird, sondern dass diese Regulierung in den Nervenenden selbst stattfindet; und zwar vermutlich in der Weise, dass hier zwei verschiedene chemisch mit einander reagierende Phasen von verschiedenem specifischen Gewicht existieren.“ Ich möchte mich an dieser Stelle weder auf eine Kritik der Lorp’schen Versuche noch der hier angedeuteten Theorie ein- lassen, nur so viel sei bemerkt, daß es, mögen die Verhältnisse bei den Fischen liegen wie sie wollen, unstatthaft ist, ihretwegen die ganze Statolithentheorie anzugreifen. Die an Krebsen gewonnenen Resultate beweisen ihre Richtigkeit mindestens für diese Gruppe in völlig einwandfreier Weise. Ich habe mich selbst hiervon durch folgenden Versuch überzeugt, den anzuführen vielleicht nicht über- flüssig ist. Einigen Palaemon werden beide Scherenpaare abgeschnitten, und es wird hierauf die nächste Häutung abgewartet. Die Tiere können sich jetzt natürlich keine Statolithen in ihre sonst völlig unversehrten Statocysten einführen. Derartige statolithenlose Tiere reagieren auf Unterbeleuchtung ganz genau so, wie es solche tun, denen die ganzen Statocysten exstirpiert sind, womit die Richtigkeit der Statolithen- 1) LoEB, J., 1909, Die Bedeutung der Tropismen für die Psycho- logie. Vortrag gehalten auf dem 6. Internationalen Psychologenkongress zu Genf. Fe Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 33 506 W. v. BUDDENBROCK, theorie wohl bewiesen ist in Übereinstimmung mit den Resultaten von KREIDL und PRENTISS. ‘- III. Der allgemeine Lagereflex. Es wurde in den vorliegenden Zeilen bereits verschiedene Male darauf hingewiesen, daß an der Orientierung der Krebse im Raume außer den Statocysten und Augen höchstwahrscheinlich noch ein weiterer Faktor beteiligt ist. Hierauf deutete, um nur ein Beispiel zu nennen, die S. 495 erwähnte Angabe Sreiner’s hin, welcher fand, daß Palaemon einige Zeit nach der Operation auch nach Verlust von Augen und Statocysten noch richtig zu schwimmen imstande ist. Wir werden in diesem Kapitel sehen, daß bei vielen Krebsen, wenn auch nicht bei allen, in der Tat neben den Statocysten noch ein zweiter, aber von ihnen unabhängiger statischer Faktor sich findet. Statische Reflexe bei Tieren, bei denen Statocysten bisher nicht gefunden wurden und höchst wahrscheinlich sich auch niemals werden finden lassen, sind schon seit langem bekannt. Es wurde Derartiges bei der Actinie Cerianthus, bei Seesternen und vielen anderen Tieren nach- gewiesen. Dababer bei ein und demselben Tier neben dem Statocysten- reflex noch ein solcher von ihnen unabhängiger statischer Reflex vor- kommt, wird meines Wissens hier zum ersten Male gezeigt. Er dürfte, da er erwiesenermaßen nicht auf das spezifisch für Schwerkraftsreize empfindliche Organ zu beziehen ist, durch die Lage des Gesamt- körpers im Raume ausgelöst werden, und ich bezeichne ihn dement- sprechend als den allgemeinen Lagereflex. Bevor wir die einzelnen Krebsarten auf diesen Reflex hin untersuchen, möchte ich einiges darüber sagen, wie wir uns seinen Mechanismus wohl im allgemeinen vorstellen müssen. Positives über ihn wissen wir nicht, und was ich in Folgendem ausführe, hat dementsprechend nur hypothetischen Charakter. Wir müssen uns dessen erinnern, daß der Reiz, welcher von den Stato- eysten ausgeht, lediglich ein mechanischer ist, der seine spezifische Wirkung nur dem Umstande zu verdanken hat, daß er stets in einer bestimmten Richtung, der Schwerkraftsrichtung, wirkt. Derartige mechanische Reize, die während des Schwimmens dauernd im gleichen durch die Schwerkraft bestimmten Sinne tätig sind, gibt es nun aber im Tierkörper auch außerhalb der Statocyste. So sind z.B. die inneren Organe meistenteils mit Hilfe von Mesenterien an der Die Orientierung der Krebse im Raum. 507 Leibeswand aufgehängt und üben so auf dieselbe einen Zug aus, der dauernd der gleiche bleibt, solange das Tier in seiner Normallage sich befindet, Größe und Richtung aber ändert, wenn der Körper die Gleichgewichtslage verläßt. Es ist mehr als wahrscheinlich, daß dies von dem Tier in irgendeiner Weise percipiert wird und daß sich im Anschluß daran im Laufe des individuellen Lebens Reflexbewegungen herausbilden, welche den Körper genau wie auf den Statocystenreiz hin in seine Normallage zurückführen. Ob es jemals gelingen wird, die Art der Perception genauer festzustellen, auf welcher der allge- meine Lagereflex beruht, erscheint mir zweifelhaft, jedenfalls ist hier die Forschung vor eine ungleich schwierigere Aufgabe gestellt, als diejenige es war, welche sich an die Statocysten anknüpfte. Zum Beweise der Existenz des allgemeinen Lagereflexes be- dienen wir uns des schon beim Studium der Statocysten so oft be- währten Lichtrückenrefiexes. Eine Anzahl ihrer Statocysten be- raubter Leptomysis mediterranea werden horizontal beleuchtet. Wären die Tiere normalerweise ‚lediglich durch ihre Statocysten und Augen orientiert, so hätten sie, in dieser Lage unter dem alleinigen Ein- fluß des Lichtrückenreflexes stehend, nur die einzige Bedingung zu erfüllen, daß sie sich in einer Ebene bewegen, die senkrecht zu den horizontal einfallenden Lichtstrahlen verläuft, und sie hätten den Rücken denselben zuzuwenden. In dieser Ebene aber müßten sie sich in jeder beliebigen Richtung bewegen können. Das ist nun aber, wie das Experiment lehrt, durchaus nicht der Fall; vielmehr schwimmen die Tiere lediglich in senkrechter Linie abwechselnd nach oben und unten, stellen sich also, mit anderen Worten, so ein, daß die Symmetrieebene ihres Körpers stets vertikal gerichtet ist, und daraus folgt mit Sicherheit, daß auch jetzt, wo sie keine Stato- cysten mehr besitzen und das Licht infolge seines horizontalen Ein- falls keinerlei Wert für die Orientierung im Raume mehr haben kann, sie dieselbe doch nicht völlig verloren haben. Es kann dies nur erklärt werden durch die Annahme eines weiteren, an der Er- haltung des Gleichgewichts beteiligten Faktors, den ich, wie gesagt, als den allgemeinen Lagereflex bezeichnen will. Dieser Reflex dürfte bei den Krebsen recht weit verbreitet sein. Andrerseits steht fest, daß er bei manchen, z. B. bei Penaeus, fehlt. Wenigstens fand Brrr, dab P. membranaceus noch einige Wochen nach beiderseitiger Operation der Statocysten völlig ungeordnete Bewegungen ausführt. Nach so langer Zeit kann man nicht mehr von Reizerscheinungen sprechen, und man muß daher wohl den 33* 508 = W. v. BUDDENBROCK, Schluß ziehen, daß bei Penaeus die Orientierung im Raume lediglich durch die Statocysten und keinen anderen Faktor bedingt ist. Im Folgenden soll die Wirksamkeit des allgemeinen Lagereflexes nur an wenigen Beispielen demonstriert werden, da umfassendere Untersuchungen noch ausstehen. Bei Leptomysis mediterranea ist er, um zunächst bei dieser Art zu bleiben, nur sehr schwach entwickelt. Wenn ein solches, seiner Statocysten beraubtes Tier, nachdem es vorher geraume Zeit im grellen Sonnenlicht war, plötzlich in rotes Licht gebracht wird, so verliert es für die ersten Minuten jede Orientierung. Bevor für Leptomysis der allgemeine Lagereflex nach- gewiesen war, hätte man dies einfach als den notwendigen Erfolg des Ausfalls sämtlicher orientierender Reize deuten können. Jetzt dagegen müssen wir es so auffassen, daß die plötzliche Verdunkelung nicht nur einen Wegfall des optischen Reizes, sondern auch selbst einen neuen Reiz darstellt, auf welchen das Tier mit ungeordneten Bewegungen reagiert. Dieser Reiz ist nun stärker als der allgemeine Lagereflex, der, wie wir an dem Versuch mit dem horizontal ein- fallenden Licht sahen, solche Bewegungen zu verhindern sucht. Weit kräftiger ist der allgemeine Lagereflex bereits bei Hemi- mysis lamornae. Sie schwimmt nach einem halbstündigen Aufenthalt im Sonnenlicht unter der roten Glasglocke ganz korrekt. Auch wenn man ihr auf der einen Seite die äußerst langen Antennen abschneidet, wodurch sicherlich ein bedeutendes Übergewicht der anderen erzeugt wird, ändert sich dieses Verhalten in keiner Weise. Auf horizontal einfallendes Licht reagieren manche Individuen dieser Art genau wie Leptomysis mit Auf- und Abwärtsschwimmen in senk- rechter Linie. Andere dagegen schwimmen weiterhin horizontal. Dies liegt höchstwahrscheinlich daran, daß Hemimysis unter dem Zwange noch eines anderen Lichtreflexes steht, der rhythmische Bewegung auf die Lichtquelle zu und von ihr weg veranlaßt. Er ist zuweilen stärker als der Lichtrückenreflex, zuweilen schwächer, so dab wir verschiedene Kombinationswirkungen beider erhalten: manche Tiere schwimmen nahezu senkrecht, andere horizontal, wieder andere in schräger Linie, herunterzu nach dem Licht hin, herauf von ihm weg. Alle aber bewegen sich stets in einer senkrechten Ebene, die parallel den einfallenden Lichtstrahlen verläuft, so daß ihre Sym- metrieebene dauernd vertikal steht, woraus, wie bei Leptomysis, die Existenz des allgemeinen Lagereflexes sich ergibt. Dieser ist bei beiden hier besprochenen Mysideen bedeutend schwächer als der Lichtrückenreflex. Das ist nun nicht immer der Fall bei dem Die Orientierung der Krebse im Raum. 509 nächsten Krebs, den wir uns daraufhin ansehen wollen, bei Palaemon, und zwar ist dabei das Interessanteste, daß sich junge und alte Tiere verschieden verhalten.’ Junge Palaemon, etwa solche, die ca. 4 cm lang sind, reagieren, nachdem sie ihrer Statocysten beraubt sind, auf Unterbeleuchtung stets sehr prompt und werfen sich sofort auf den Rücken. Ausgewachsene dagegen schwimmen unter genau den gleichen Umständen gar nicht selten auf dem Bauch. Sie wider- stehen also dem Lichtrückenreflex, der sie umzudrehen sucht, mit Erfolg, offenbar infolge des sehr stark entwickelten allgemeinen Lagereflexes. Es scheint mir daraus hervorzugehen, daß es sich bei diesem letzteren nicht um einen fertig angeborenen Reflex handelt wie bei dem, welchen die Statocysten hervorrufen, sondern um eine im individuellen Leben erworbene Fähigkeit. Natürlich wäre, um hierüber Genaueres zu erfahren, ein vergleichendes Studium solcher Tiere in den verschiedensten Altersstufen erforderlich; ein derartiges Material stand mir aber leider nicht zur Verfügung und dürfte auch schwer zu beschaffen sein. Den stärksten Ausbildungsgrad bei allen mir bekannten Krebsen besitzt der allgemeine Lagereflex indessen bei Squilla mantis. Da der- selbe bereits früheren Autoren aufgefallen ist, sei darauf etwas näher eingegangen. DEMmoLL!) hat unlängst in einer sehr exakten Arbeit über die Augen und Augenstielreflexe von Squilla darauf hingewiesen, daß dieser Krebs wohl ein statisches Organ haben müsse, und zwar gelangt er auf zwei verschiedenen Wegen zu diesem Schlusse. Erstens findet er, daß die sogenannten Kompensations- bewegungen, d. h. die Bewegungen, mit welchen die Augen der stiel- äugigen Krebse auf Änderungen der Lage des Körpers im Raume reagieren, bei Squilla unabhängig sind von optischen Impulsen: „Über- streicht man den Tieren die Augen mit Asphaltlack, so zeigen sie, sobald die Reizsymptome vorbei sind, auch geblendet in vollem Um- fange die Kompensationsbewegungen.“ Dies ist nur durch das Vor- handensein eines statischen Sinnes zu erklären. Zweitens gelang es ihm nachzuweisen, daß diese Tiere, die normalerweise „mindestens im indifferenten, wenn nicht schon im labilen Gleichgewicht schwimmen“, auch nach Belastung des Rückens mit ziemlich erheblichen Bleigewichten, in der jetzt sicherlich sehr labilen Bauchlage, wenn auch schwankend, zu schwimmen imstande 1) Demort, R., 1909, Über die Augen und die Augenstielreflexe von Squilla mantis, in: Zool. Jahrb., Vol. 27, Syst. 510 W. v. BUDDENBROCK, sind. Die Richtigkeit dieser Beobachtungen ist unzweifelhaft; auch aus meinen Versuchen ergibt sich mit Sicherheit für Squalla die Existenz eines statischen Sinnes, denn wir sahen, daß dieser Krebs der Drehwirkung, welche der Lichtrückenreflex bei Unterbeleuchtung hervorruft, einen sehr erheblichen und meist erfolgreichen Wider- stand entgegensetzt (s. S. 489). Dagegen glaube ich gute Gründe dafür anführen zu können, daß ein bestimmtes, einer Statocyste ver- eleichbares Organ, an das DEemozz zu denken scheint, bei Squilla nicht- vorhanden ist. Ich schließe dies daraus, daß dieser Krebs sich bei Unterbeleuchtung im Prinzip genau so verhält wie alle von Natur statocystenlosen Krebse oder solche, denen diese Organe exstirpiert sind. Soweit nämlich die Sachlage bisher untersucht ist, bilden bei allen Formen, die Statocysten besitzen, diese Organe bedeutend den stärksten Faktor bei der Erhaltung des Gleichgewichts. Selbst wenn ein solcher Krebs nur noch eine Statocyste hat, ist, wie wir sahen, von dem Lichtrückenreflex auch bei sehr starker Unterbeleuchtung nichts zu merken. Bei Squwilla dagegen halten sich Lichtrückenreflex und statischer Reflex einigermaßen die Wage und ist der erstere ohne irgendwelche Operation deutlich am normalen Tiere nach- zuweisen. Besonders auffallend ist, wieviel ähnlicher der aus- gewachsene Palaemon nach Verlust seiner Statocysten in seinen Be- wegungen einer normalen Squwilla ist, als er vor der Operation war, und es steht absolut nichts im Wege, die hier jederseits vorhandenen statischen Faktoren miteinander zu vergleichen: beide gehören in die Kategorie des allgemeinen, an kein besonderes Sinnesorgan sebundenen Lagereflexes. Auch bei Squilla wäre es zu einem strengen Beweis dieser Behauptung durchaus notwendig, verschiedene Altersstufen nebeneinander zu untersuchen; wahrscheinlich wird es sich dann herausstellen, daß junge Tiere sich wie die Larven hauptsächlich mit Hilfe des Lichtes orientieren und der statische Sinn erst mit zunehmendem Alter sich allmählich einstellt. IV. Die biologische Bedeutung der Statocysten. Alles zusammengefaßt ergibt sich also, daß sich die Krebse hin- sichtlich ihrer Orientierung im Raume in 5 verschiedene Gruppen einteilen lassen, und zwar in 1. solche, die aktive Steuerbewegungen überhaupt nicht aus- führen und lediglich im stabilen Gleichgewicht umherschwimmen (Lysmata seticaudata), Die Orientierung der Krebse im Raum. 511 2. solche, die nur mit Hilfe der Statocysten sich orientieren (Penaeus), 3. diejenigen, die ihr Gleichgewicht nur mit Hilfe des Licht- rückenreflexes aufrechterhalten (Virbius, Phronima, Squilla-Larve, pelagische Decapoden-Larven und viele andere), 4. solche, die neben dem Lichtriickenreflex noch einen starken allgemeinen Lagereflex besitzen (Squilla mantis) und schließlich 5. alle diejenigen, bei denen der Statocystenreflex, der Licht- rückenreflex und der allgemeine Lagereflex einheitlich zusammen- wirken (Mysideen, Palaemon etc.). Untersucht man, welche Lebensweise die Vertreter dieser fünf Gruppen führen, so stellt sich heraus, daß 1, 2, 4 und 5 hauptsäch- lich am Boden lebende Tiere enthalten, während die zu 3 gehörigen Krebse in weitaus überwiegendem Maße pelagische Organismen sind. Nur wenige davon gehören der Bodenfauna an, z. B. Virbius, wäh- rend sich umgekehrt in Gruppe 5 nur vereinzelte Bewohner der Hochsee finden (z. B. gewisse Mysideen). Wir kommen so zu dem paradoxen Schlusse, daß, von wenigen Ausnahmen abgesehen, die Bodentiere Statocysten haben, die pela- gischen dagegen nicht. Eigentlich sollte man ja das Umgekehrte erwarten: diejenigen Tiere, die dauernd fern von der Küste und ihr ganzes Leben hindurch zu schwimmen genötigt sind, die pela- gischen Krebse, sie müßten, wie man meinen sollte, in erster Linie aller Mittel bedürfen, welche die Natur den Tieren zur Er- haltung des Gleichgewichts gegeben hat, vor allem also der stärksten derselben, der Statocysten. Die Vertreter der Bodenfauna dagegen, an deren Schwimmfähigkeit in jeder Hinsicht sehr viel geringere Ansprüche gestellt werden, sollten die Statocysten sehr viel leichter entbehren können. | So paradox nun dieses Verhalten auf den ersten Blick hin zu sein scheint, so leicht erklärt es sich, wenn man die Bedeutung des Lichtrückenrefiexes in Betracht zieht. Wir werden nämlich sehen, daß dieser das hauptsächlichste Orientierungsmittel der Krebse ist und die Statocysten’ im allgemeinen nur dort auftreten, wo ersicht- licherweise das Licht nicht ausreicht. Die Tiere der Hochsee leben physikalisch unter sehr einfachen Bedingungen. Da von der Meeresoberfläche alles Licht, dessen Ein- fallwinkel 481/,° überschreitet, total reflektiert wird, empfangen die pelagischen Organismen das Licht stets einigermaßen vertikal von oben; sie sind also mehr auf das diffuse Tageslicht als das direkte 512 W. v. BUDDENBROCK, Sonnenlicht angewiesen. Unter diesen Umständen muß der Licht- rückenreflex völlig ausreichen, um die Krebse zu einem exakten Schwimmen in der Bauchlage zu zwingen.!) In der Nacht wird die Empfindlichkeit der Augen ganz wesentlich gesteigert, so dab hier- durch die Abschwächung des Lichtes einigermaßen wieder wett- gemacht werden dürfte. Die Tiere des Flachwassers dagegen und die Bodenbewohner leben unter wesentlich komplizierteren Bedingungen. Hier kann das von oben vertikal einfallende Licht durch allerlei Hindernisse, wie vorspringende Felsen, Pflanzenwuchs usw., so weit abgeblendet werden, daß die überwiegende Lichtmenge nicht mehr von oben, sondern von der Seite oder, ich erinnere an die blaue Grotte von Capri, gar von unten kommt. Es kann auch der folgende durchaus nicht unwahrscheinliche Fall eintreten. Der Krebs sitzt im Schatten eines Felsens, dicht unter und neben ihm zeichnet die Sonne auf dem Meeresboden einen scharf begrenzten Fleck. Dieser ist jetzt in der ganzen Umgebung des Tieres die am hellsten erleuchtete Fläche, so daß es auf dem Rücken schwimmen müßte, wäre es auf den Lichtrückenreflex angewiesen. Unter solchen, physikalisch so komplizierten und wechselnden Verhältnissen wäre also das Licht ein durchaus unsicheres und ungenügendes Orientierungsmittel, und hier treten nun, wie wir sehen, die Statocysten, die in ihrer Wirkung von allen Änderungen des Milieus völlig unabhängig sind, als Hilfs- organe ein. Nun gibt es freilich etliche Ausnahmen, die einer Erklärung bedürfen. Die pelagischen Mysideen z. B. von denen ich freilich keine einzige untersucht habe, besitzen samt und sonders Statocysten. Verglich man früher ein derartiges Tier mit einem anderen gut schwimmenden Bewohner der Hochsee, z. B. einer Euphausia, so schien die Sachlage die zu sein, dab Huphausia eines jeglichen Orientierungsmittels entbehre, während Mysis die Statocysten besitzt. Heute wissen wir, dab beide Krebse außerdem den Lichtrückenreflex, vielleicht auch noch den allgemeinen Lagereflex zu ihrer Orientierung im Raume verwenden. Trotzdem sind wir dem uns an dieser Stelle interessierenden Problem um keinen Schritt näher gekommen, denn nach wie vor besteht für Mysis ein biologisch nicht erklärbares Plus durch den Besitz der Statocysten. Niemals wird es einem Physio- logen gelingen, eine Erklärung für dieses eigentümliche Phänomen 1) Hierauf wies bereits EWALD in seiner früher zitierten Arbeit hin. Die Orientierung der Krebse im Raum. 513 zu finden, daß von diesen zwei Krebsen, die unter völlig gleichen Lebensbedingungen stehen, der eine diese Organe besitzt, der andere nicht. Hier hilft nur die historische Betrachtungsweise, denn mit einem Schlage wird alles klar, sobald wir annehmen, daß die Mysideen ursprünglich alle Bewohner des Bodens und des flachen Wassers gewesen sind, daß sie als solche die Statocysten brauchten und daß sie erst nach Erlangung dieser Organe zum Teil in die Hochsee auswanderten. Inwieweit diese Theorie sich noch durch andere Gründe stützen ließe, weiß ich nicht; sehr für dieselbe scheint mir zu sprechen, daß gewisse ausgesprochen pelagische Mysideen- gattungen,z.B. Boreomysis, rudimentäre Statocysten zu besitzen scheinen. Einen direkt umgekehrt liegenden Fall liefern die Stomato- poden. Wir sahen, dab Squilla, ein ausgesprochenes Bodentier, keine Statocysten besitzt, trotzdem sie ein vorzüglicher Schwimmer ist. Nun ist es von großem Interesse, daß Demo. bei seiner Unter- suchung über die Augen dieses Krebses zu der Überzeugung ge- kommen ist, daß der Bau derselben, es sind Appositionsaugen, mit der heutigen Lebensweise des Tieres in mittleren Tiefen nicht har- moniert. „Eine Hypothese, diese Verirrung in der Entwicklung zu erklären, scheint mir mit Hilfe der Annahme möglich, dab Squzll«a in phylogenetisch frühen Zeiten ein an der Oberfläche lebendes Tagraubtier war.“ Nehmen wir das Fehlen der Statocysten hinzu, das ebenfalls nicht mit der heutigen Lebensweise der Tiere in Ein- klang zu bringen ist, sowie die allgemeine Körpergestalt, die ganz entschieden viel mehr für ein pelagisches als für ein Bodentier paßt, so könnten wir vielleicht im ganzen zu dem Schlusse kommen, daß die Vorfahren der Stomatopoden, wie es noch heute ihre Larven tun, pelagisch an der Oberfläche des Meeres lebten. Der Mängel, welche die vorliegende Arbeit besitzt, bin ich mir sehr wohl bewußt. Weder ist es mir gelungen, ein einigermaßen vollständiges Tiermaterial zusammenzubringen, so daß sich eine Übersicht über die Orientierungsbewegungen aller Krebse ergäbe, noch vermochte ich die einzelnen Arten erschöpfend zu studieren. Immerhin hoffe ich, daß meine Beobachtungen einige neue Gesichts- punkte liefern, die für zukünftige Arbeiten von Wert sein könnten. Der Lichtrückenreflex und der allgemeine Lagereflex sind ganz sicherlich nicht auf die Krebse beschränkt; ich selbst konnte den ersteren z. B. bei dem Polychäten Alciope nachweisen. Es wird eine lohnende Aufgabe sein, den Bereich ihrer Geltung für das ge- samte Tierreich festzustellen. - Ferner erhalten die eigentümlichen 514 W. v. BUDDENBROcK, Die Orientierung der Krebse im Raum. Kompensationsbewegungen der Krebsaugen, die, obgleich zur vor- liegenden Untersuchung gehörig, hier nicht studiert wurden, eine völlig neue Bedeutung. Ich hoffe auf diesen so interessanten Gegen- stand sehr bald zurückkommen zu können. Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse. Die Orientierung der Krebse im Raume während des Schwimmens beruht auf der sehr häufig kombinierten Wirkung dreier verschie- dener Reflexe. | | Der am weitesten verbreitete und darum wichtigste ist der Lichtrückenreïlex, welcher das Tier zwingt, den normaler- weise von oben kommenden Lichtstrahlen den Rücken zuzuwenden und dementsprechend auf dem Bauche zu schwimmen. Das Gleiche erreicht der zweite, der Statocystenreflex, indem er bewirkt, daß der Krebs dauernd den Bauch dem Erd- mittelpunkte zuwendet. Der dritte, der allgemeine Lagereflex, ist ebenfalls sta- tischer Natur und in seiner Wirkung mit dem vorigen überein- stimmend. Er ist aber anscheinend von keinem spezifischen Sinnes- organ abhängig, sein genauer Mechanismus ist nicht bekannt. Alle diese drei Reflexe dienen zur Steuerung sowohl um die Längsachse als auch um die horizontale Querachse. Ihre Erfolgs- organe sind in erster Linie die Schwimm- oder Abdominalbeine (Decapoden) bzw. die Schwimmfußäste der Thoracalbeine (Mysideen). Nur sehr wenige Krebse benutzen keinen der drei Reflexe zu ihrer Orientierung (Lysmata). Es ist dies ein sehr schlechter Schwimmer, der sich dauernd in der stabilen Rückenlage bewegt und demzufolge aktiver Steuerbewegungen zur Erhaltung seines Gleichgewichtes nicht bedarf. Der Lichtrückenreflex ist besonders für die pelagische Tierwelt charakteristisch, denen zumeist Statocysten fehlen, der Statocystenreflex dagegen beherrscht die Bewegungen der Bodenfauna. Es ist mir eine angenehme Pflicht, den Herren von der Zoo- logischen Station zu Neapel für die mir stels gewährte, liebenswürdige Unterstützung meinen aufrichtigsten Dank auszusprechen, vor allem Herrn Prof. Cerruti, der keine Mühe scheute, um mir das reichhaltige Material zu verschaffen, dessen ich zu meinen Versuchen bedurfte. G. Patz’sche Buchdr. Lippert & Co. G. m. b. H., Naumburg a. d. S. Vergleichende Physiologie. Von Dr. phil. et med. August Pütter, Professor in Bonn. Mit 174 Abbildungen im Text. (VIII und 721 8. gr. 8°.) 1911. Preis: 17 Mark, geb. 18 Mark. Inhalt: Einleitung. Begriff und Aufgabe der vergleichenden Physiologie. — I. Kap.: Das Substrat der Lebensvorgänge. 1. Die physikalische Beschaffenheit der lebendigen Substanz. 2. Der Stoffbestand der Organismen. 3. Die lebendigen Systeme. — II. Kap.: Der Stoffwechsel. 1. Der Betriebsstoifwechsel. 2. Der Bau- stoffwechsel. 3. Der Gesamtstoffwechsel. 4. Die Wirkung veränderter Bedingungen auf den Stoffwechsel. —- III. Kap.: Die Ernährung. — IV. Kap.: Der Stoffaus- tausch. — V. Kap.: Die Lebensbedingungen. — VI. Kap.: Die Energieumwand- lungen. — VII. Kap.: Die Reizbeantwortungen. — VIII. Kap.: Die Sinnes- organe. — IX. Kap.: Das Nervensystem. — X. Kap.: Die Vergleichung der Organismen. — Systematisches und Sachregister. Zoologisches Centralblatt, Nr. 21/22, vom 6. Februar 1912: In einer Zeit so gearteter newer Gesichtspunkte scheint einem Buche, wie Pütters vergleichender Physiologie, auch in der zoologischen Literatur eine hervorragende Rolle beschieden, hat doch Pütter den Inhalt der vergleichenden Physiologie als die „Lehre von der Aehnlichkeit der Leistungen“ im Gegensatz zur vergleichenden Morphologie als der „Lehre von der Aehnlichkeit der Formen“ definiert und in diesem Sinne das Buch mit Meisterkraft und beherrschendem Scharf- sinn durchgeführt; er versteht es klarzulegen, in welchen Punkten alle Organismen, Tiere, Pflanzen oder Protisten, einander physiologisch in ihren Lebens- leistungen ähnlich sind und worauf sich die Unähnlichkeiten beziehen. . .. „Im ganzen war nicht die Absicht maßgebend, ein Buch für Anfänger und solche, die es bleiben wollen, zu schaffen“, es muß aber besonders erwähnt werden, daß die äußerst gewandte und anziehende Sprache des Buches durchaus nicht nur dem Fachphysiologen, sondern jedem verständlich sein muß, der halbwegs über die von der Schule mitgebrachten Fundamentalbegriffe der Kurven- analysen und über einige Grundgleichungen der elementaren Mechanik verfügt... . Pütter kennt die physiologischen Bedürfnisse der Zoologie ebenso, wie ihm die zoologischen Bedürfnisse der Physiologie geläufig sind; so wird sein Buch eine erwünschte Brücke bieten zur Zusammenführung physiologischer und zoologischer Interessen. L. Rhumbler (Hann.-Münden). Archiv f. Zellforschung, X, 1913: „Vergleichende Physiologie“ ist so verstanden, daß die großen Probleme in den Vordergrund gerückt sind und die sie erläuternden Tatsachen lediglich als Beispiele dienen. Diese sind mit souveräner Beherrschung des Stoffes aus der Pflanzen-, Tier- und Bakterienphysiologie geholt. Es handelt sich also um kein „Sammelwerk“. Abergeradewegen der Beschränkung im Material wirken die Probleme um so mächtiger auf den Leser, und es mag kaum ein biologisches Werk eben, das so sehr zum eignen Forschen anregt wie gerade dieses. Daß Lieblingsthemen des Verfassers in den Vordergrund gerückt sind, ist natürlich. Nie hat dies aber der Einheitlichkeit des Buches geschadet. Objektiv will das Buch nicht sein. Das ist gerade sein Vorzug, daß überall, ohne das Maß zu über- schreiten, die stets interessante, wenn auch manchmal zum Widerspruch reizende Individualität des Verfassers hervortritt. . , . Es wird nicht nur Forscher verschiedener Richtung dazu anregen, sich auch die physiologische Seite ihrer Arbeit näher anzu- sehen, sondern auch gerade wegen seiner umfassenden Betrachtungsweise von scheinbar mit der Physiologie im engeren Sinne nicht Zusammenhängendem dem Physiologen neue Wege weisen. Erhard (München). Revue scientifique, Nr. 15, 13 Avril 1912: Cet excellent abrégé de physiologie comparée se termine par une table systéma- . Verlag von Gustav Fischerin Jena. > tique indiquant avec précision la place dans la classification de chacun des organismes étudiés; de fort belles figures et de nombreuses indications bibliographiques con- _ tribueront aussi au succès qu’il ne peut manquer de trouver auprès de tous ceux AB: . qui s'intéressent à la biologie. q g > Centralblatt f. Bakteriologie, I. Abt., Ref., Bd. 52, No. 13, vom 10. April 1912: Es findet sich in ihm eine solche Fülle von Tatsachen niedergelegt, daB es - durchaus lehrbuchmäßigen Charakter trägt und zur Orientierung über das unabseh- bare, das gesamte Tier- und Pflanzenreich umfassende Gebiet aufs beste geeignet ist. Man muß dem Verf. dankbar sein, daß er als erster den Mut gehabt hat, ein . solches Werk als einzelner Autor zu schreiben und ihm dadurch einen einheitlichen ; Charakter zu geben. Jeder wird aus dem Buch eine Fülle von Belehrung gewinnen. - Hervorgehoben sei noch, daß gerade auch die Biologie der Einzelligen eingehende ee = findet, Kurt Meyer (Stettin). j Handbuch der vergleichenden Physio 0 Verlag von Gustav Fischer “in Je ne Bearbeitet von E. Babäk es Gatton: (Sassari), W. Biedermann (Jena), B. du Bo Reymond (Berlin), "F. Bottazzi (Neapel), E. v. Brücke (Leipzig), R. Buria N R. Ehrenberg (Göttingen), L. Fredericq (Lüttich), R. F. Fuchs (Breslau), | S. Garten (Gießen), E. Godlewski (Krakau), C. v. Hess (München), J. Loeb (New York), E. Mangold (Freiburg), A. Noll (Jena), H. Przibram (Wien), J. Strohl (Zürich-Neapel), R. Tigerstedt (Helsingfors), E. Weinland (Erlangen), 0. Weiß (Königsberg), H. Winterstein (Rostock). > von Hans Winterstein in | Rostock. In vier Bänden. 1. Band: Physiologie der Körpersäfte. Physiologie der A 1. Hälfte: Die Körpersäfte. Von F. Bottazzi. — Die Bewegung der Körpersäfte. Von E. v. Brücke. (In der Lieferungsausgabe erschienen bis S. 464.) 2. Hälfte: Die physikalisch-chemischen Erscheinungen der Atmung. VonH. Winter- stein. — Die Mechanik und Innervation der Atmung. Von E. Babak. (In der en erschienen bis S. 756.) . Band: Physiologie des Stoffwechsels. 1. Hälfte: Die Aufnahme, Verarbeitung und Assimilation der Nahrung. Von W. Eté does mann. Mit 465 Abbildungen im Text. 1911. Preis: 35 Mark, geb. 38 Mark. Inhalt: 1. Die Ernährung der Pflanzen und ihre Beziehungen zu der der Tiere. — 2. Die Ernährung der Einzelligen (Protozoa). — 3. Die Ernährung der Spongien. — 4. Die Ernährung. der Coelenteraten. — 5. Die Ernährung der Würmer. — 6. Die Ernährung der Echinodermen. — 7. Die Ernährung der Crustaceen. — 8. Die Ernährung der Arachniden. — 9. Die Ernährung der Insekten (Hexapoda). — 10. Die Ernährung der Mollusken. — 11. Die Ernährung der Fische. — 12. Die Ernährung der höheren Wirbeltiere. à Zentralbl. f. Physiologie, 1910, Bd. 24, Nr. 19: ‚stellt an sich ein monumentales Werk dar: — ein bewunderns- wertes Stück Lebensarbeit des auf dem Gebiete der aie Physiologie auch durch eigene Forschungsarbeit hochverdienten Autors.... O. v. Fürth (Wien). 2. Hälfte: Die Sekretion von Schutz- und Nutzstoffen. on oF Fredericq. — Die « Exkretion. Von R. Burian und J. Strohl. — Der allgemeine Stoffwechsel. Von E. Weinland. (In der Lieferungsausgabe erschienen bis 8. 480.) 3. Band: Physiologie des Energiewechsels. Physielogie des Formwechsels. — 1. Hälfte: Physiologie der Bewegung. Von R. du Bois-Reymond. — Die Produktion von Tönen und Geräuschen. Von O. Weiß. — Physiologie der Stütz- und Skelettsubstanzen. Von W. Biedermann. — Die Körperfärbung und die Anhangsgebilde des Integuments. Von R. F. Fuchs. Mit 335 Abbildungen im Text und 1 Tafel. N (In der Lieferungsausgabe erschienen bis S. 1446.) Er 2. Hälfte: (XII, 1060 S. gr. 8°.) 1914. Preis: 35 Mark, geb. 38 Mark. Ex Inhalt: Die Produktion von Wärme und der Wärmehaushalt. Von R. Tiger- stedt. Mit 13 Abbild. — Die Produktion von Elektrizität. Von S. Garten. Mit 69 Abbild. — Die Produktion von Licht, Von E. Mangold. Mit 92 Abbild. — Physiologie der Formbildung. Von H. Przibram. Mit 37. Abbild. — Physio- logie der Zeugung. Von E. Godlewski. Mit 335 Abbild. u. 1 Doppeltafel. 4. Band: Physiologie der Reizaufnahme, Reizleitung und Reizbeantwortung. Mit 3 Tafeln und 175 Abbildungen im Text. 1913. (XII, 997 S. gr. 8%) à Preis: 34 Mark, geb 37 Mark, « Inhalt: Die Grundlagen der vergleichenden Physiologie des Nervensystems und der Sinnesorgane. Von S. Baglioni. Mit 57 Abbild. — Physiologie des Nerven systems. Von S. Baglioni. — Die Tropismen. Von J. Loeb, Mit 26 Abb — Die niederen Sinne. Von S. Baglioni. —- Gesichtssinn. Von C. Heß. 3 Tafeln und 45 Abbild. — Gehörssinn und statischer Sinn. Von E. Mangold. © Mit 47 Abbildungen. Die Bände IT*, III? und IV liegen vollständig vor; Band III! wird in Kürze abgeschlossen. Die Lieferungsausgabe ist erschienen bis Lieferung 41. Preis je é Lieferung 5 Mark. Diesem Heft liegen zwei Prospekte bei 1) von Mayer & Müller, Berlin NW. betr. Katalog 283 über Naturwissenschaftliche Zeitschriften nebst einer Anzahl wertvo wissenschaftlicher Werke, 2) von Julius Springer, Verlagsbuchhdlg. in Berlin Be. betr. „Röseler und Lamprecht, Handbuch für biologische Uebungen“. ; G. Pätz’sche Buchdr. Lippert & Co. G. m. b. H., Naumburg a. d. S. a. Av, en ie vd Ae on 4 Mark, geb. 4 Mark 80 Pf Kriechtiore Tusche Kirche); dle Mantel | SM ae die Stachelhäuter En Pflanzen- à à u gel a ert. darauf, den Sammler ter denen nach den bisherigen Nachdruck verboten. Ubersetzungsrecht vorbehalten. Bemerkungen zur Arbeit H. Karny’s: Uber die Reduktion der Flugorgane bei den Orthopteren. Ein Beitrag zu Douto’s Irreversibilitätsgesetz. Von Dr. R. Puschnig (Klagenfurt). H. Karny hat an dieser Stelle (in: Zool. Jahrb., Vol. 33, Physiol., 1912, p. 27—40, tab. 2—3) eine interessante Untersuchung über die Reduktion der Flugorgane bei den Orthopteren veröffentlicht, zu deren Lektüre ich zufällig erst im Dezember 1913 kommen konnte, an die ich aber im Interesse des behandelten Gegenstandes trotzdem jetzt noch einige Erörterungen anzuknüpfen mir erlaube. Zunächst einige allgemeine Bemerkungen zur Sache. Ich halte Karny’s Arbeit für sehr verdienstlich im Sinne der Absicht des Autors, aus dem reichen Gebiete entomologischen Tatsachen- materials Untersuchungsobjekte für die Prüfung bestimmter Ent- wicklungsgesetze zu verwerten, um so verdienstlicher, als Karny ‚ hierzu vorwiegend paläarktische Orthopterenformen auswählte, die leichter eine Diskussion und eine eventuell sogar experimentelle Nachprüfung derartiger Erörterungen gestatten. In der Tat bietet die heimische Insectenwelt eine reichliche Fülle von Material zur Nachprüfung und Untersuchung einer Reihe von mehr oder weniger abstrakten Fragen nicht bloß der Entwicklungslehre, sondern auch anderer biologischer Theorien. M. E. sind an den einheimischen Formen die geeignetsten Beispiele und Prüfungsobjekte für die Kritik von Schutzfärbung, Mimikry, Symbiose und ähnlichen Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 34 516 R. Puscanıg, Erscheinungen vorliegend... Auch die Deszendenzlehre, welche logischerweise eine Fortwirkung formverändernder Ursachen auch in der Gegenwart annehmen muß, wird im vielgestaltigen Reiche der Kerbtiere vielleicht am leichtesten Beispiele von vor unsern Augen sich vollziehender Artbildung finden und auf ihre Modali- täten untersuchen können. Jede Insectengruppe, auch bei Be- trachtung ausschließlich heimischer Formen, drängt förmlich der- artige Tatsachen auf, und ich erinnere in dieser Hinsicht aus der Gruppe der genuinen Orthopteren nur an das — auch von Karny trefflich in bezug auf Sichtung der Variationen behandelte — polymorphe Genus Acrydium (früher Tettix) oder aus der Gruppe der nahe- stehenden Odonaten an den vorläufig noch an Entwicklungsstadien seknüpften Formenreichtum der Agrionide Platycnemis pennipes. Es ist erfreulich, daß gerade Systematiker wie Karny aus ihrem systematischen Formenüberblicke Material für deszendenz- theoretische Fragen zu heben verstehen. Karny versucht in seiner Arbeit an dem Beispiele sekundär macropterer Orthopteren einen Beitrag zu Dorno’s Gesetz der Irreversibilität zu liefern, das heißt dem Gesetze „welches besagt, daß die phylogenetische Ent- wicklung nicht umkehrbar ist, daß also in einer bestimmten Rich- tung abgeänderte Organe niemals wieder auf einen ihrem früheren vollkommen gleichen Zustand zurückgebracht werden können.“ Karny verweist auf die bei einer Reihe von Heuschrecken- Genera bekannte Tatsache, daß sich neben vollgeflügelten Formen Formen mit Flügelreduktion und flügellose Formen finden, die aus den gefliigelten Formen abzuleiten sind. Bei diesen „hypopteren“ Formen !) 1) Zur Vereinfachung der Verständigung schlage ich — nur ad hoc — folgende Bezeichnung vor: vollflügelige Formen, deren Flugorgane in der Regel die Hinterleibsspitze überragen oder mindestens erreichen, wären als macroptere Arten, „Langflügler“, zu bezeichnen (Beispiel Xiphidion fuscum, Karny, fig. 12). Zeigt sich eine beginnende Reduktion der Flugorgane, indem die Länge derselben, insbesondere der Elytren, abnimmt, so daß die Hinterleibsspitze nicht mehr erreicht wird, wobei aber die typische Langflügelform und ebenso die Gebrauchsfähigkeit noch nicht verloren ge- gangen ist, so spreche ich von mesopteren Formen; solche Formen finden sich vielfach unter langflügeligen Individuen einer Art als erste Rückbildungserscheinungen (Beispiele Decticus verrucivorus, Chorthippus dorsatus), aber auch sekundär langflügelige Formen treten in diesen „noch nicht ganz macropteren“ Typen auf (Beispiele hierfür bieten wahrscheinlich auch Karny’s fig. 2 u. 4). Brachypter nenne ich die Arten mit weitgehender, bis zur Fluguntähigkeit reichender, häufig auch mit Hinter- Bemerkungen zu: H. Karny, Flugorgane bei den Orthopteren. 517 treten nun nicht selten entweder ganz vereinzelt oder auch in größerer Zahl Individuen auf, welche wieder langflügelig sind oder diesem Zustande wenigstens näher kommen als die hypoptere Hauptmasse der Individuen. Bei einem Vergleiche dieser sekundär macropteren Formen mit den primären geflügelten Stammformen zeigt sich nun nach Karny ein wesentlicher Unterschied im Flügelgeäder, der- gestalt, daß diese sekundär macropteren Formen, „keineswegs eine Rückkehr zum ursprünglichen macropteren Ahnentypus darstellen, sondern sich die bereits durchgemachte Rückbildung im Bau und Geäder der Flügel deutlich wiederspiegelt.“ Gegen diesen Gedankengang scheinen mir nun zunächst schon im vornherein einige Einwendungen diskussionsbedürftig. Wider- ‘spricht denn nicht der Umstand, daß in einer zur fortschreitenden Rückbildung der Flugorgane führenden Entwicklungsreihe plötzlich wieder Langflügler, also „Reversionsformen“ auftauchen, schon an und für sich dem Douro’schen Gesetze? Wie Karny an- führt, ergibt sich ja aus dem Irreversibilitätsgesetz als spezielle Forderung, daß „ein rudimentär gewordenes Organ niemals wieder seine ehemaligen Funktion übernenmen kann; daher beobachten wir, daß diese Funktion dann von einem anderen Organ übernommen wird oder — wenn dies nicht möglich — daß die betreffende Tier- form ausstirbt. Hier aber haben wir zweifellos weder Organ- neubildung noch Organstellvertretung vor uns, sondern von den ur- sprünglich flugfähigen Formen geht die Flügelumbildung in con- tiguitate — ob sprungweise oder stufenweise, ist eine andere Frage — durch die Reduktionsformen der mesopteren, brachypteren und eventuell sogar micropteren Individuen durch wieder auf die (sekundär) macropteren, wieder flugbefahigten Ausgangstypen zurück. Die Einheitlichkeit des am gleichen Organ sich abspielenden Vor- ganges imponiert eigentlich von vornherein zu sehr, als dab eventuelle Strukturdifferenzen eine prinzipielle Sonderung der „sekundären“ flügelverlust einhergehender Elytrenreduktion, wie sie KARNy’s figg. 1, 3, 13, 16, 24 u. a. darstellen. Noch weiter, nämlich bis zur Schuppen- form der Elytrenreste, sind die Micropteren flügelverkümmert (KARNY, fig. 10, 17, 18), während die ganz flügellosen Formen als apter zu be- zeichnen wären. Mesoptere, brachyptere, microptere und aptere Formen stellen sich den „Macropteren“ zusammen als eine fortschreitende Reihe von „Hypopterie“, von Flügelverkürzung oder „Kurzflügeligkeit“ gegen- über; hypopter wäre also nach dieser unverbindlichen Nomenklatur jede Form mit Flügelreduktion, ohne nähere Gradbezeichnung. 34* 518 R. Puscunte, Flügelbildung begründen kônnen. Nun weist Karny selbst darauf hin, daß, wenn die Reduktion der Flugorgane ad extremos, bis zur Bildung völlig oder nahezu apterer Formen, fortgeschritten ist (Saga, verschiedene Decticiden-Genera) eine Rückkehr überhaupt nicht möglich ist, daß von diesen Gattungen „tatsächlich auch nie macro- ptere Formen bekannt geworden sind.“ Es besteht also ein prin- zipieller, wenn auch erst durch stufenweise Reduktion erlangter Unterschied zwischen völlig apter gewordenen Orthopterenformen, die keine macropteren „Rückschläge“ mehr zu bilden vermögen, für welche also diese von Dozzo ausgesprochene Irreversibilität wirklich „Gesetz“ geworden ist, und solchen brachy- und micropteren Formen, die noch in der Lage sind, sich in Form langflügeliger Individuen eine „Entwicklungsumkehr“ zu leisten, für die also im Prinzip der Flügelbildung wenigstens, zunächst abgesehen vom Detail der Struktur, das Dorro’sche Gesetz überhaupt „noch nicht“ Geltung hat. Es ist bei diesen Formen die Bildung: macropterer Individuen offenbar noch nicht aus dem Variationsvermögen der Art geschwunden, es ist die Reproduktion solcher macropterer Formen offenbar, um mit SEMON zu sprechen, noch der die Re- produktion in der Individualentwicklung beeinflussenden „Mneme“, dem somatoplastischen „Erinnerungsvermögen“, unterworfen, noch „ekphorierbar“. Wenn aber dem so ist, so ist auch in der Detail- bildung der Flügelstruktur von vornherein eine Rückkehr zu den noch im somatischen Gedächtnisse rückbehaltenen ursprünglichen Strukturformen zu erwarten, und es muß eine wesentliche Ab- weichung hiervon um so befremdender erscheinen. Sind nun die in den Beispielen Karny’s gezeigten Differenzen als wesentlich zu be- zeichnen? Liegen sie nicht vielmehr einerseits innerhalb der Grenzen der in dieser Insectengruppe überhaupt vielfach weitgehenden Variationsbildung der Flügelstruktur (ich verweise z. B. auf die von Krauss und Karny untersuchten, auch von mir in Kärnten an zahllosen Individuen erprobte, rein graduelle Strukturvariation zwischen Stenobothrus biguttulus und bicolor oder zwischen Stenobothrus dorsatus und elegans oder an die Arbeit von E. Pyunov über die Aderverlaufsvariationen bei Stenobothrus parallelus), und sind für sie andrerseits nicht andere Momente, wie etwa veränderte Kon- struktionsbedürfnisse bei geänderter Flügelform und Flügel- größe, einfacher und näherliegend heranzuziehen als die prinzipielle Irreversibilität des genetisch älteren Strukturstadiums ? Diese Fragen glaubte ich voranstellen zu sollen, bevor ich die Bemerkungen zu: H. Karny, Flugorgane bei den Orthopteren. 519 einzelnen Fälle Karny’s an der Hand seiner vortrefflichen Flügel- strukturbilder und (bei den /paläarktischen Formen) auch an der Hand meines eigenen Materials kritisch bespreche, mich dabei an die in der Arbeit Karny’s angeführte Reihenfolge haltend. 1. Karny vergleicht zunächst die macroptere Pamphagiden-Form Aiphicera canescens mit der micropteren Art Xiphicera sabulosa (fig. 11 u. 10) und zeigt bei diesem Vergleiche, daß bei der Bildung micro- pterer Formen nicht etwa eine verkleinerte Reproduktion der ganzen macropteren Flügelstruktur stattfindet, sondern daß die Flügelver- kleinerung durch Wegfall des distalen Flügelteiles bei Erhaltung des proximalen Teiles erzielt wird. Ich halte die klare, völlig einwand- freie Darlegung dieser Verhältnisse für wertvoll und stimme in dieser Beziehung mit Karny ganz überein. Auch das an zweiter Stelle ge- brachte Beispiel der macropteren Sagide Clonia wahlbergi und der brachypteren Hemiclonia lalandei (fig. 6 u. 7) scheint mir im Prinzip einwandfrei; die Differenzen im Detail des Flügeleeäders können daran nichts ändern, da ja, abgesehen davon, daß in beiden Bei- spielen verschiedene Geschlechter zum Vergleiche des Flügelbildes benutzt wurden, keine direkte genetische Ableitung der hypopteren Hemiclonia-Art von der macropteren Clonia gewollt ist. Ich halte es zum mindesten für höchstwahrscheinlich (wenn auch vielleicht noch durch eine Durchprüfung an zahlreichen Orthopteren-Gattungen verschiedener Gruppen zu erhärten), daß der dementsprechend von Karny am Ende seiner Ausführungen formulierte erste Satz („Die Reduktion der Flugorgane bei den Orthopteren erfolgt in ganz sesetzmäßiger Weise und zwar nicht etwa durch gleichmäßige Ver- kleinerung oder Rückbildung aller Teile, sondern vielmehr gewisser- maßen vom Apicalende aus, so daß der distale Teil bedeutend stärker reduziert wird als der proximale“) richtig ist, d.h. auch in dieser alleemeinen Fassung den tatsächlichen Formverhältnissen entspricht. 2. Als erstes Beispiel für seine weiteren Deduktionen benutzt Karny den Flügelvergleich der langflügligen, in Mitteleuropa an geeigneten Stellen (besonders Sumpfwiesen) häufigen Laubheuschrecke Xiphidion fuscum mit der kurzflügligen, in Mitteleuropa wesentlich selteneren Form Xiphidion dorsale und mit der aus dieser hervor- gehenden, bisher sehr rar erscheinenden, sekundär macropteren Ab- art Xiphidion dorsale var. burri EBner (fig. 12, 13, 14). Karny leitet die Flügelstruktur des X. dorsale aus X. fuscum durch Re- duktion des distalen Teiles ab und findet bei Vergleich der aus 520 R. Puscanıg, dorsale-typ. hervorgegangenen var. burri mit fuscum, daß die sekundär macroptere Form sich in ihrer Flügelstruktur wesentlich, vor allem durch die geringere Ausdehnung des distal vom Sector radii ge- legenen apicalen Flügelteiles, von der primär macropteren Form (fuscum) unterscheidet. Das ist gewiß der Fall. Was aber be- rechtigt dazu, Xsphidion dorsale wirklich von Xiphi- dion fuscum abzuleiten? Meines Erachtens liegt hierzu von vornherein kein weiterer Umstand vor, als daß dorsale die derzeit in Mitteleuropa lebende kurzflüglige, fuscum die gleicherorts vor- kommende (wenn auch viel weiter verbreitete) langflüglige Xiphidion- Form ist und wir berechtigt sind anzunehmen, daß einmal dem kurzflügligen dorsale eine langflüglige Vorform vorausgegangen ist. Ich glaube, daß mir Karny zustimmen wird, wenn ich behaupte, daß ein direkter genetischer Konnex zwischen diesen beiden Formen nicht besteht, daß man höchstens annehmen kann, daß ein- mal eine fuscum ähnliche, langflüglige prae-dorsale-Form zur Ab- zweigung des jetzigen dorsale geführt haben wird. Leider wird ja mangels wirklichen historischen, d.h. paläontologischen Vergleichs- materials dieser Fehler, den ABEL in seiner geistvollen Rede über „neuere Wege phylogenetischer Forschung“ während des Wiener Naturforschertages treffend hervorgehoben hat, bei deszendenztheo- retischen Vergleichen rezenter Formen im großen und im kleinen immer wieder gemacht und immer wieder die logische Betonung der natürlich gut genug gekannten Tatsache vergessen, dab wir in der uns zur Verfügung stehenden rezenten „Fazies“ ausschließlich para- genetische Formen vor uns haben, Formen, die eine direkte genea- logische Inbeziehungsetzung in der Regel überhaupt nicht vertragen, die uns nur — dies allerdings oft mit gutem Rechte — zu deduktiv abgeleiteten, falls nicht die Paläontologie mithilft, rein hypotheti- schen Vorbildformen verhelfen. Wie sich nun tatsächlich die gene- tischen Beziehungen zwischen fuscum und dorsale verhalten, ob beide in ihren Aszendenten konvergieren, auf eine gemeinsame langflüglige Urform zurückgehen, oder aber, ob beide Endglieder ganz ver- schiedener, paralleler oder selbst akzendierend divergenter Reihen sind, deren Vorspecies nur in der Langfligligkeit sich glichen, weiß Niemand. (Nebenbei unterscheidet sich das heutige dorsale vom heutigen fuscum ja nicht bloß in der Flügelform, sondern, wenigstens im weiblichen Geschlechte, auch durch wesentliche andere morpho- logische Verhältnisse: fuscum hat eine lange gerade, dorsale eine kurze gekriimmte Legeröhre.) Ebensowenig wissen wir also Sicheres über Bemerkungen zu: H. Karny, Flugorgane bei den Orthopteren. 521 die Flügelstruktur der hypothetischen macropteren prae - dorsale- Form. Nur eines können wir bezüglich dieses Akzendenten mit einiger Wahrscheinlichkeit entnehmen, wenn wir die heutigen dorsale- und fuscum-Flügel vergleichen: eine fuscum-Nervatur besaß er wahr- scheinlich nicht, denn dieser ist die dorsale-Struktur viel zu un- ähnlich, als dab sie sich von ihr durch Wegfall des distalen Teiles leicht ableiten ließe. Wenn wir fig. 13 mit dem proximalen Ab- schnitt des Deckflügels in fig. 12 vergleichen — und uns dabei noch der überzeugenden Ableitung der vorher besprochenen fig. 10 von 11, fig.6 von 7 erinnern — so finden wir Unterschiede nahezu in allem und jedem: im Vergleich zu fuscum zeigt dorsale mehr ge- bogene Längsadern, ein dichter und unregelmäßiger reticuliertes Costalfeld, größere Breite des Feldes zwischen Radius und Media, an Stelle des geradlinig vom Radius abbiegenden, schräg zur Media ziehenden Sector radii eine einfache Gabelung des Radius, den Mangel von (proximalen!) Mediaästen und noch andere Unterschiede, die alle keineswegs bloß auf den Wegfall des distalen Flügelteiles und die damit sich ergebenden kleinen Verschiebungen zurück- zubeziehen sind. Es fällt also auch bei direktem Vergleich jede Unterstützung der Hypothese, die fuscym-Flügel als Vorform für dorsale anzunehmen, weg — damit aber auch die logische Berechti- gung des Vergleiches zwischen fuscum und var. burri im Sinne Kıarny’s. Daß die var. burri dem dorsale-typicum in ihren Elytren hochgradig ähnelt, daß sie gewissermaßen eine verlängerte dorsale- Struktur und dazu passendes Apicalfeld wiedergibt, ist bei dem engen Konnex dieser beiden Formen selbstverständlich. Daß die var. burri sich in der Kürze ihres Apicalteiles ebenso wie in anderen Merkmalen von fuscum unterscheidet, dem gegenüber sie relativ ein- facher, vielleicht (!) primitiver erscheint, ist sicher. Da aber für die von Karny gedachte genetische Ableitung kein Beweis vorliegt, wäre es meines Erachtens rein hypothetisch ebenso gut möglich anzunehmen, daß im Falle der Bildung der var. burri gewissermaßen eine Reproduktion der seinerzeitigen macropteren Urform von dorsale auftritt, nennen wir es nur direkt eine atavistische Bildung — trotz des schlechten Klanges, den Wort und Begriff Atavismus heute vielfach besitzen.) Der Umstand, daß var. burri, soweit bisher be- 1) Zum Teil wegen der mangelnden Eindeutigkeit des Begriffes. Ver- gleiche hierzu die interessante Diskussion über „Atavismus“ welche in der Sektion für Paläontologie und Abstammungslehre der k. k. zoologisch- 522 R. Puscunie, kannt, scheinbar als rara avis unter der brachypteren dorsale-Gesell- schaft auftritt, nicht aber in einer, biologische Auslösungsfaktoren nahelegenden, größeren Menge, spricht auch für die Möglichkeit dieser Idee, die ich aber nur als reine Möglichkeitshypothese der Karny’schen Auffassung entgegenstellen will. Ob dann diese Re- produktion berechtigt, ihren Strukturtypus allgemein als den — bei den Conocephaliden wenigstens — genetisch älteren gegenüber dem heutigen fuscum-Typus aufzufassen, ist eine andere Frage, für deren Lösung vergleichende Untersuchung der anderen X2phidion- Arten (nach BRUNNER v. WATTENWYL’s Prodromus in Europa 5) und, falls vorliegend, auch fossiles Material herangezogen werden müßte. Jedenfalls ist aber meiner Ansicht nach das von vornherein gewib — schon wegen der Ähnlichkeit des Flügelschnittes der beiden ver- slichenen macropteren Formen — anziehende Xiphidion-Exempel für das Dozzo’sche Gesetz nicht verwertbar, weil scheiternd an dem Mangel nachweisbarer genetischer Beziehungen zwischen fuscum und dorsale. — | 3. Als zweites Beispiel der Irreversibilität der Flügelstruktur bespricht Karny die Flügelverhältnisse der Decticiden-Gattung Platycleis. Er gibt ein zutreffendes Bild von der fortschreitenden Reduktion der Flugorgane, welche, ausgehend von der langflügligen grisea-Gruppe, über die tessellata-Gruppe zur kurzflügligen brachyptera- modesta-Gruppe hinleitet. Bei einer Gattung, bei der die Artbildung offenbar noch recht im Flusse begriffen ist, alle Formen von Flügelgröße sich vorfinden, bei einzelnen Species (grisea-intermedia-affinis) es über- haupt noch nicht zu einer systematisch zu fassenden Sonderung der Männchen gekommen ist, ist gegen diese metagenetische Betrachtungs- weise tatsächlich paragenetischer Formen, die entsprechende Reservatio mentalis vorausgesetzt, gewiß nichts einzuwenden. Nun bilden die drei kurzflügligen Arten brachyptera, roeselii und bicolor gelegentlich — scheinbar ziemlich vereinzelt, in einzelnen Gegenden häufiger, anderswo (Kärnten?) möglicherweise gar nicht — sekundär macroptere Varietäten. Ein Exemplar einer solchen sekundär langflüglige Form — var. marginata der Platycleis brachyptera (fig. 4) vergleicht nun Karyy mit dem Vertreter einer langflügligen Decticide, allerdings keiner botanischen Gesellschaft in Wien am 26. Febr. und 12. März 1913 statt- fand. (in: Verh. zool.-bot. Ges., Wien 1914, p. 31—50.) Als ein ähnliches Beispiel von Verschwinden und Wiederauftreten der Hinterflügel wurde bei dieser Diskussion von Kustos HANDLIRSCH die Gattung Pyrrhocoris (Feuerwanze, Rhynchoten) genannt. Bemerkungen zu: H. Karny, Flugorgane bei den Orthopteren. 523 Platycleis-Form, sondern mit Decticus verrucirorus (fig. 5). Da dieser bedeutend größer als die Platycleis-Arten ist, ergeben sich dadurch vielleicht einige Vergleichsschwierigkeiten, immerhin kann Decticus wegen der recht ähnlichen Flügelstruktur wohl für eine langflüglige Platycleis-Form herangezogen werden. Karny findet nun, daß die sekundäre-macroptere Form sich wieder durch schlechtere Ausbildung des Apicalteiles von der primär macropteren Form unterscheidet, hier der Sector radii ebenso wie die Media nur 1 Seitenast abgibt gegenüber dem Verhalten bei Decticus, wo der Sector radii 2, die Media sogar 6 schräge Seitenäste entsendet. Das ist zweifellos richtig — aber ein Ausdruck irgendeiner Irreversibilität scheint mir darin aus folgenden Gründen nicht zu ersehen sein. Vergleichen wir fig. 4 und fig. 5 genauer, so finden wir, daß sie, auch ab- gesehen von den ungleichen Größenverhältnissen überhaupt, nicht direkt vergleichbar sind, weil sie wesentlich andere Flügel- typen darstellen: (im Gegensatz zum früheren Vergleiche von Xiphidion fuscum und dorsale, die ihrer Form nach wohl kongruabel wären); der abgebildete Decticus-Flügel ist ein relativ langer Schmalflügel, dessen Breite (genau in der Mitte gemessen) zur Länge sich verhält wie 14:76 mm, also einem Breitenlängenindex = 7 entspricht; der ,mesoptere“ Platycleis-Flügel ist dem- entgegen relativ viel kürzer, seine Breiten- und Längenmaße ver- halten sich wie 10:40 mm, also einem Index von !/, entsprechend. Es ist ganz selbstverständlich, daß derartige Verschiedenheiten der Dimension auch Aderverschiebungen, insbesondere in der Ausbildung der Queradern, mit sich führen müssen, ohne daß dabei irgendein innerer Widerstand gegen Erzielung früherer Strukturverhältnisse mitwirken muß. Wenn man den Platycleis-Flügel daraufhin unter- sucht, findet man, daß für die Ausbildung einer größeren Zahl von Media-Adern einfach kein Platz vorhanden ist; es ist nicht die Flügelstruktur wesentlich anders oder einfacher als bei der ange- nommenen Primärform, sie gleicht ihr meines Erachtens noch immer wesentlich mehr als der ganz anders vereinfachten Struktur der brachypteren Form (Fig. 3), von der sie ausgegangen ist, es ist nur, weniestens im demonstrierten Beispiel, überhaupt keine richtige Lansflügelform wieder entstanden. Der Unterschied zwischen dem primär- und dem sekundär-macropteren Flügel vermindert sich aber noch wesentlich, wenn man beiderseits mehr Individuen zur ver- gleichenden Untersuchung heranzieht. Ich untersuchte unter von ca. 524 R. Puscunie, heimischen, Kärntner-, Exemplaren von Decticus verrucirorus einige Dutzende in bezug auf die Zahl ihrer Media-Zweige und fand dabei recht bedeutende Verschiedenheiten. Die im Karny’schen Beispiele wiedergebene Zahl von 6 Media-Ästen (der hintere Zweig der End- gabel mitgerechnet) fand ich bei den Kärntner Exemplaren über- haupt nur ausnahmsweise erreicht, die Mehrzahl (sowohl & wie 9) wies 5 Äste auf, einzelne Individuen auf beiden Seiten aber eine verschiedene Zahl, so (behufs leichterer Kontrolle erlaube ich mir meine Sammlungsnummern anzuführen) 4 549 links 5, rechts 6 Äste (das gleiche Verhältnis zeigten mehrere 9), & No. 217 L 6, r. 4, & 546 I. 4, r. 6, das mesoptere ® 1300 mit verkürzten, nur bis zum Hinterleibsende reichenden Flügeln beiderseits nur 4 und das eben- falls relativ kurzflüglige © 542 links nur 3, rechts 5 Media-Äste! Also recht wesentliche Differenzen bei derselben Art! Ob sich bei Decticus-Exemplaren aus anderen (Flachlands-?)Gebieten regelmäßig eine größere Zahl der in Rede stehenden Teiladern in Zusammen- hang mit längeren und relativ schmälerem Flügelbau findet, weiß ich nicht; es würde mich aber nicht wundernehmen und von mir als Teilerscheinung der im Bergland Kärnten beobachteten oder wenigstens als wahrscheinlich dem Material entnommenen Neigung zur Flügelverkürzung, zur Begünstigung hypopterer Formen gegenüber den Verhältnissen des Flachlandes aufgefaßt werden (vel. in: Verh. zool. bot. Ges. Wien, 1910, p. 45). Übrigens be- sitze ich auch ein von STAUDINGER bezogenes mesopteres Decticus verrucivorus & (No. 757) aus Savoyen, dessen die Hinterleibsspitze kaum erreichende Elytren sogar nur 3 Media-Äste aufweisen. Konstanter scheint das Verästelungsverhältnis des Sector radii zu sein, immerhin fand ich bei einem Kärntner © (No. 815) die einfache Gabelung, ohne weitere Astabgabe, so wie sie die sekundär macroptere marginata Karnys (fig. 4) zeigt. Kommt so auf der einen Seite die Variabilität der zum Ausgangspunkt genommenen primär macropteren Form dem Vergleichsobjekte entgegen, so geht andrerseits die Längen- und Strukturbildung der sekundär macropteren Form doch gelegentlich über das von Karny gewählte Beispiel hinaus, dem primären Typ sich weiter annähernd. Ich selbst besitze zwar keine derartigen macropteren Varietäten — in Kärnten scheinen sie bezeichnender- weise zu fehlen, wenigstens fand ich sie weder von Platycleis brachyptera noch von Plat. roeselii trotz des häufigen Vorkommens dieser Arten bisher — aber Fischer (Orthoptera Europaea, 1854) gibt in tab. 13, fig. 8a ein langfiügliges © von Plat. bicolor (var. Bemerkungen zu: H. Karny, Flugorgane bei den Orthopteren. 525 sieboldi Fischer) wieder, das 2 Aste des Sector radii (gleich dem Decticus Karny’s) und 3 Media-Aste (gleich meinem savoyischen Decticus) aufweist. FISCHER ist ein viel zu korrekter und exakter Zeichner, als daß man sich auf die so wiedergegebenen Verhältnisse nicht verlassen dürfte. Wenn man dieses Bild eines sekundär macropteren Platycleis-Flügels etwa mit der auf derselben Tafel be- findlichen primär langflügligen Pl. grisea (fig. 3c) vergleicht, so kann man meines Erachtens nur ein gewisses Zurückbleiben an Länge und Queraderreichtum bei der sekundär macropteren Form, sonst aber wohl keinen wesentlichen, keinen prinzipiellen Unterschied, insbesondere keine Strukturdifferenz des distalen Teiles entnehmen. Mir erscheint bei der Nachprüfung der Karny’schen Untersuchung des Genus Platycleis kein als Irreversibilität sicher zu deutender Unterschied übrig zu bleiben, denn dafür kann ich die — gewiß nicht wertlose — Konstatierung doch nicht gelten lassen, daß bei der Bildung sekundär-macropterer Formen in der Regel (ausnahmslos ?) weder Länge noch Strukturdetails des primären Langflügels ganz wieder erreicht werden. Was nicht ist, kann noch werden! Alle primären Langflügler sind vorläufige Endprodukte einer in geneto- plastischer Vergangenheit zurückliegenden, in ihrem Ablauf durch biologische Momente wahrscheinlich gestützten Entwickungs- reihe, die sekundär-macropteren jedoch in der Gegenwart sich abspielende, also noch sehr junge, gewissermaßen noch tastende Ver- suche der Rückgewinnung aufgegebener Formen. Daß solche Ver- suche mit „nahezu“ an das primäre Bild heranreichendem Erfolge über- haupt vom Organismus gemacht werden können, ist m. E. der sicherste Gegenbeweis gegen die Annahme des Bestehens der Dozro’schen Irreversibilität im behandelten Falle. — 4. Als „weiteren Beleg für die bisher stets konstatierte Regel“ zeigt Karny die Flügelverhältnisse einiger Arten der Acrydier- Gattung Arcyptera (= Stethophyma). Er geht dabei von der im g-Geschlechte lang-, im 9-Geschlechte kurzflügligen Arcyptera fusca (fig. 20 u. 21) aus, von welcher er die kurzflüglige Arcyptera brevipenne (fig. 24) ableitet, und vergleicht nun das Geäder der bei dieser Art auftretenden sekundär-macropteren Form (fig. 25, 23) in beiden Geschlechtern mit dem der Stammart fusca; die Unter- schiede werden wieder als Ausdruck der Irreversibilität aufgefaßt. Auch in diesem Falle kann ich nicht beistimmen. Als ziemlich nebensächlichen Umstand führe ich zunächst zur fusca-brevipennis- Ableitung an, daß im Vergleiche zu dem von Karny gewählten fusca- J 526 3 R. Puscunie, andere Exemplare immerhin ein besser ausgebildetes, gewölbteres Präcostalfeld zeigen, wie ich meinem Material (das aber vereinzelt auch ein Karny’sches Modell aufweist) und ebenso der Zeichnung Fiscuers (Orth. Europ. tab. 12, fig. 26, 28) entnehme und daß andrer- seits, wie die Abbildung BRUNNER v. WATTENWYL’s (Prodromus, tab. 5, fig. 31A) ergibt, das typische kurzflüglige G von Arcypt. brevipennis immerhin einen etwas größeren Rest der Erweiterung des Costal- feldes in sein Fügelrudiment hinüber gerettet hat, als es in der Karny’schen fig. 24 zum Ausdrucke kommt. Es handelt sich aber um die sekundären Formen. Ich kann bei einem Vergleiche des sekundär-macropteren Arcyptera brevipennis-Q (fig. 22) mit dem Arc. fusca & (fig. 21) — ein Vergleich, der aller- dings durch die verschiedenen Längen der Flugorgane erschwert ist — einen prinzipiellen Unterschied in einer weniger guten Ent- wicklung des Apicalteiles nicht entnehmen: weder ist der Apical- teil durch ein Hinausschieben der Gabelungen verkürzt, noch ist die reiche Verästelung des Spitzenteiles bei der sekundären Form geringer als bei der primären. Noch deutlicher tritt der Mangel eines solchen Unterschiedes vor Augen, wenn man fig. 22 mit einer andern, auch im Q-Geschlechte langflügligen Arcyptera-Form, wie Fiscuer’s (1. c. tab. 17, fig. 12a) Flügelbild von Arc. flavicosta Fiscu. (= stollii Fres.), vergleicht. Der Typus der Hauptadern, ihr gegen- seitiges Lageverhältnis, ihre Gabelungen, dann speziell die von Karny herangezogenen Verhältnisse des Präcostalfeldes und die Ausdehnung des distalen Fiigelteiles sind bei beiden Formen im wesentlichen völlig gleich. Ich gestehe allerdings zu, daß ich bei Heranziehung eines flavicosta-® meiner Sammlung (No. 1697 aus Uralsk, Kirgisensteppen) in der feineren Reticulierung Differenzen finde, in dem sich das Queradernetz bei flavicosta regel- mäßiger und weniger dicht zeigt als in fig. 22 — das ist aber auch der einzige Unterschied! — Das & der sekundär macropteren Form (fig. 23) hingegen erscheint zweifellos verschieden vom fusca-3 (fig. 20). Das fusca-g weist die in verschiedenen Acrydier-Gattungen als dem männlichen Geschlechte zukommende sexualdimorphistische Erscheinung der Erweiterung des Costalfeldes und zum Teil auch seiner Hinterfelder, die Ausstattung dieser erweiterten, meist glänzenden Felder mit parallel und gerade verlaufenden Queradern in ausgesprochener Weise auf; da diese Strukturierung wohl mit Recht als eine funktionell im Sinne einer Verbesserung der Stridulationsresonanz verwertete Bildung gedeutet Bemerkungen zu: H. Karny, Flugorgane bei den Orthopteren. 527 wird, dürfen wir sie der Kürze halber im Folgenden „Resonanz- aderung“ nennen. Betrachten wir fig. 23, so fehlt diese Resonanz- aderung, speziell im Costalfelde, zwar nicht ganz — wie sichs ins- besondere bei Vergleich mit dem zugehörigen 2 Flügel (fig. 22) er- sibt —, sie ist aber zweifellos dem Grade nach recht dürftig aus- gebildet, weit hinter dem fusca-Urbilde zurückbleibend. Trotzdem glaube ich nicht, dies als Ausdruck der Irreversibilität zugeben zu können, und zwar aus mehreren Gründen nicht, von denen zur Ablehnung der Irreversibilität einer allein zuzutreffen braucht. Erstens ist es keineswegs erwiesen, dab brevipennis als Spaltform von fusca sich ableitet. Wenn es als selbständige Art — gegenüber der ursprünglichen Brunxer’schen Auffassung — existieren darf, so liegt seine lansflüglige Ursprungsform weiter zurück. Sie braucht dann keineswegs in ihrer Resonanzaderung dem heutigen fuscum geglichen zu haben. Beispiele, daß innerhalb einer Acrydiden-Gattung die Resonanzaderung bei verschiedenen, sonst sich recht nahestehenden Arten sehr verschieden ausgebildet ist, finden sich ja vielfach, so bei dem Gattungskomplex Stenobothrus sensu latiore oder bei Gomphocerus. Es wäre dann unser brevipennis & f. macroptera vielleicht eine ganz getreue Reproduktion des hypo- thetischen Urbildes. Zweitens erscheint es auch bei Ableitung der Form aus fusca wohl nicht verwunderlich, wenn gerade dieser sekundäre Sexual- charakter des fusca & beim ersten Rückschlagversuch gewissermaßen nicht völlig gelingt; es dürfte hierfür dasselbe gelten, was ich bei Besprechung des Platycleis-Beispieles angeführt habe. Drittens. möchte ich endlich als vielleicht hier verwertbar mit allem Vorbehalt 2 Arcyptera g aus meiner Sammlung (No. 2234/35) anführen, die ich vorläufig — bis zur Erlangung größeren Vergleichs- materials — als Arcyptera brevipennis var. minor (mihi provisoria) vermerkt habe und die, falls sie nicht einer neuen Art entsprechen, macroptere oder wenigstens mesoptere Exemplare von Arcypt. brevi- pennis sein können, die aber eine der Arcyptera fusca nicht im min- desten nachstehende markante Resonanzaderung aufweisen. Die beiden Exemplare stammen aus Istrien („Umgebung Triests“) und sind Dubletten einer seinerzeit von mir zur Bestimmung übernommenen reichhaltigen Sammlung istrischer Orthopteren des Herrn Inspektor Dr. EDUARD GRAEFFE in Triest. Sie gehören — als Arcyptera u.a. durch den Prosternumkegel charakterisiert — in die durch die schwarze Kniebasis gekennzeichnete Artengruppe fusca-brevipennis 528 : R. Puscunte, und unterscheiden sich von fusca durch die scharf ausgeprägten Stirngrübchen und hellen Unterflügel, von brevipennis typica durch die fast unverkürzten, wenigstens bis an das Hinterleibsende reichenden Flugorgane, von beiden Arten aber durch die wesent- lich geringere Größe (nur 22—23 mm Körperlänge, 15 mm Elytrenlänge gegenüber 24 —31 mm Körperlänge von fusca, 25—30 mm von brevipennis bei BRUNNER). Die Form ist jedenfalls noch weiteren Vergleiches wert. Ist sie ein macropteres brevipennis-Exemplar, so schlägt sie, wenn der Ausdruck erlaubt ist, das Karny’sche Beispiel, in dem ich aber auch ohne diesen Fall aus den vorher angeführten Gründen keinen Ausdruck des Irreversibilität-Gesetzes erkennen kann — 5. Im nächsten Beispiele macht Karny gewissermaßen eine Probe auf seine Deduktionen und vergleicht die Langflügler zweier nahestehenden. Chorthippus - Arten, Ch. pulvinatus-declivis und Ch. parallelus, miteinander, um aus dem Strukturvergleich den ersteren als primär, den letzteren als sekundär macropter zu erklären. Nach meinem Erachten kann aber das Strukturbild von Ch. parallelus f. macroptera (fig. 2) gar nicht mit Chorthippus pulvinatus (fig. 8) ver- glichen werden, weil wohl letzteres einen typischen Langflügler, ersteres aber einen noch immer verkürzten (nach meiner Nomen- klatur mesopteren) Flügel darstellt. Das muß natürlich andere Aderungsverhältnisse ergeben. Die Flügellängenverhältnisse von Ch. parallelus hat am exaktesten FIscHEr (Orth. europ. p. 23) unter- schieden: er führt zunächst — wobei ich mich, dem in Rede stehenden Karny’schen Beispiel folgend, nur auf die © beschränke — als var. a die typische kurzflüglige Form (Karxy, fig. 1) an, in der parallelus gewöhnlich auftritt. In Kärnten z. B., wo Chorth. parallelus auber- ordentlich verbreitet ist, ja sicher die häufigste Feldheuschrecken- form darstellt, findet sich scheinbar nur diese brachyptere Form, wenigstens fand ich unter Hunderten von durch meine Hände ge- sangenen 99 nie einen Langflügler. Als var. 6 (= var. montanus Cuarp.) führt dann Fiscxer Individuen an, deren Flügeldecken, wenn auch noch immer kurz erscheinend, immerhin „zwei Drittel des Hinter- leibes bedecken, in ihrer Form wie bei der Varietät a“ gebildet sind; ein solches mesopteres Individuum hat die Vorlage zu Karny’s fig. 2 gegeben. Es gibt aber nach Fiscxer, wenn auch sehr selten, In- dividuen einer var. y, bei welcher auch im weiblichen Geschlecht Elytren und Flügel vollkommen ausgebildet und länger als der Hınterleib sind. Diese sekundären Langflügel können m. E. allein gut mit Bemerkungen zu: H. Karxy, Flugorgane bei den Orthopteren. 529 anderen, primären Macropteren verglichen werden. Ich besitze einige Exemplare dieser Form, 1 &, 22 aus der schon erwähnten Collectio GRAEFFE (No. 2281—2283), aus dem Triester Gebiet stammend. Ein Vergleich dieser Exemplare mit Chorthippus pulvinatus (fig. 8 Karny’s), noch besser mit den aus verschiedenen Griinden besser mit parallelus zu vergleichenden, weil näher stehenden Arten Ch. dorsatus und elegans, zeigt mir folgendes. Einerseits finde ich im Gesamtaderverlauf der Längsadern, in der Zahl und Lage der Gabelungen, insbesondere auch in den Längenverhältnissen des Distalteiles keinen wesent- lichen Unterschied gegenüber den Vergleichsflügeln, und andrerseits ersehe ich doch, daß Karwy’s Ideen keineswegs ohne reale Basis sind; denn es fällt bei allen 3 Exemplaren auf, wie weitmaschig und bis zu einem gewissen Grade unregelmäßig, unordentlich ausgebildet im ganzen Flügel, besonders aber im distalen Teil die Queradern- anordnung und dadurch die feinere Reticulierung des Deckflügels aussieht gegenüber den engmaschigeren und regelmäßigeren Netz- bildungen, die man bei den verglichenen Arten, bei Chortippus und den verwandten Gattungen überhaupt findet — in der Regel wenigstens. Denn sowohl der systematische Wert dieser Queradern- bildung wie ebenso die Verwertbarkeit im Sinne Karny’s, ob ein Langflügler primär oder sekundär macropter ist, wird m. E. dadurch wesentlich beeinträchtigt, daß die Erscheinung bei den paar mir vorliegenden macropteren parallelus-Exemplaren selbst schon sraduell variiert und daß sich eine derartige irreguläre Reticulierung ausnahmsweise auch bei anderen ständig, also wohl für uns primär langflügligen, in der Regel ein dichtes und reguläres Adernetz aufweisenden Stenobothrus-Arten (= Chortippus sens. lat.) findet; ich traf sie, daraufhin untersuchend, bei weiblichen Exemplaren von Stauroderus variabilis angedeutet, bei solchen von Stauroderus vagans und Omocestus viridulus deutlich ausgeprägt vor. Jedenfalls wäre hier noch eine an zahlreichen Individuen vorgenommene Ver- gleichung notwendig und dürfte eine solche m. E. in dieser gewissen „Nachlässigkeit“ der feineren Reticulierung eine den Beobachtungen Karny’s entsprechende, bei sekundär macropteren Formen regel- mäßige oder wenigstens häufige Erscheinung erweisen, ohne dab ich darin schon einen Ausdruck von Irreversibilität erblicken möchte. — 6. Als weiteres und letztes Kontrollbeispiel bespricht Karny die sekundär macroptere Form von Podisma pedestris (fig. 19), sie mit Caloptenus italicus (fig. 15) vergleichend. Gegen diesen Ver- 530 | R. Puscunie, gleich wäre zunächst einzuwenden, daß das mediterrane Genus Calo- ptenus (sive Calliptamus) morphologisch viel zu verschieden von der alpin-baltischen Gattung Podisma ist, um einen direkten, gewisser- maßen verbindlichen Vergleich der Elytren zuzulassen. Schon die sozusagen „grobe“ Aderform der kurzflügligen Podima-Arten läßt sich, wie fig. 16 zeigt (zu der ich übrigens bemerke, daß die kärnt- nerischen Exemplare von Podisma alpina f. collina die Discoidalader- verzweigung in der Regel nicht aufweisen), nicht einfach auf den schmal- und geradadrigen Basisteil des Caloptenus-Flügels zurück- beziehen. Führt man den Vergleich trotzdem durch, so zeigt sich m. E. der sekundäre Langflügel (fig. 19) im Typus der Aderung, im Verlauf und in der Gabelung der Längsadern noch immer viel näher dem regulären Langfitigel (fig. 15) verwandt, als einfach „durch eine monströse Ausbildung der verkürzten Lappen“, d. i. der zugehörigen Schuppe der micropteren Podisma pedestris typica (fig. 18) zu erreichen. Was hier noch auffälliger als bei den früher er- wähnten Beispielen in Erscheinung tritt und nicht übersehen werden kann, ist die Irregularität des Queraderverlaufes, die grobe und unordentliche Ausbildung der feineren Reticulierung. Karny, dessen Zeichnungen überhaupt vorzüglich sind, hat nicht im mindesten übertrieben, ja bei dem einzigen langflügligen Exemplar, das ich im Laufe der Jahre unter den zahlreichen in Kärnten gesammelten typischen micropteren Podisma pedestris-Exemplaren fand (& 1190, Worstsee), finde ich diese Eigentümlichkeit noch deutlicher hervor- treten. Und trotzdem scheint mir gerade dieses Beispiel besonders stark gegen die Verwertung für die Irreversibilität zu sprechen. Man halte sich nur die tatsächlichen Verhältnisse vor Augen: Po- disma pedestris tritt, vom hohen Norden bis zu den Alpen (vereinzelt auch südlicher, Abbruzzen, Sardinien), von England bis zur Wolga in Gebirgsgegenden häufig, wahrscheinlich vielfach, ebenso wie in Kärnten, auf Bergwiesen in gewaltiger Individuenzahl vorkommend, sozusagen „durchwegs“ nur in der typischen micropteren, flugun- fähigen Form (fig. 18) auf. Dazwischen finden sich ganz ver- einzelt, „rarissime“, wie FISCHER sagt, langflüglige, natürlich flug- fähige Individuen nach Art der fig. 19, unvermittelt unter den Kurzflügler auftretend, ohne irgendwelche Übergänge, welche von der Schuppe etwa zum Mittel- und zum Langflügel in einer fort- schreitenden Vergrößerung der Flugorgane weiterleiten würde. Eigentlich scheint diese Tatsache allein ein striktes Gegenbeispiel gegen die Irreversibilität zu bilden, denn ein krasserer Rück- Bemerkungen zu: H. Karny, Flugorgane bei den Orthopteren. 531 sprung vom fast bis zum Verschwinden rückgebildeten zum wieder vollständig funktionsfähigen Organ läßt sich kaum denken! Und trotzdem ist das Beispiel m. E. auch kein Gegenbeweis gegen die, wenn ich nicht irre, überhaupt an etwas großzügigeren Exempeln aufgestellte Theorie DozLo’s. Gerade dieses unvermittelte, bio- logisch scheinbar unbegründete, Rückschlag-artige Auftreten der Langflügler unter der Masse der Micropteren bezeugt eben, daß eine wirkliche Irreversibilität noch nicht erreicht, daß in potentia der - Langflügel noch erhalten ist. In welcher anderen Form kann aber dieser im wesentlichen Aderverlauf doch typische Langflügel in po- tentia erhalten geblieben sein als in dem einzigen realiter vorher- gegangenen Urbilde der langflügligen Vorfahren? Ob die schlechte Ausbildung des Queradernetzes vielleicht eine getreue Wiedergabe des uns unbekannten, genetisch älteren, also wahrscheinlich auch primitiveren Vorfahrenflügels ist oder ob, was mir wahrschein- licher vorkommt, nur die Reproduktionstreue, wie ja vielfach bei atavistischen Bildungen, nicht für die Ausbildung aller Details aus- reicht, ist eine andere, für das Prinzip nicht wesentliche Frage, Daß bei einer ev. durch biologische Umstände geförderten Halt- barkeit und Vererbbarkeit solcher Rückschlagformen nicht auch noch dieser Fehler ausgeglichen werden könnte, daß diese relativ — gegen den Gesamttyp des Langflügels — geringfügigen Differenzen wirklich einen irreversiblen Rest darstellen sollen, ist völlig unerwiesen, wäre vielleicht übrigens experimentell einer Unter- suchung zugänglich. Zusammenfassend schließe ich meine Untersuchungen, in- dem ich für die Schlußsätze Karny’s folgende Einwendungen oder Einschränkungen formuliere: Satz 1 erscheint mir vollständig richtig, soweit Untersuchungen hierfür vorliegen. Satz 2 ist wahr- scheinlich richtig, soweit es die vollständig apteren Formen betrifft. Bezüglich der micropteren Formen bietet Podisma pedestris ein Bei- spiel dafür, daß die Rückbildung der Flugorgane bis zur im Sinne der Flugfunktion vollständig funktionslosen kleinen Schuppe gedeihen kann, ohne daß eine neuerliche Entwicklung macropterer “ Formen unmöglich wäre. Satz 3 halte ich im Prinzip für nicht erwiesen, da die angeführten Beispiele keineswegs einen anderen Flügeltyp an Stelle des verloren gegangenen, keine neuartige, durch einfache Vergrößerung des Kleinflügels gewonnene, von der „primären“ Langflügelstruktur wesentlich verschieden und anders- geartete Flügelstruktur erkennen lassen. Deshalb glaube ich nicht, Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 30 532 | R. Puscunie, daß in der sekundären Macropterie der Orthopteren Beispiele für das Douuo’sche Gesetz der Irreversibilität gegeben sind. Doch scheint bei diesen, meiner Ansicht nach in vielen — wohl nicht in allen — Fällen als Atavismen aufzufassenden sekundär-macropteren Flügeln eine gewisse Mangelhaftigkeit der feineren Reticulierung häufig, in einzelnen Fällen vielleicht regelmäßig, vorzukommen. Durch Verwertung dieses Umstandes scheint mir — ad Satz 4 — tatsächlich unter Umständen eine Unterscheidung des sekundären oder primären Charakters einer Langflügelform möglich zu sein. (Beispiel der BrunnER-Karny’sche Vergleich von Podisma alpina und Podisma pedestris.) In den meisten Fällen werden freilich andere Umstände, insbesonders — wie auch in den meisten von Karny angeführten Beispielen — die Tatsache des wirklich nur vereinzelt unter den typischen Kurzflüglern auftretenden Vorkommens einfacher und sicherer zur Feststellung sekundärer Macropterien führen. — Ich hoffe durch diese sachliche, selbstverständlich sine ira, wenn auch nicht sine studio verfaßte Auseinandersetzung den Wert der fesselnden Arbeit Karny’s nicht vermindert, sondern im Sinne eines Ergebnisses der durch sie gebotenen Anregung, eher vermehrt zu haben. Erwiderung auf PUSCHNIG’s „Bemerkungen“. Von H. Karny, Wien. Zu den vorstehenden Einwänden, die sich gegen meine an dieser - Stelle vor einiger Zeit publizierten Erwägungen richten und die ich durch das freundliche Entgegenkommen des Verfassers im Manuskript einsehen konnte, möchte ich die folgenden Bemerkungen hinzufügen: Wenn zunächst die Frage aufgeworfen wird, ob „denn nicht der Umstand, daß in einer zur fortschreitenden Rückbildung der Flugorgane führenden Entwicklungsreihe plötzlich wieder Lang- flügler, also ‚Reversionsformen‘, auftauchen, nicht schon an und für sich dem Douuo’schen Gesetze“ widerspreche, so ist dazu zunächst zu bemerken, daß der Einschub „also Reversionsformen“ ganz ungerechtfertigt ist. Er ließe sich nur vertreten, wenn die „Reversions- formen“ wirklich dem ursprünglichen Ahnentypus vollständig gleich wären, was nachzuweisen aber zum mindesten bis jetzt noch bei keiner einzigen Formenreihe gelungen ist (darüber später). Daß Bemerkungen zu: H. Karny, Flugorgane bei den Orthopteren. 533 aber aus kurzfliigeligen Formen wieder langflügelige entstehen, be- sagt doch nichts anderes, als daß das in Reduktion begriffene Organ gelegentlich wieder eine andere Entwicklungsrichtung einschlagen kann, d. h. sich wieder entwickelt, statt sich weiter zurückzubilden. Dies könnte höchstens dem orthogenetischen Prinzip widersprechen, das ja kein. allgemein gültiges ist, aber das Irreversibilitätsgesetz besagt doch nicht, daß eine einmal eingeschlagene Entwicklungs- richtung für immer beibehalten werden muß, sondern nur daß die einmal durchgemachte Entwicklung dem Organ einen unauslüsch- lichen Stempel aufprägt, so daß auch später noch immer aus dem Bau des Organs auf dessen Geschichte zurückgeschlossen werden kann. Ich habe ausdrücklich betont, daß damit gesagt sein soll, daß „in einer bestimmten Richtung abgeänderte Organe nie- mals wieder auf einen ihrem früheren vollkommen gleichen Zu- stand zurückgebracht werden können.“ Damit ist aber nicht ge- sagt, dab das Organ — wenn es noch nicht ganz rudimentär ge- worden ist — nicht wieder die frühere Funktion übernehmen und damit eine ähnliche (aber nicht gleiche!) Ausbildungsform annehmen kann wie früher. Mag man auch mit PuscaniG die Unterschiede zwischen den primär und sekundär-macropteren Formen als unwesent- lich betrachten — vorhanden sind sie und lassen sich nicht weg- leugnen. Daß schließlich ein Stadium erreicht wird, in welchem die Flugorgane schon so weit rudimentär geworden sind, daß sie über- haupt nicht wieder zur Macropterie gelangen können, darin stimmt ja PuscaniG mit mir überein; hierauf brauche ich also nicht näher einzugehen. Daß aber nur für diese Fälle das Dorro’sche Gesetz gilt, muß ich bestreiten. Mag man sich das mit Puscanie mit Hilfe der Srmon’schen Theorie oder irgendwie anders zurecht legen: eine vollständige Gleichheit mit der ursprünglichen Ahnenform ist nirgends vorhanden. Es ist natürlich nicht zu erwarten, daß „wesentliche“ Abweichungen gegenüber der ursprünglichen Strukturbildung zu beobachten sein werden, die sich vielleicht auf Bau und Verlaufs- richtung der Hauptadern erstrecken könnten. Die Hauptadern sind ja auch im verkürzten Flügel der hypopteren Formen vorhanden und werden daher natürlich auch bei der sekundären Macropterie wieder in ganz entsprechender Weise ausgebildet sein müssen. Veränderungen können wir somit ganz logisch nur an jenen Seiten- ästen erwarten, die durch die Reduktion schon verloren gegangen waren oder doch in ihrer Lage schon wesentlich beeinflußt wurden: also an den in der Nähe der Spitze gelegenen Ästen und am Quer- ; 35* 534 | R. Puscunte, adernetz, das bei hypopteren Formen sehr reduziert wird. Dies beobachten wir nun auch tatsächlich: die nahe der Spitze gelegenen Seitenäste sind bei sekundär macropteren Formen (ähnlich wie bei den hypopteren) weiter distal gelegen als bei den primär macropteren, und das Quergeäder zeigt einen unregelmäßigeren, unsteten Verlauf und ist auffallend weitmaschiger bei Formen, deren Ahnen schon eine weitgehende Reduktion der Flugorgane aufwiesen — im Ver- gleich zu den primär-macropteren Typen. Daß es sich hierin nicht etwa bloß um „sehr junge, gewissermaßen noch tastende Versuche der Rückgewinnung aufgegebener Formen“ handelt, sondern um eine direkte Folgeerscheinung der durchgemachten Rückbildung, scheint mir daraus hervorzugehen, daß die besprochenen Abweichungen der sekundär-macropteren Formen ganz gesetzmäßig und konstant zu sein scheinen und in keinem bekannten Fall darunter auch einzelne Formen mit dem primären Geädertypus auftreten. Auch sind meiner Ansicht nach nicht „andere Momente, wie etwa veränderte Kon- struktionsbedürfnisse bei geänderter Flügelform und Flügelgröße einfacher und näherliegend heranzuziehen als die prinzipielle Irre- versibilität des genetisch älteren Stadium“; mindestens würde diese Erklärung die Irreversibilität nicht als Erklärungsgrund überflüssig machen, sondern sie vielmehr geradezu voraussetzen; denn wenn wir annehmen, daß der sekundäre Typus eine geänderte Flügelform und Flügelgröße repräsentiert, so sagen wir damit ja, daß er nicht. mehr auf einen seinem früheren vollkommen gleichen Zustand zurück- gebracht wurde. Es ist also damit die Annahme der Irreversibilität. nicht nur nicht unnötig, sondern geradezu als richtig vorausgesetzt worden. Um nun auf die Besprechung der einzelnen Fälle einzugehen, so seien zunächst über die Verwandtschaftsbeziehungen von Xiphi- dion fuscum und dorsale ein paar Worte gesagt. In dieser Hinsicht habe ich allerdings scheinbar eine andere Meinung zum Ausdruck gebracht als REDTENBACHER. Während er in seiner Monographie der Conocephaliden fuscum als 18., dorsale als 55. Art anführt, habe ich gelegentlich der Revision der Gruppe die beiden Arten knapp neben- einander gestellt. Ich habe dies damals natürlich nicht meiner erst 5 Jahre später entwickelten Theorie zuliebe getan, zu der mir da- mals noch nicht einmal die Grundgedanken gekommen waren: auch die var. burri war mir damals ja noch unbekannt. Ich tat es viel-. mehr nur, um dadurch meine Überzeugung der nahen verwandt- schaftlichen Beziehungen der beiden Arten zum Ausdruck zu bringen. Bemerkungen zu: H. Karny, Flugorgane bei den Orthopteren. 535 Daß REDTENBACHER die beiden Arten so weit voneinander trennt, ist lediglich darauf zurückzuführen, daß er nicht eine Veran. schaftstabelle liefern wollte, nam lediglich einen Schlüssel, der sich beim praktischen Bestimmen als bequem und zweckmäßig er- weist: und ‚hierzu eignet sich ja das Merkmal der Elytrenlänge, nach welchem REDTENBACHER die Hauptteilung der Gattung vor- nimmt, sehr gut; niemand wird aber behaupten wollen, daß dies ein phylogenetisches System darstellen soll. Auch heute kenne ich noch keine einzige Xiphidion-Art, die dorsale näher stünde als fuscum. Denn die Beschreibung des hawaiischen varipennis ist mir bisher nicht zugänglich, und auch das uralische brevicaudatum kenne ich nur nach Uvarow’s Publikation: danach scheint es allerdings durch den Bau der Legeröhre dem dorsale näher zu stehen; nach Form und Lange der Elytren ist aber ein dem fuscwm entsprechender Aderverlauf anzunehmen; Uvarow gibt dariiber leider nichts an. Wenn wir das gesamte Genus X¢iphidion überblicken, das nach der letzten zusammenfassenden Darstellung nun schon 114 Arten um- faßt (Gen. Ins.), so finden wir, daß es sich hier zweifellos um eine Formengruppe handelt, in welcher die Tendenz zur Rückbildung der Flugorgane herrscht: die überwiegende Mehrzahl der Species ist hypopter. Betrachten wir aber die macropteren Formen näher, so können wir unter ihnen drei Geädertypen unterscheiden: den zweifellos ursprünglichsten, auch bei allen anderen Conocepha- liden herrschenden, der noch einen von der Media vollständig ge- trennten Radius besitzt. Dieser Typus ist unter den anderen Cono- cephalidengruppen, bei den Copiphorinen, Agraeciinen (ein- schließlich Salomoninen) und Listroscelinen, der bei weitaus der Mehrzahl der Arten charakteristische. Aus ihm hat sich dann der bei den Xiphidien viel häufigere zweite Typus entwickelt, und zwar bei den verschiedenen Gattungen und Gruppen unab- hängig: voneinander, so z. B. auch im Genus Agraecia, wo differens dem ersten, subulata dem zweiten Typus angehört: der Radii Sector ist jetzt mit der Media in Verbindung getreten. Endlich findet sich unter den Xiphidien auch noch ein dritter Typus, bei welchem der Radii Sector überhaupt nicht mehr mit Sicherheit zu erkennen ist. Niemand wird daran zweifeln, daß die Stammform von dorsale dem zweiten Typus angehörte. Denn abgesehen davon, daß er unter den macropteren Xiphidien der häufigste ist, also schon die Wahr- scheinlichkeit dafür spricht, daß auch dorsale von ihm abzuleiten ist, zeigt uns ja auch die var. burri deutlich, daß sie diesem Typus an- 536 R. Puscuntie, gehört. Alle mir bekannten primär macropteren Xiphidien dieses Typus zeigen nun denselben Bau des Flügelgeäders wie fuscum; wir werden also auch berechtigt sein, das gleiche für die Stammform von dorsale anzunehmen, so lange uns nicht das Gegenteil erwiesen ist. Hierbei habe ich ganz davon abgesehen, ob wir fuscum selbst als Stammform für dorsale annehmen sollen oder nicht. Die erstere Möglichkeit lehnt PuscaniG von vornherein ab und meint, daß auch ich der gleichen Ansicht bin. Er wird dabei wohl von dem Ge- sichtspunkt geleitet, daß wir im allgemeinen nicht unter den rezenten Formen Ahnen anderer rezenter Arten erwarten dürfen: da ja alle rezenten Species sozusagen gleich alt sind; es hätte sich also die Stammform inzwischen auch schon verändert. Wenn wir aber Arten unserer Betrachtung unterziehen, die einander so nahe stehen wie die besprochenen Xiphidien, deren Trennungspunkt also zweifellos in die allerjüngste geologische Vergangenheit fällt, so dürfen wir uns vielleicht doch die Frage vorlegen, ob wir da wirklich unbe- dingt annehmen müssen, dab auch die Stammform in dieser kurzen Zeit sich schon wesentlich verändert hat, oder ob sie nicht doch praktisch, d.h. für unsere Untersuchungsmethoden, gleich geblieben sein kann. Diese Möglichkeit wird uns vielleicht noch durch palä- ontologische Betrachtungen näher gerückt, wenn wir bedenken, dab die rezenten Familien der Insecten schon im Mesozoicum, zum Teil sogar schon im Paläozoicum (gewisse Blattidenfamilien!) entwickelt waren, die rezenten Gattungen schon im Tertiär sich finden und im Plistocän schon zahlreiche rezente Arten auftreten. Es könnte also sehr wohl die Zeit vom Plistocän bis heute zur Entstehung des dorsale aus seiner macropteren Stammform hingereicht haben, und andrerseits könnte auch diese bis heute unverändert erhalten ge- blieben sein. Wollen wir sie aber unter den heute lebenden Formen suchen, so kann sie nur in der Gruppe fuscum-brevicaudatum zu finden sein. Tatsächlich stimmen dorsale und fuscum im Bau der männ- lichen und weiblichen Genitalien fast vollständig miteinander über- ein und unterscheiden sich hierdurch beispielsweise ganz wesentlich von den amerikanischen von mir als Subgenus Neoxiphidion abge- trennten Arten. Zwischen dorsale und brevicaudatum ist diese Über- einstimmung — so weit ich der Beschreibung entnehmen kann — im weiblichen Geschlechte eine absolute (das & von brevicaudatum ist nicht bekannt); wir hätten also demgemäß in brevicaudatum viel- leicht die phylogenetische Zwischenform zwischen fuscum und dorsale vor uns. Diese beiden Arten unterscheiden sich im wesentlichen — Bemerkungen zu: H. Karny, Flugorgane bei den Orthopteren. 537 von der Ausbildung der Flugorgane abgesehen — nur durch die Form der Legeröhre: dieselbe ist bei fuscum in der Regel lang und gerade, bei dorsale stets kurz und gebogen; doch zeigt sie bei fuscum eine recht auffallende Variabilität, die zur Aufstellung des früher als eigene Art angesehenen thoracicum geführt hat. Wir könnten uns aber sehr wohl vorstellen, daß ein Merkmal bei der Stammform variabel und bei einer der Deszendenten später konstant fixiert wird, wobei diese Fixation nicht gerade in dem bei der Stammform häufigsten Typus erfolgen muß; hier können ja An- passungsvorgänge eine Rolle spielen. Es scheint mir also nach dem Gesagten doch nicht von vornherein abzulehnen, daß dorsale von fuscum abstammen könnte. Diese Möglichkeit wird uns auch noch durch die geographische Verbreitung der beiden Arten näher ge- rückt, worauf mich mein Freund Egner aufmerksam machte. Die Xiphidien sind — wie ja die Conocephaliden überhaupt — zweifellos tropischen Ursprungs. In Europa sind von ihnen die beiden in Rede stehenden Arten am weitesten nach Norden vorgedrungen: und zwar hat fuscum im allgemeinen eine weitere Verbreitung als dorsale, reicht aber nicht so weit nach Norden, während dorsale wiederum auf Mittel- und Nordeuropa beschränkt bleibt. Wir dürfen vielleicht annehmen, daß ursprünglich auch fuscum weiter nach Norden vorgedrungen war und sich infolge der Eiszeit zurückziehen mußte. Jedenfalls scheint mir also auch die Verbreitung dafür zu sprechen, dab fuscum einen relativ ursprünglicheren, dorsale einen abgeleiteten Typus darstellt, und es hindert uns meiner Ansicht nach nichts, die beiden miteinander in direkte genetische Beziehungen zu setzen. — Ich möchte nur nebenbei darauf hinweisen, daß bei- spielsweise unter den Grylliden Formen, die sich voneinander nicht mehr unterscheiden als fuscum und dorsale, nur als Varietäten ein und derselben Art angesehen werden: Länge der Legeröhre und der Elytren gilt in dieser Gruppe nicht als Speciesmerkmal. Wenn wir aber auch vorläufig die Annahme, fuscum könnte die direkte Ahnenform von dorsale darstellen, als noch nicht hinlänglich bewiesen ablehnen wollten, so glaube ich doch nach dem vorhin über das Ge- äder im allgemeinen Gesagten behaupten zu können: es ist so gut wie sicher, daß die Stammform von dorsale hinsichtlich ihres Geäders mit fuscum übereinstimmte. Daß burri den ursprünglichen Typus darstellen sollte, erscheint mir nach all dem höchst unwahrschein- lich; „ihren Strukturtypus allgemein als den — bei den Conocepha- liden wenigstens — genetisch älteren gegenüber dem heutigen fuscum- 538 R. Pouscunte, Typus aufzufassen“ ist aber meiner Meinung nach unmöglich, denn man kann aus ihm nicht nur den bei den Conocephaliden weitaus häufigsten, eben als I. bezeichneten Typus nicht ableiten, sondern meiner Ansicht nach nicht einmal den fuscwm-Typus. Nun zu den Decticiden. Zunächst wird darauf aufmerksam gemacht, daß die sekundär macropteren Formen einen wesentlich anderen Flügeltypus zeigen als die primären, wie beispielsweise Decticus, Platycleis grisea etc. Darauf hat schon REDTENBACHER hin- gewiesen, indem er in der Artentabelle der Platycleis-Arten für die primär macropteren Species anführt: „Flügeldecken den Hinterleib deutlich überragend, gegen das Ende verschmälert“, bei den brachy- pteren und sekundär macropteren: „Flügeldecken die Spitze des Hinterleibes nicht erreichend, selten verlängert, dann gegen die Spitze verbreitert.“ Es scheint also hier ein durchgreifender Unter- schied zwischen den primär und sekundär langflügeligen Arten vor- zuliegen, der meiner Meinung nach allein schon hinreichen würde, um Dozro’s Gesetz zu rechtfertigen. Es zeigt sich tatsächlich, daß vielfach auch in anderen Orthopterengruppen die sekundär macro- pteren Formen deutlich breitere Flügel haben als die primären; doch bin ich darauf bei meiner ersten Darstellung nicht näher ein- gegangen, weil es vielleicht nicht als durchgehendes Gesetz gilt und weil es sich hier immer um sehr relative Begriffe handelt. Es schien mir da das Geäder ein viel exakteres und verläßlicheres Merkmal zu sein, wobei natürlich nicht geleugnet werden soll, daß ja Beziehungen zwischen beiden Merkmalen (Flügelform und Aus- bildung des Geäders) bestehen können. Immerhin ist bemerkens- wert, daß unter allen Platycleis-Arten keine einzige primär macro- ptere Form dem Breitflügeltypus entspricht, wogegen es unter allen sekundär macropteren keinen Schmalflügler gibt: dies spricht eben für Dozzo’s Gesetz und nicht dagegen. Was PuscaniG weiter über das Geäder von Decticus anführt, zeigt mir nur, daß sich bei dieser Art auch schon die Reduktion der Flugorgane geltend macht und sich demgemäß hier eine gewisse Variabilität in der Ausbildung und dem Geäder der Elytren zeigt, die vielleicht bei Exemplaren alpiner Provenienz stärker sein mag als bei Flachlandformen. Be- zeichnet doch Puscunie selbst Decticus gelegentlich als mesopter und betont sogar, daß die Reduktion der Mediaäste mit der Verkürzung der Flugorgane Hand in Hand geht: da scheint es mir doch ganz plausibel, daß sie auch bei den sekundär macropteren Formen als Folgeerscheinung dieser durchgemachten Entwicklung aufzufassen Bemerkungen zu: H. Karny, Flugorgane bei den Orthopteren. 539 ist. Andrerseits kann natürlich infolge der Variabilität, die in Re- duktion begriffene Organe ganz allgemein zeigen, der sekundäre Langflügel sich auch dem mesopteren Typ recht weit annähern, ja, wenn die brachyptere Form selbst noch nicht wesentlich vom meso- pteren Typus sich entfernt hat, mit ihm wieder identisch werden: in diesem Falle handelt es sich aber nicht um einen Rücklauf der Entwicklung, sondern nur um die ganz natürliche Variabilität, die in Rückbildung begriffene Organe auch sonst häufig zeigen: ich brauche hier nur an die Variabilität des Beckens bei rezenten Sirenen zu erinnern. So wenig aber hier jemals wieder ein voll- kommen entwickeltes Becken mit ausgebildeten Hintergliedmaßen entstehen kann, so wenig kann durch mesoptere, noch variierende ‚Formen jemals wieder die Ausbildung des primären Lang- und Schmalflügels angebahnt werden, d. h. eine Umkehr zum ursprüng- lichen Ahnentypus gibt es nicht. Bezüglich Arcyptera möchte ich bemerken, daß die von Puscunie angeführte Variabilität in der Ausbildung des Präcostal- und Costal- feldes ja einen recht interessanten Beitrag zur Kenntnis der Ver- änderlichkeit der in Rede stehenden Arten bildet; einen Einwand gegen die von mir konstatierten Gesetzmäßigkeiten kann ich darin aber nicht erblicken. Es handelt sich hier um die auch sonst vielfach beobachtete Variabilität des Flügelgeäders bei männlichen Acridiern in der Umgebung des Vorderrandes, auf die auch PuscaniG selbst schon vorher bei seinen einleitenden Betrachtungen hingewiesen hat; er erwähnte dort beispielsweise Stawroderus biguttulus und bicolor ; gerade hier ist es aber meiner Meinung nach ganz augenfällig, dab es sich dabei lediglich um Anpassungen an die Zirpfunktion (Ver- sröberung des Resonanzfeldes) handelt, eine Anpassung, die wohl auch in der Gegenwart noch eine stetige Steigerung erfährt, daher im einzelnen variabel ist und bei diguttulus schon eine bedeutendere Höhe erreicht hat als bei bicolor. Daß derartige Vorgänge aber mit den bei Reduktion der Flugorgane sich vollziehenden Veränderungen nichts zu tun haben, ist wohl ohne weiteres klar. — Ich habe diese Unterschiede bei Arcyptera auch beschrieben, weil ich sie eben an den mir vorliegenden Stücken beobachtete und ich bestrebt war, keinen Unterschied im Geäder zu verschweigen. Doch treten diese Merkmale an Bedeutung ganz und gar zurück gegenüber der Aus- bildungsweise des Apicaiteiles. Was nun diesen anlangt, muß ich zunächst einen Vergleich mit stollis (= flavicosta FıscH.) deshalb ab- weisen, weil diese Species selbst schon in Flügelreduktion begriffen 540 R. Puscunie, ist, somit selbst schon einen mesopteren, also im Distalteil redu- zierten Elytrentypus darstellt. Auch steht wohl zweifellos brev- pennis der fusca näher als der siolli, und eine direkte Ableitung erscheint vielleicht von fusca, sicher aber nicht von stollii (= flavi- costa FıscH.) möglich. Vergleichen wir nun die sekundär macropteren brevipennis mit fusca-§, so ist die Reduktion des Apicalteiles der Elytren sehr deutlich. Daß ich dabei nicht etwa gerade brevipennis- Exemplare absichtlich ausgewählt habe, die den Unterschied mög- lichst scharf hervortreten lassen, beweist der Umstand, daß die von PuscaniG als var. minor bezeichneten Exemplare, die mir zur An- sicht einzusenden er die Freundlichkeit hatte, die Verkürzung des Distalteiles noch viel deutlicher zeigen als die von mir abgebildeten. Sie ist ein macropteres brevipennis-Exemplar, schlägt aber nicht das „Karny’sche Beispiel“, sondern bestätigt es. Ferner hatte PuscaniG auch die Liebenswürdigkeit, mir die von ihm studierten langflügeligen parallelus-Exemplare zur Unter- suchung zu übersenden. Wie ich sehe, wird auch durch sie meine Theorie bestätigt; denn abgesehen von der Unregelmäßigkeit des Quergeäders, auf die ich deswegen weniger Wert lege, weil sie meist nur bei solchen Formen auftritt, die schon stark reduzierte Flügel besaßen, zeigen die mir eingesandten Exemplare auch deutlich wieder die Reduktion des Apicalteiles der Elytren.') Daß es sich hier — den Geädertypus nach — eigentlich nur um mesoptere Formen handelt; ist bei der auffallenden Länge der Elytren bei diesen Exemplaren gewiß recht bemerkenswert und zeigt mir nur wieder die Gültigkeit des Irreversibilitätsgesetzes: obwohl die Vorderflügel nach ihrer Länge normal macropteren Formen entsprechen sollten, sind sie nach Form und Geäder nur mesopter! Ein Vergleich mit dorsatus und albomarginatus ist a limine abzulehnen, weil es sich bei diesen selbst schon um mesoptere Formen (namentlich beim 9) handelt. Ein anderes noch instruktiveres Beispiel liefert uns die Chorthippus-Reihe in Stauroderus saulcyi-pullus, das mir zur Zeit der Abfassung meiner ersten Mitteilung noch nicht bekannt war, das ich aber inzwischen beim vorjährigen Naturforschertag vorgelegt habe. Ich betrachte saulcyi geradezu als die Stammform von pullus; denn vom Geäder abgesehen, sind die Unterschiede zwischen beiden ganz unwesentlich (geringe Differenzen in der Tibienfärbung etc.). 1) Ebenso verhält sich — namentlich in bezug auf die unregelmäßigen, vielfach blind endigenden Queradern — ein macropterer apricarius der Coll. EBNER aus Nordwest-Ungarn. Bemerkungen zu: H. Karny, Flugorgane bei den Orthopteren. 541 Nun nur noch ein paar Worte zu Podisma. Ich habe als Ver- eleichsexemplar absichtlich Calliptamus gewählt, weil es ja mein Be- streben war, mitteleuropäische, leicht erhältliche Formen in den Vordergrund der Diskussion zu stellen. Daß gewisse amerikanische Melanopli der Podisma weit näher verwandt sind, ist bekannt. Die Wahl von Calliptamus schadet aber bei dem bei allen primär macropteren Formen recht einheitlichen Flügeltypus der Cyrta- canthacrinen nicht. Wer die Abbildungen in Scupper’s „Revision of the Melanopli“ vergleicht, findet hier dieselben Typen wieder, so namentlich bei dem im Supplement auf tab. 8 abgebildeten M. deal- batus. Ich durfte demnach ohne weiteres den leichter zu beschaffenden .Calliptamus vorziehen. Wir dürfen also wohl annehmen, daß auch die primär-macropteren Ahnen der Podismen, die ja selbst in die Gruppe der Melanopli gehören, diesem Typus entsprachen. Und daß nun die langflügelige pedestris keineswegs einen „Rücksprung“ zu diesem Ahnentypus darstellt, ist wohl ohne weiteres klar; sie ist dem früheren phyletischen Stadium nicht wieder vollkommen gleich geworden; betont doch auch PuscaniG die unregelmäßige Anordnung der Queradern. Daß dies natürlich nicht „eine getreue Wiedergabe des uns unbekannten, genetisch älteren, also wahrscheinlich auch primitiveren Vorfahrenflügels ist“, erscheint mir selbstverständlich, namentlich bei Vergleich aller anderen uns bekannten Acridier. Unter ihnen sind die Pneumoriden zweifellos in bezug: auf Bau und Geäder der Flügel unter allen rezenten Formen weitaus die ursprünglichsten: stimmen sie doch in dieser Beziehung fast voll- ständig mit gewissen jurassischen Typen überein. Doch findet sich weder bei ihnen noch bei den uns bekannten fossilen Formen irgendwo das unregelmäßige Netzwerk der ypedestris longipennis. Allerdings ist bei den Pneumoriden das Geäder viel weitmaschiger, als wir das sonst von unseren rezenten Feldheuschrecken gewohnt sind, aber es ist dabei recht regelmäßig angeordnet und weist nirgends die charakteristischen blind endigenden Queradern auf. — Wenn schließlich PuscaniG erwähnt, daß die kärntnerischen Exemplare von alpina-collina die Gabelung der Media nicht aufweisen, so be- weist mir das nur, daß bei ihnen die Reduktion schon weiter vor- geschritten ist als bei den typischen collina. Dies ist ja ganz nahe- liegend; denn alpina-alpina ist eine Form der Gebirgsgegenden, collina eine des Hügellandes. Da ist es wohl recht begreiflich, wenn in einem so gebirgigen Land wie Kärnten auch die an collin« erinnernden Exemplare der typischen alpina schon recht nahe 542 R. Puscunic, Bemerkungen zu: H. Karny, Flugorgane bei den Orthopteren. kommen (eine feste Grenze zwischen diesen beiden Formen gibt es ja nicht). Zusammenfassend schließe ich meine Untersuchungen damit, daß es mich sehr freut, durch meine Publikation PuscaniG zu weiterer Verfolgung der in Rede stehenden Probleme — die gewib noch weiteren Eingehens wert sind — angeregt zu haben und mir durch seine Einwendungen Gelegenheit gegeben zu haben, einzelne unklare Punkte meiner ersten Darstellung noch näher auszuführen und eventuelle Mißverständnisse und Zweifel zu beseitigen. Ich bin auch darüber befriedigt, daß er — gewiß ein eingehender Kenner der heimischen. Orthopteren — meine Thesen 1, 2 und 4 akzeptiert, muß aber gestehen, daß mir auch mein Satz 3 durch seine Aus- führungen nach all dem Gesagten nicht widerlegt erscheint, sondern daß ich auch an ihm nach wie vor festhalte. Nachbemerkung zu H. KARNY’s Erwiderung. Herr Prof. Karny war so liebenswürdig, auf meine Einwendungen ausführlich einzugehen und bei dieser Gelegenheit aus dem Schatze seiner Formenkenntnisse weitere Momente für seine Auffassung zu erbringen. Wenn ich trotzdem meine Einwendungen nicht entkräftigt finde und die von Karny untersuchten sekundär-macropteren Ortho- pteren nicht als Beispiele für das DoLno’sche Gesetz erwiesen erachte, so geht das wohl auf die Verschiedenheit unserer Auffassungen vom genetischen Zusammenhange der verglichenen Formen und vom Aus- maße und Werte der Flügelstrukturdifferenz zurück, und es mub dem Leser überlassen bleiben, sich selbst ein Urteil zu bilden, oder aber, gleich mir, von weiteren Untersuchungen flügelverkümmerter und sekundär-macropterer Insectenformen eine Klärung der gewib interesseerregenden Frage zu erwarten. Dr. Puscunie, Klagenfurt. di a Nachdruck verboten. Ubersetzungsrecht vorbehalten. Protoplasmatransformationen in differenzierten Gewebszellen als Ausdruck ihres Erregungszustandes, Von Reinhard Demoll, Privatdozent und Assistent am Zoologischen Institut Gießen. Mit 12 Abbildungen im Text. Je mehr sich die Physiologie in die Stoffwechselvorgänge des Organismus vertiefte, um so mehr begann sich das Problem des Stoffwechsels der Zelle als besonderer Komplex von Fragen heraus- zukrystallisieren und Beachtung zu verlangen. Durch die Over- ton’sche Membrantheorie wurde die Frage nach der physiologischen Elektion der Zelle dem allgemeinen Interesse näher gerückt. Durch W. OstwaLp wurden unsere Vorstellungen in diesem Gebiete in neue Bahnen gelenkt. Er wies 1890 darauf hin, daß Membranen semi- permeabel sein können in bezug auf ihre Durchlässigkeit für Ionen. Man kann sich vorstellen, daß eine Membran die eine Ionenart leichter passieren läßt als die andere. Die Folge davon wird sein, daß sich zu beiden Seiten der Membran Elektrolyten von ver- schiedener Konzentration bilden; das schwer oder überhaupt nicht hindurchtretende Ion wird in dem einen Elektrolyten in größerer Zahl vertreten sein als in dem anderen. Einer umfangreicheren Jonenverschiebung auf diesem Wege wird andrerseits wieder durch die bei einer derartigen Trennung sofort auftretenden elektrostati- schen Anziehungskräfte eine Grenze gesetzt. Es wird sich an der Membran ein Potentialgefälle einstellen, das so lange zunimmt, bis 544 REINHARD Demor., seine Spannung die Höhe der Differenz des osmotischen Drucks, der den beiden Elektrolyten zukommt, erreicht hat. Dieser Gedanke einer für Ionen semipermeabeln Membran er- wies sich für die Auffassung der physiologischen Elektion der Zelle als sehr fruchtbringend. Er wurde von BERNSTEIN aufgenommen und hat seither durch zahlreiche neuere Untersuchungen wichtige Stützen gefunden (BRÜNNINGS, HÖBER, HAMBURGER, v. LIMBECK, GÜRBER, Korppr, Borrazzi u.a.). Es ist erwiesen, daß die Plasma- haut der roten Blutkörperchen funktionelle reversible Veränderungen ihrer Permeabilität erfährt. Der Teil des ganzen Problems, der uns hier näher beschäftigen wird, ist der Zusammenhang des Erregungszustandes der Zelle mit der Veränderung ihrer Durchlässigkeit gegenüber den Ionen. Es wurde zum erstenmal von BERNSTEIN auf die Möglichkeit einer Ver- kettung dieser Permeabilitätsänderung mit dem Ruhestrom hin- gewiesen. Heute hat die Anschauung, daß der Aktionsstrom und der Ruhestrom darauf zurückzuführen sind, allgemeine Anerkennung - gefunden. Denken wir uns zunächst, dab ein Gleichgewichtszustand zwischen den osmotischen Drucken und der elektrostatischen Span- nung erreicht ist und daß damit eine weitere Anhäufung des einen Ions auf der einen Seite der Membran aufhört, so können wir uns diesen Prozeß wieder dadurch in Gang gesetzt denken, daß die Durchlässigkeit der Membran plötzlich nach einer Richtung hin eine Veränderung erfährt. Nehmen wir an, sie würde für beide Ionen plötzlich im selben Maße leicht durchlässig, so würde ein starkes Überwandern der bisher zurückgehaltenen Ionenart statt- finden, es würde ein elektrischer Strom entstehen. Man nimmt an, daß jede Erregung der Zelle mit einer der- artigen Herabsetzung der Halbdurchlässigkeit, also mit einer Er- höhung der Durchlässigkeit, einhergeht und dab die elektrischen Ströme, die man vielfach als den einzigen Ausdruck des Erregungs- zustandes kennt, auf die damit einhergehenden Störungen der elek- trostatischen Spannung zurückzuführen sind. Dies gilt auch für die Ruhestréme. Wir können hier HôBer zu Wort kommen lassen. „Zunächst ist nämlich darauf hinzuweisen, daß das Symptom des lokalen Erregtseins, der Aktionsstrom, und das häufige Symptom lokaler Unerregbarkeit, der Ruhestrom, als analoge Vorgänge auf- gefabt werden; dem Wesen nach gleiche chemische und physika- lische Prozesse bei der Tätigkeit und beim Absterben haben die Protoplasmatransformationen in differenzierten Gewebszellen. 545 eleichen Änderungen in den elektrischen Eigenschaften im Gefolge, welche nach den heutigen Anschauungen kurz als Verschwinden der normalen Polarisation bezeichnet werden können; der Hauptunter- schied zwischen beiden Folgen liegt darin, daß beim Absterben die Depolarisation dauernd und irreversibel, bei der Aktion flüchtig, also reversibel ist. Dieser Unterschied zwischen Ruhestrom und Aktionsstrom erscheint nun erheblich reduziert, wenn wir diejenigen Ruheströme in Betracht ziehen, welche in der geschilderten Weise durch lokale Einwirkung von Salzen, die die berührte Stelle negativ machen, zustande kommen“ (1910, p. 176—177). Man kennt eine Reihe Faktoren, die die Durchlässigkeit des Protoplasmas erhöhen. Wenn durch deren Einwirkung, wie zu ver- “muten ist, das betreffende Gewebe auch in einen Erregungszustand versetzt wird — wenn also Erhöhen der Durchlässigkeit, Abnahme des Potentialunterschiedes und Erregung drei miteinander fest ver- knüpfte Vorgänge sind —, so kann es von vornherein nicht als ganz hoffnungslos erscheinen, zu untersuchen, ob sich bei künstlicher Er- höhung der Durchlässigkeit einer Zelle Veränderungen des Proto- plasmas einstellen, die sich durch Fixation festhalten lassen. Dabei wird es notwendig sein, die durch das Fixieren allgemein hervor- serufenen Veränderungen zu kennen, um sie hier in Rechnung ziehen zu können. Es muß ferner dem Einwurf begegnet werden, daß eine Erhöhung der Permeabilität eine schlechte Fixierung begünstigt und daß die eventuell hier aufgefundenen Formveränderungen und Bewegungen des Protoplasmas nur der Ausdruck eines ungenügenden Fixationszustandes sind. Wir müssen daher Anhaltspunkte zu ge- winnen suchen, um zu entscheiden, ob schlechte Fixationen oder ob normale Veränderungen des Protoplasmas, die als Ausdruck seines Erregungszustandes aufgefaßt werden dürfen, vorliegen. Dies soll uns zunächst beschäftigen. Es wurden Stückchen von der Leber eines Molches (Molge cristata), sofort nachdem das Tier dekapitiert war, in verschiedene Fixationsflüssigkeiten gebracht. Eine Reihe der Fixationsgemische ergaben dasselbe Bild, nur mit einer verschiedenen Größe der Granula. Wir beschränken uns hier darauf, auf das Fixationsbild der starken Fremmine’schen Lösung, die auf die Hälfte verdünnt wurde, und auf das des Gemisches von PETRUNKEWITSCH einzugehen, da diese allein später benutzt wurden. Fig. A ist nach einem Präparat ge- zeichnet, das in PETRUNKEWITSCH fixiert ist. Es könnte ebensogut für ein FLEMMING-Präparat gelten. Der Unterschied der Fällungs- 546 REINHARD Demo xz, weise liegt, wie Fischer schon hervorgehoben hat, im wesentlichen darin, daß sich bei Sublimatfixation größere Aggregate von Granula bilden. Dies hat fiir unsere Frage keine Bedeutung; es ist daher auch nicht versucht worden, die Größe des Kornes auf den Ab- bildungen zum Ausdruck zu bringen. Das Protoplasma ist in Fig. A ziemlich gleichmäßig in der sanzen Zelle verteilt. Nur gegen die Gallencapillaren zu ist eine geringe Verdichtung zu bemerken. Bei genauerem Zusehen erkennt man, ‘daß das durch den Fixierungsprozeß deutlich gewordene Maschenwerk eine schwache radiäre Orientierung zum Kern und innerhalb einer kleinen Zone auch eine solche zu den Gallen- capillaren zeigt. Fig. A. Fig. B. Fig. C. Fig. A. Leber von Molge cristata (Hungertier). Das Tier wurde dekapitiert und die Leber sofort fixiert in dem Gemisch von PETRUNKEWITSCH. Fig. B. Leber von Molge cristata (Hungertier). Das Tier wurde dekapitiert und die Leber in 2%,igen Alkohol gebracht, dem langsam stärkerer Alkohol zu- gefügt wurde. Fig. C. Leber von Molge cristata (Hungertier). Das Tier wurde dekapitiert und die Leber in kozentrierter wässeriger Sublimatlösung fixiert. Fig. B läßt nichts davon erkennen. Das Gewebe ist hier sehr schlecht fixiert. Es. wurde allmählich von niederem in höheren Alkohol übergeführt. Dabei wurde das Protoplasma durch den ein- dringenden Alkohol bei allen Zellen nach derselben Richtung hin mitgerissen oder durch Schrumpfung zusammengezogen. Diese Schrumpfung erstreckt sich auch auf das Chromatin des Kernes. Eine andere Art der Schrumpfung bei sonst viel besserem Fixierungs- zustand finden wir bei Fig. C, einem mit wässeriger Sublimatlösung fixierten Gewebe. Hier hat sich das Protoplasma vom Kern zurück- gezogen und ist mit diesem nur noch durch einige äußerst feine Fädchen verbunden. Protoplasmatransformationen in differenzierten Gewebszellen. 547 Es ist nun ohne weiteres einleuchtend: wenn man verschiedene Fixationsbilder erhält bei Anwendung des gleichen Fixierers nur dadurch, daß das Tier im einen Fall vor dem Dekapitieren 1 Minute lang in Chloroformdämpfe gesetzt wurde (Fig. D), das andere Mal nicht, so ist die im ersten Fall zu beobachtende Veränderung als Wirkung der Chloroformnarkose anzusprechen. Nun ist aber noch, wie schon erwähnt, dem Einwurf zu begegnen, dab das Chloroform wohl Veränderungen in der Zelle hervorruft, doch in der Weise, daß durch seine Einwirkung das Eindringen der Fixierungsflüssig- keit so beeinflußt wird, daß eine gute Fixation nicht mehr zustande kommen kann. Die Veränderungen in der Protoplasmaverteilung wären dann wohl in letzter Linie auf die Narkose zurückzuführen, ‘doch würden sie erst im Moment des Fixierens entstehen, ohne dab vorher etwas den Strukturen des abgetöteten Plasmas Adäquates vorhanden gewesen wäre. up Fig. D. Fig. E. Fig. D. Leber von Molge cristata (Hungertier). Das Tier wurde stark chloro- formiert und die Leber dann in dem Gemisch yon PETRUNKEWITsScH fixiert. Fig. E. Leber vom Frosch (Rana temp.) (Hungertier). Das Tier wurde chloro- formiert und die Leber in Alkohol fixiert, wie fiir Fig. B angegeben. Wenn diese Auffassung auch etwas gekiinstelt erscheint, so darf sie doch nicht unberücksichtigt bleiben. Sie kann aber auf ihren Wert geprüft werden. Gesetzt die Wirkung des Chloroforms wäre tatsächlich eine derartige, daß nur die Güte der Fixation dadurch beeinträchtigt wird, so müßte eine Behandlung im auf- steigenden Alhohol nach Chloroformnarkose eine Fixation ergeben, die das Typische dieser Alkoholfixierung in verstärktem Maße zeigt. Tritt aber hier noch etwas Neues hinzu, läßt sich auch an dem geschrumpften Protoplasma noch eine radiäre Anordnung (Molch) oder eine stärkere Konzentration in bestimmter Richtung Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 36 548 REINHARD DEMOLr, (Frosch) erkennen, so muß man daraus schließen, daß der Alkohol in diesem Falle ein anders strukturiertes Protoplasma angetroffen hat als bei dem nicht chloroformierten Tier. Ich gebe in Fig. E zwei Zellen wieder, die einem chloroformierten Tier entstammen, dessen Leber in Alkohol fixiert wurde. Die Richtung, in der die Schrumpfung sich vollzog, ist schon an der Chromatinverteilung im Kern zu erkennen. In der oberen Zelle ist der Kern der Gallen- capillare genähert worden (vgl. damit Fig. F—J). Das Protoplasma befindet sich in der für den Erregungszustand normalen Lage (vgl. Fig. H, J). In der unteren Zelle ist die in typischem Kontraktions- zustand sich befindende Plasmamasse in toto von der Capillarwand abgerissen und ins Innere der Zeile transportiert worden. Wir haben also hier das Spezifische dieser Art der Alkoholfixierung ver- bunden mit einer Kontraktion des Protoplasmas, die unabhäneig ist von der Art der Fixierung. Daraus folgt, daß diese Ver- änderungen der Protoplasmastrukturen im Präparat, wie wir sie als Folge der Chloroformnarkose bereits kennen gelernt haben, nicht eine indirekte Wirkung der Narkose darstellen, sondern daß sie adäquaten Veränderungen entsprechen, die inderlebendenZelle stattfinden. Aus den bisher erwähnten Beobachtungen läßt sich noch ein anderer Schluß ziehen, der zu der Fixierungstechnik Beziehung hat. Es zeigt sich, daß eine Erhöhung der Durch- lässigkeit des Protoplasmas, durch welche Faktoren sie auch bewirkt sein mag, keinen Einfluß hat auf die Güte der Fixation. Weiß man einmal zwischen dem Erregungs- zustand und dem Ruhezustand einer Zelle zu unterscheiden und diese Bilder von solchen zu trennen, die auf schlechter Fixierung beruhen, so ergibt sich, dab geeignete Fixierer den Erregungszustand und den Ruhezustand gleichgut fixieren. Schlechte Fixierer sind in beiden Fällen gleich schlecht. Es gibt keinen Fixierer, der die eine Phase der Zelle gut, die andere schlecht fixierte. Wir können jetzt dazu übergehen, eingehender zu untersuchen, welche cytologische Veränderungen eine Erhöhung der Durchlässig- keit der Zelle mit sich bringt. Ich gestehe, ich bin bei dieser Untersuchung nicht etwa von der Erwartung ausgegangen, irgend- welche Strukturänderungen innerhalb der in Erregung versetzten Zelle zu finden; ich hatte zunächst nur die Absicht — im Zu- sammenhang mit der von BECHER und mir herausgegebenen Ein- Protoplasmatransformationen in differenzierten Gewebszellen. 549 führung in die mikroskopische Technik —, festzustellen, ob eine Erhöhung der Durchlässigkeit einen Einfluß auf die Güte und Treue des Fixationsbildes auszuüben vermag. Hierbei wurde ich zu meinem Erstaunen gewahr, daß hier spezifische Transformationen der inneren . Zellstruktur auftraten. Da hierfür, wie ich vorweg- nehmen will, eine Konzentration und Kontraktion des Protoplasmas an bestimmten Stellen typisch ist, so glaubte ich im ersten Augen- blick, daß ich es mit einer schlechten Fixierung zu tun hätte. Eine genauere Betrachtung der Präparate und ein eingehenderes Ver- gleichen derselben mußte mich jedoch bald an dieser Annahme zweifeln lassen. Die weitere Untersuchung bestätigte mir denn auch in vollem Umfang, daß es sich hier um einen mit der Erregung in Beziehung stehenden, also normalen, physiologischen Vorgang im Protoplasma der Zelle handelt, der durch den Fixationsprozeß fest- gehalten — und vielleicht auch etwas schärfer markiert wird. Für die Versuche wurden Molge cristata und Rana temporaria verwendet. Alle Tiere hatte vorher über zwei Wochen — die Frösche mehrere Wochen hindurch — gehungert, um bei den Leber- und Darmdrüsenzellen etwa gleiche funktionelle Tätigkeit zu Beginn des Experiments voraussetzen zu dürfen. Die Leberzellen mußten für diese Untersuchung deshalb besonders geeignet erscheinen, weil hier eine Änderung der Form der ganzen Zelle ausgeschlossen werden durfte. Die Faktoren, die in Anwendung kamen, um die Durchlässig- keit der Zelle zu erhöhen, waren: erhöhte Temperatur, Chloroform in letaler Dosis (Näheres darüber weiter unten), Einwirkung von CO,, Eosin in Rınger-Lösung im Sonnenlicht, Einleiten der Ab- sterbungsprozesse der Organe. Die Art der Ausführung ist bei Besprechung der einzelnen Versuche angegeben. Wir orientieren uns zunächst über die Veränderungen des Bildes, das uns die Leberzellen eines Molches und eines Frosches bieten, wenn das Tier erst 2 Minuten Chloroformdämpfen aus- gesetzt, dann dekapitiert und die Leber fixiert wurde. Fig. D, H u. J beziehen sich auf derartig abgetötete Tiere. Damit sind zu ver- gleichen die Figg. A, F u.G, die der Leber eines frisch!) dekapitierten _ Molches resp. Frosches entnommen sind. Als besonders charak- teristisch können wir hervorheben, daß die vorher be- standene mehr oder weniger weitgehende, gleich- 1) Frisch im Sinne von nicht anderweitig vorbehandelt. 36* 550 REINHARD DEMOLL, mäßige Verteilung des Protoplasmas einer Konzen- tration desselben an bestimmte Stellen ohne Anderung der Zellform Platz gemacht hat. Fig. J. Fig. F u. G. Leber vom Frosch (Rana temp.) (Hungertier). Das Tier wurde dekapitiert und die Leber zum Teil in starker FLemming’scher Flüssigkeit, die auf die Hälfte verdünnt wurde (Fig. F), zum Teil in dem Gemisch von PETRUNKEWITSCH (Fig. G) fixiert. Fig. H u. J. Leber vom Froseh (Rana temp.) (Hungertier). Das Tier wurde 1 Minute Chloroformdämpfen ausgesetzt und dann die Leber teils in FLEMMINnG- scher Flüssigkeit (starkes Gemisch, auf die Hälfte verdünnt) (Fig. H), teils in dem Gemisch von PETRUNKEWITScH (Fig. J) fixiert. Beim Molch sind diese Zonen der Konzentration die Peripherie der Zelle, besonders desjenigen Teils derselben, der die Wandung der Gallencapillare bildet, und ferner ausgehend von der Peripherie radiäre Züge, die zu dem Kern hinziehen. Beim Frosch wird die ganze Bewegung in ihrer Richtung beherrscht von der Lage der Gallencapillare. Die Figg. G u. J beziehen sich auf ein nach PETRUNKE- EEE WERD WERDET ZELTE Protoplasmatransformationen in differenzierten Gewebszellen. 551 witscH fixiertes Material, die Figg. F u. H auf solches, das in FLEMMING fixiert wurde. ) Die gleichen Bilder wie von dem chloroformierten Molch erhalten wir, wenn wir das Tier in einem Gefäß, das etwa 2 cm hoch mit Wasser gefüllt ist, auf den Wärmeofen stellen und dafür sorgen, daß das Wasser innerhalb einer Stunde sich langsam auf 33° er- wärmt. Bei dieser Temperatur zeigen die Tier schon stark be- schleunigte Atmung. 5 Minuten bleiben sie ihr ausgesetzt, werden dann dekapitiert und die Leber sofort fixiert. Fig. K ist einem so sewonnenen Präparat entnommen. Abgesehen von einer hier etwas stärker ausgeprägten Ansammlung des Protoplasmas um den Kern gleicht das Bild ganz der Fig. D. (Dabei muß noch erwähnt werden, daß hier eine Zelle ausgesucht wurde, die diesen Unterschied be- sonders deutlich zeigte. Ob mit Recht darauf Wert gelegt werden darf, läßt sich vorderhand nicht entscheiden.) Wird ein Molch dekapitiert und läßt man darauf die Leber 10 Minuten in situ liegen und fixiert erst dann, so erhält man Bilder, die genau der Fig. K entsprechen. Nur fand ich hier in- sofern einen Unterschied’ gegenüber Fig. K, als nicht sämtliche Zellen der Leber durchweg dasselbe Bild ergaben. Man kann neben denen, auf die sich Fig. K beziehen könnte, auch solche finden, die mehr eine Zwischenstufe zwischen den in Fig. K und den in Fig. A dargestellten Zellen repräsentieren, wenn auch der erstgenannte Typus bei weitem überwiegt. Man findet diese beiden Typen nicht durcheinander, sondern es sind kleine Bezirke, in denen man diese Übergangsstufe ausschließlich findet. Es ist anzunehmen, daß in diesen noch eine geringe Blutcirculation herrschte — wenn auch durch die Dekapitation allmählich ein Verbluten eintreten mußte —, während sie in anderen Bezirken gleich ganz zum Still- stand kam. Läßt man die Leber mehrere (5—10) Stunden bei 10° Außen- temperatur in situ vor dem Fixieren liegen, so treten schon starke Zerfallserscheinungen auf. Fig. L gibt hiervon ein Bild. Es wurden ferner kleine Leberstückchen eines frisch dekapi- tierten Molches in eine Lösung von Eosin in Rınser-Lösung ge- bracht und darin 10 Minuten dem Sonnenlicht ausgesetzt. Damit dieses möglichst von allen Seiten einwirkt, wurde das flache Gefäß unten und seitlich von außen mit Stanniolpapier überkleidet. Aus derselben Leber wurden Stückchen unter sonst gleichen Umständen in Rıseer-Lösung ohne Eosin gelegt. Die Untersuchung ergab, daß 552 REINHARD DEMOLL, in beiden Fallen in den Zellen dieselben Veränderungen eingetreten waren, wie man sie beobachtet, wenn die Leber eines frisch deka- pitierten Tieres 10 Minuten in situ liegen bleibt und dann erst fixiert wird. Nur an dem Anschnitt macht sich etwa 2 Zellen tief eine Einwirkung der Rınger-Lösung bemerkbar. Man findet die Bier. Fig. K. Leber von Molge cristata (Hungertier). Das Tier wurde in ein Gefäß gebracht, dessen Boden 2 cm hoch mit Wasser bedeckt war. Auf dem Wärmeofen wurde das Wasser innerhalb einer Stunde langsam auf 33° erwärmt. Dann wurde das Tier dekapitiert und die Leber in dem Gemisch von PErrunke- wirscx, das auf 33° erwärmt war, fixiert. Fig. L. Leber von Molge cristata (Hungertier). Das Tier wurde dekapitiert und die Leber in situ 10 Stunden belassen bei einer Temperatur von etwa 10°, Dann wurde sie in dem Gemisch von PETRUNKEWITSCH fixiert. Fig. M. Leber von Molge cristata (Hungertier). Das Tier wurde dekapitiert und die Leber 10 Minuten in Rınger-Lösung von Zimmertemperatur gebracht und dann in dem Gemisch von PETRUNKEWITScH fixiert. Die Figur gibt einen An- schnitt (rechts) wieder. äußerste Zelle vollständig im Ruhezustand, während die zweite Zellenschicht schon den Übergang zu den im Erregungszustand sich befindenden tieferen Zellenlagen darstellt (Fig. M). Da ein ausge- sprochener Unterschied zwischen dem in Eosinlösung gebrachten Präparat und dem anderen nicht besteht, so darf man diese Ein- wirkung der Flüssigkeit auf die Schnittfläche der Rıneer-Lösung allein zuschreiben. Wohl erweckt es den Eindruck, als würde durch Protoplasmatransformationen in differenzierten Gewebszellen. 553 das Eosin die Tiefenwirkung etwas verstärkt; doch sind die Diffe- renzen zu wenig markant, um hier weiter Berücksichtigung finden zu können. Über die Art und Weise, in der die Rinérr-Lüsung einen Ein- fiu8 ausübt, wird man sich zunächst die Vorstellung machen, daß die Flüssigkeit den Zellen, die sie benetzt, entweder Sauerstoff abgibt oder sie deren angehäufte Kohlensäure aufnimmt. Es ist bekannt, daß Kohlensäure die Durchlässigkeit der Zelle erhöht, und man wird daher dazu neigen, für den Erregungszustand, in dem sich die ab- sterbenden Gewebe befinden, die Kohlensäureanhäufung verantwort- lich zu machen und den erregungsverhindernden Einfiuß der RinGEr- . Lösung auf ein Fortschaffen der Kohlensäure zurückzuführen. Dann dürfte auch die Einwirkung hoher Temperaturen auf einer durch den beschleunigten Stoffwechsel bedingten Anhäufung von Kohlen- säure beruhen. Wir werden sehen, daß sich diese Ansicht nicht aufrechterhalten läßt. | Um zu entscheiden, ob Sauerstoffmangel das Protoplasma nicht in den Erregungszustand versetzen kann, wurden folgende Versuche angestellt. Es wurde ein Frosch in sauerstoffreie Luft, deren Kohlen- siuregehalt gleich dem der atmosphärischen Luft war, gebracht und nach 3 Minuten — das Tier zeigt noch schwache Bewegungen — dekapitiert. Ein anderes Tier wurde in ein Gefäß gebracht, in dem der Partialdruck des Sauerstoffs 120 mm, der der Kohlensäure 300 mm betrug. Die geringe Verminderung des Sauerstoffpartialdruckes konnte keine Rolle spielen. Nach 12 Minuten war das Tier apathisch; es wurde dann dekapitiert und die Leber fixiert. Damit durch das Hineinbringen des Tieres in das Gefäß die Zusammensetzung der Luft nicht in unkontrollierbarer Weise verändert wurde, stülpte ich den zu °/, mit atmosphärischer Luft gefüllten Behälter über ein Wasserbecken, leitete schnell die Kohlensäure zu, brachte dann das Tier durch das Wasser in den Behälter hinein und schloß das Gefäß gegen das Wasser durch eine Glasplatte ab. Die Untersuchung der Lebern dieser Tiere ergab das über- raschende Resultat, daß weder das Entziehen des Sauer- stoffes noch eine Verhinderung der Kohlensäureab- gabe die Zellen in Erregungszustand zu versetzen vermag. Damit entschwindet auch die Möglichkeit, den Er- regungszustand absterbender Zellen als eine Folge des Sauerstoffmangels oder der Kohlensäureanhäu- 554 REINHARD DEMOLL, fung aufzufassen. Es müssen hier andere Faktoren die Durch- lässigkeit des Protoplasmas beeinflussen. Daß diese sich jedoch in einer gewissen Abhängigkeit von dem Sauerstoff- und Kohlensäure- gehalt der Zelle befinden, ist sehr wohl denkbar. Nachdem wir dies erkannt haben, wird es nötig sein, noch einmal kurz zurückzukehren zu dem Versuch mit RıngEr-Lösung. Hier blieben die äußersten Zellen des Anschnitts unverändert, wäh- rend alle übrigen den Erregungszustand absterbender Zellen zeigten. Wenn hier von Sauerstoff und Kohlensäurewirkung abgesehen werden muß, so kann man den erregungsverhindernden Einfluß der Rınger- Lösung wohl nur in ihren Salzen erblicken, die das bestehende Po- tentialgefälle nicht stören. Es würde dadurch allerdings nötig, an- zunehmen, daß bei dem Erregungszustand der absterbenden Gewebe nicht die Erhöhung der Durchlässigkeit, sondern eine Veränderung des Potentialgefälles das Primäre ist. Wie der Einfluß der erhöhten Temperatur beurteilt werden muß, nachdem uns die Möglichkeit genommen ist, den gesteigerten Stoffwechsel mit seinen direkten Folgen dafür verantwortlich zu machen, entzieht sich vorläufig einer Beurteilung. Wir dürfen nicht außer acht lassen, dab auch nervöse Rei- zungen hier in Betracht kommen können. Um dieser Frage näher zu treten, ist zunächst zu entscheiden, ob eine Erregung der Zellen auf nervösen Bahnen dieselben Veränderungen des Protoplasmas zur Folge hat, wie wir sie bisher kennen gelernt haben. Man wird dabei am besten so vorgehen, daß man einem nicht betäubten Tier (Kaninchen) ein Stückchen der Leber entnimmt. Hierauf wird man den zurückgebliebenen Teil der Leber durch den Nerv in Erregungs- zustand versetzen und schon innerhalb der ersten Sekunden Teile des Organs fixieren. Auf diese Weise könnte eine Beantwortung der oben aufgeworfenen Frage leicht gelingen. Leider fehlten mir die technischen Mittel, um diese Untersuchung durchzuführen. Doch glaube ich auf anderem Wege den Nachweis erbringen zu können, daß eine nervöse Reizung denselben Erfolg hat wie Chloroform und erhöhte Temperatur. Nur gibt dieser Weg mir nicht die Möglichkeit zu entscheiden, ob dieser Zustand momen- tane Folge der Nervenreizung ist. Bringt man einen Frosch 15 Se- kunden lang in Chloroformdämpfe, dekapitiert ihn und fixiert die Leber, so findet man die Zellen im Ruhezustand. Diese kurze Ein- wirkung des Chloroforms vermag also noch keinen Erregungszustand hervorzurufen. Läßt man einen Frosch, der sich 15 Sekunden lang Protoplasmatransformationen in differenzierten Gewebszellen. 555 in Chloroformdämpfen befunden hat, sich wieder erholen — das Tier zeigt keine längere Nachwirkung des Chloroforms —, indem man es wieder unter normale Bedingungen bringt, und dekapitiert es nach 12 Stunden, so findet man jetzt die Leberzellen in ausgesprochenem Erregungszustand. An eine direkte Einwirkung des Chloroforms kann hier wohl kaum gedacht werden, so daß man an eine nervöse Nachwirkung denken darf. Die eben erwähnten Versuche wurden angestellt, um zu eruieren, ob ein prinzipieller Unterschied in den protoplasmatischen Verände- rungen erkannt werden kann bei kurzer Einwirkung des Chloro- forms ohne tödlichen Ausgang und bei letaler Narkose. Eine solche Vermutung ist nicht unbegründet. HÖBER kommt zu dem Schlusse, daß eine Steigerung der Durch- lässigkeit durch gewöhnliche Narkose nicht zustande kommt, daß diese nur dann eintritt, wenn das Narkotikum in sehr starker Dosis ver- abreicht wird; da die Permeabilitätssteigerung, die in diesem Falle eintritt, irreversibel ist, so muß sie zum Tod führen. Ich zitiere hier zwei Sätze aus seinem Sammelreferat (1910). „Narkose tritt ein, wenn sich Narkotika bis zu einer bestimmten molekularen Kon- zentration in den Zellipoiden angesammelt haben, indem sie dann eine zur Erregung gehörige, in den Lipoiden ablaufende kolloidale Zustandsänderung zu hemmen imstande sind“ (p. 183). „Wenn man ein Narkotikum in grösserer Konzentration lokal auf einen Muskel wirken lässt, so tritt ein irreversibler Ruhestrom von normaler Richtung auf, offenbar infolge von Auflockerung der Plasma- haut durch Lipoidweglösung. Es erfolgt also auch hier das gerade Gegenteil von dem, was vorher vom Einfluß der Narkotika auf den Ruhestrom gesagt wurde. Dies erfolgt aber nur dann, wenn man so grosse Narkotikumkonzentrationen anwendet, dass Tod als Folge einer irreversiblen Änderung eintritt, ebenso wie die genannte Hämolyse durch die Narkotika nur dann erfolgt, wenn die Nar- kotikumkonzentration erheblich über die zur Narkose zureichende _ Konzentration gesteigert wird!“ (p. 184). Zunächst stellte ich die Dauer der Einwirkung fest, die nötig war, um einen Frosch abzutöten. Sie lag bei den von mir unter- suchten Tieren außerordentlich nieder. Wurden die Tiere 30 Sekunden in Chloroformdämpfe gebracht, dann kurz in Wasser abgespült und in einen luftigen Behälter zurückgesetzt, so schienen sie sich inner- halb einiger Stunden zu erholen. Nach 10 Stunden war nur noch an der etwas mehr horizontalen Körperhaltung eine geringe Ab- 556 ReiwHotd DrmoL, weichung vom normalen Verhalten zu erkennen. Nach etwa 20 Stunden trat aber dann ziemlich schnell der Tod ein. Auch bei einer Einwirkungsdauer von 25 Sekunden konnte dies in den meisten Fallen beobachtet werden. Geht man bis auf 15 Sekunden herab, so hat man keinen letalen Ausgang mehr zu erwarten, obwohl man doch der Maximaldosis jedenfalls schon nahe ist. Allerdings muß hier erwähnt werden, daß eine Narkose im Sinne von Bewegungs- losigkeit in dieser Zeit nicht erreicht wird. Die Tiere springen auch noch in der 15. Sekunde in dem Behälter umher; allerdings bleiben sie, wenn man sie herausnimmt, ruhig in der Hand liegen. Nach kurzer Zeit haben sie sich vollständig erholt, soweit man aus ihren Bewegungen schließen darf.!) Eine vollständige Narkose liegt also hier nicht vor. Diese finden wir aber auch dann noch nicht, wenn die Chloroformdosis schon den Tod bedingt. Auch nach 25 Sekunden springen die Tiere noch lebhaft umher; nimmt man sie heraus, so sind sie allerdings noch apathischer als solche, die nur 15 Sekunden in Chloroformdämpfen saßen. Die histologische Untersuchung ergibt, daß bei den Tieren, bei denen die Chloroformdosis unter der letalen Menge blieb, die Zellen im Ruhezustand gefunden werden. Erst beim Überschreiten des Maximums vermag es die Zelle zu den typischen Transformationen zu veranlassen. Man kann also sagen: wenn das Chloroform das Protoplasma in den Erregungszustand zu versetzen vermag, führt esden Tod herbei. Dadurch gewinnt die Ansicht, daß es sich in diesem Falle um irreversible Prozesse handelt, eine neue Stütze. Ich habe bisher nur die an den Leberzellen gewonnenen Er- gebnisse erwähnt. Bei den meisten Versuchen wurden nicht nur Stückchen der Leber, sondern auch ein Teil des Darmes und der Lunge mit fixiert. Es ergab sich aber, dab hier eine Veränderung nicht zu kon- statieren war. Dasselbe gilt auch für die roten Blutkörperchen. Es mußte dies den Gedanken nahelegen, dab diese Veränderungen, wie ich sie bei der Leber fand, sich nur bei Drüsen finden und daß hier die Kontraktionen des Protoplasmas mit einem von ver- schiedenen Autoren postulierten Austreibungsdruck in Beziehung gesetzt werden dürften. Die Untersuchung ergab jedoch bei allen 1) Über die Nachwirkung, die tatsächlich noch vorhanden ist und jedenfalls nervöser Natur ist, wurde bereits oben gesprochen. Protoplasmatransformationen in differenzierten Gewebszellen. 557 untersuchten Drüsen ein negatives Resultat. Es gelang mir bei keinem anderen Organ als bei der Leber, eine Veränderung der Zell- struktur zu beobachten. Die Sonderstellung, die die Leber hier ein- nimmt, ist vielleicht durch die Intensität ihrer Stoffwechselvorgänge bedingt. Das Beschränktbleiben dieser Erscheinungen auf die Leber- zellen ist überraschend, raubt uns jedoch nicht das Recht — wie mir scheint — diese Vorgänge bei Betrachtungen allgemeinerer Art über die bei der Erregung ablaufenden Prozesse mit zu berück- sichtigen. Ich möchte hier auf einen Punkt besonders hinweisen. Die Kontraktion des Protoplasmas kann nicht auf Rechnung von Ände- rungen gesetzt werden, die auf die Zellmembran beschränkt sind. Es wäre dies allenfalls noch denkbar bei den Zellen der Frosch- leber. Bei denen des Molches jedoch, wo im Erregungszustande innerhalb der Zelle kompaktere Plasmazüge entstehen, ist anzu- nehmen, daß die Erregung das gesamte Plasma der Zelle erfaßt. Wenn wir aber daran festhalten, daß Steigerung der Permeabilität und Erregung nicht zu trennen sind, so darf man auch nicht mehr die Durchlässigkeitsänderungen in die Peripherie der Zelle allein verlegen. Es scheint, daß man sich deshalb so schwer von der An- nahme einer physiologischen Zellmembran losmacht, weil eine ganze Reihe von Untersuchungen an Blutkörperchen vorgenommen sind. Nun ist es aber durchaus nicht unwahrscheinlich, daß bei diesen in der Tat andere Verhältnisse vorliegen und daß man mit Recht darauf hinweist, daß manche Tatsachen hier für eine Membran sprechen. Lassen wir aber die roten Blutkörperchen in dieser Hin- sicht eine Sonderstellung einnehmen und fassen unter dieser Voraus- setzung die verschiedenen Erscheinungen ins Auge, so müssen wir wohl für alle übrigen Zellen zu einer Auffassung kommen, wie sie von Borrazzı vertreten wird. Er sagt (p. 254—255) „... wenn wir annehmen, daß ein Ionengleichgewicht zwischen der intermizellaren Flüssiekeit und den Protoplasmamizellen besteht, und daß der Er- regungszustand mit allen seinen verschiedenen funktionellen Er- scheinungen der Ausdruck einer Störung dieses Gleichgewichts und der dadurch bedingten Veränderungen des physikalisch-chemischen Zustandes der Protoplasmakolloide ist, dann können, wie mir scheint, alle physiologischen Erscheinungen durch Vorgänge erklärt werden, die sich in jedem einzelnen Teile des Protoplasmas abspielen, statt durch Vorgänge (derselben Art), die in der angenommenen Membran L 558 NR. Demos, Protoplasmatransformationen in differenzierten Gewebszellen. allein eintreten.“ Die Kontraktionsformen des Plasmas in den Leberzellen vom Molch stützen diese Auffassung. Sie weisen darauf hin, daß eine Abhängigkeit der Erregungs- vorgänge von der Zellperipherie nicht besteht. Literaturverzeichnis. BERNSTEIN, J., Elektrobiologie, in: Die Wissenschaft, Braunschweig Oa. BoTTazzı, F., Das Cytoplasma und die Körpersäfte, in: WINTERSTEIN’s Handb. vergl. Physiol., Vol. 1, 1. Hälfte. HÖBER, R., Physikalische Chemie der Zelle und der Gewebe, 2. Aufl., Leipzig 1906. —, Die Durchlässigkeit der Zellen für Farbstoffe, in: Biochem. Ztschr., Vol. 20, 1909. —, Die physikalisch-chemischen Vorgänge bei der Erregung. Sammel- referat, in: Ztschr. allg. Physiol., Vol. 10, 1910. Nachdruck verboten. Übersetzungsrecht vorbehalten. Untersuchungen über die biologische Wirkung einiger Begonnen in Gemeinschaft mit Herrn Dr. W. CroxHEIM (7), Salze. ausgeführt und zusammengestellt von Dr. Erwin Hirsch, Assistent am Zoologischen Institut Jena. (Aus dem Tierphysiologischen Institut der landwirtschaftlichen Hochschule zu Berlin.) Inhaltsverzeichnis. Einleitung I. Übersicht Alben die Toalkiasendle ieh II. Material und Methoden à ; III. Die Versuche ‘ IR Kontrollversuche 2. MgCl, 14. 3. MgSO, 4, NaCl 5. Na,SO, 6. NaNO, 7. CaCl, 8. Ca(NO,), : 9, ie 10 ial 2 13 KCl ke sO) 5 KNO, : \ Terms mit saniechen rl sébraltohen flseenermaiennen . Der Einfluß der Salze auf die Zerstörung der organischen Substanz im Wasser . Entgiftungsversuche IN 2Schlub . ~: Nachtrag während der Dinde. 560 | Erwin Hrescu, Einleitung. Im Mai 1912 begann ich gemeinschaftlich mit Herrn Dr. W. CronHEIM eine Arbeit mit der Absicht, zu studieren, in welcher Weise gewisse häufiger vorkommende anorganische Salze auf die Biologie des Süßwassers einwirken. Um dem Problem in seinem ganzen Umfange gerecht werden zu können, stellten wir folgende drei Fragen als Programm auf: . 1. Bis zu welcher Konzentration darf eine Lösung eines be- stimmten Salzes gesteigert werden, ohne eine empfindliche Schädigung der Versuchstiere hervorzurufen, und läßt sich eine Anpassung der Organismen an Salze erzielen ? 2. Welchen Einfluß üben die Salzwirkungen auf die Selbst- reinigung des Wassers aus (Zerstörung der organischen Substanz)? 3. Kann man die schädigende Wirkung eines Salzes durch Zu- satz eines anderen verändern oder aufheben? Ein unglückliches Geschick ließ jedoch die Arbeit in dem ge- planten, durch die obigen Fragen gekennzeichneten Umfange nicht zur Vollendung kommen. Die Untersuchung über die Wirkung der Salze auf Süßwasserorganismen, die ich übernommen hatte, konnte ich auch im Verlauf des Sommers 1912 zu Ende führen, und als ich Ende September 1912 aus dem Institut in Berlin ausschied, begann Herr Dr. CRonHEIM mit den Versuchen über die Zerstörung der organischen Substanz. Zwei Monate später erlag er jedoch einem Unfall in den Bergen, ohne daß seine Studien einen Abschluß ge- funden hatten. Da aber die Versuche mit Süßwasserorganismen so gut wie abgeschlossen sind und einen Teil für sich bilden, glaube ich sie veröffentlichen zu dürfen. Der Vollständigkeit halber gebe ich auch die von Herrn Dr. CroxHEIMm hinterlassenen Daten aus seinen Versuchen über die Zerstörung der organischen Substanz unter dem Einfluß von Salzlösungen wieder. Mit dem ursprünglichen Plan der Arbeit hängt es zusammen, daß die Fragestellung bei den von mir ausgeführten Versuchen an Süßwasserorganismen in gewisser Weise etwas einseitig ist. Denn es handelt sich ja, wie eingangs unter Frage 1 erwähnt, zunächst nur darum, von einem Salz die Maximaldosis zu finden, die noch keine empfindliche Schädigung der Versuchstiere herbeiführt. Es liegen daher auch keine Angaben darüber vor, ob und was für Ver- änderungen das Salz im Tierkörper hervorgerufen hat. Wenn ich es trotz dieser Einseitigkeit wage, meine Versuche Biologische Wirkung einiger Salze. 561 zu veröffentlichen, die ja nur als ein Teil einer viel größeren Arbeit gedacht waren, so geschieht das aus zwei Gründen: einmal habe ich mich bei der Durchsicht der Literatur davon überzeugt, daß so weit ausgedehnte Versuche, bei denen so viele Salze verwandt wurden, bisher nicht vorliegen. Allerdings ist dafür vielleicht das Tier- material, das Horer (1907) zu seinen Versuchen benutzte, nach hydrobiologischen Gesichtspunkten besser ausgewählte Dann aber bestimmt mich zu einer Veröffentlichung dieser Untersuchungen die Meinung, daß manche Fragen, die in der Gewässerkunde eine immer größere Rolle spielen — die Behandlung und Beurteilung salzhaltiger Fabrikabwässer —, vielleicht eine bessere Würdigung erfahren können, wenn einmal festgestellt ist, welche Mengen die Süßwasser- organismen von den einzelnen Arten der Salze vertragen und ob eine Möglichkeit vorliegt, sie an salzige Wässer zu gewöhnen. I. Übersicht über die vorliegende Literatur. Die Literatur über die Wirkung von Salzen in Lösung auf den tierischen Körper ist außerordentlich groß geworden und könnte mit Rücksicht auf das vorliegende Arbeitsgebiet nach zwei Richtungen geordnet werden. Auf der einen Seite handelt es sich ausschließlich um physiologische Probleme, auf der anderen dagegen treten bio- logische Fragen in den Vordergrund. Streng genommen ist zwar eine solche Trennung in physiologische und biologische Arbeiten nicht immer aufrechtzuerhalten; denn ohne Zweifel müssen viele der letzteren Abhandlungen zur Physiologie gestellt werden. Ich führe auch diese Trennung nur durch, um bei der folgenden Angabe der für das vorliegende Problem in Betracht kommenden Arbeiten die unwichtigeren ausschalten zu können. Unwesentlich sind alle physio- logischen, d. h. die Untersuchungen, die sich nur mit der Wirkung von Salzlösungen auf ein Organsystem beschäftigen. Im Gegensatz dazu darf man wohl die Arbeiten, die die Einwirkung von Salz- lösungen auf das Leben des gesamten Tieres behandeln und bei der Besprechung der vorliegenden Versuche herangezogen werden müssen, als biologisch bezeichnen. Auf physiologischem Gebiet treffen wir eine ganz besonders reiche Literatur, die durch die Untersuchungen von PURKINJE u. VALENTIN (1835) inauguriert sein dürfte. Diese Forscher be- schäftigten sich mit der Bewegung von Flimmerepithelien und prüften auch unter anderem ihre Reaktion auf Salze. Später reihten sich dieser Arbeit Untersuchungen von KuEHxe (1859) und (1864) 562 Erwin Hirscu, und von Rorn (1866 „Reaktion“ und 1866 ,,Beziehungen“) über Kontraktilität und Bewegung des Protoplasmas an. Es wurden dann immer weitere Fragen der Physiologie im Zusammenhang mit Salz- lösungen erörtert, so die Beeinflussung der Nerven Massarr (1889) und HrrscHMANN (1891), der Lymphbildung KR. HEIDENHAIN (1891), des Blutes und seiner Bestandteile HAMBURGER (1886, 1887 und 1890) und sehr viele andere. Ein neues Moment brachten in die Beurteilung physiologischer Fragen die Untersuchungen von Rincer (1883, 1886, 1895) und Locke (1893 und 1895) durch die Feststellung, daß gewisse Salze für die Funktion vieler Organe unentbehrlich seien. Auf diesen Punkt werden wir weiter unten einzusehen haben. Als biologische Arbeiten stellen sich die Untersuchungen auf rein faunistischem Gebiet!) dar, z. B. die von SCHMANKEWITScH (1875 „Verhältnis“, und 1877 und 1877 „Einfluß“), Dapay (1884), Entz (1879), ZACHARTAS (1888), BLANCHARD (1891), FLORENTIN (1899), QUIRMBACH (1912), TEIENEMANN (1913), Corpırz (1914). Hierhin gehören wohl auch die Abhandlungen über den Einfluß der Salzlösungen auf die Entwicklung der Tiere, VArıcny (1883), Hergsr (1893), PouckHEr u. CHABrY (1889), O. Herrwıc (1895) und Drzewına u. Bonn (1907). In diesem Zusammenhang müssen auch die Untersuchungen von PETER (1904) über die Beeinflussung der Teilung bei Protozoen durch Salzlösungen Erwähnung finden. Das Hauptinteresse beanspruchen zum Vergleich mit den Er- gebnissen der vorliegenden Arbeit die Untersuchungen darüber, bis zu welcher Konzentrationsgrenze Süßwasserorganismen durch Salz- lösungen geschädigt werden, und wieweit sie sich an solche ge- wöhnen lassen. Die älteste Veröffentlichung auf diesem Gebiet stammt von BEUDANT (1816). Paläontologische Befunde über Brackwassermollusken veranlaßten ihn der Frage nachzugehen, ob es Süßwassermollusken möglich sei in salzigem Wasser zu leben, und umgekehrt, ob auch marine Mollusken im Süßwasser Existenzbedingungen finden könnten. Das Ergebnis seiner Untersuchungen war, daß bei langsamer Ge- wohnung an Salzlösung einige Süßwasserformen, z. B. Limnaea, 1) Von den faunistischen Untersuchungen zitiere ich hier nur die- jenigen, die Zusammenstellungen der gesamten Fauna eines salzreichen Gewässers bringen. Auf weitere Arbeiten werde ich im Schlußteil ver- weisen. Biologische Wirkung einiger Salze. 563 Planorbis, Physa, Ancylus und Patella lacustris in einer Lösung mit 4°), NaCl gehalten werden konnten. Der Kuriosität halber sei er- wähnt, daß es ihm gelang, bei umgekehrten Versuchen einzelne marine Mollusken (Patella, Fissurella, Haliotis, Tellina u. a.) fünf Monate lang gemeinsam mit Paludinen und Planorbis in einem Süß- wasseraquarium zu züchten. Eine nächstjüngere Angabe fand ich erst bei Coun (1854), der über das Vorkommen von Euplotes in einer Lösung mit 12°}, Salz berichtet. Bei langsamem Zusatz von süßem Wasser konnte er diesen Stamm an eine Verdünnung bis auf 1—2°/, gewöhnen, während bei plötzlichem Zusatz von süßem Wasser die Tiere sofort zugrunde gingen. Ich muß es mir versagen, in der gleichen Weise alle weiteren “Arbeiten zu behandeln, die über solche und ähnliche Versuche be- richten, ebenso wie ich auch die faunistischen Befunde an dieser Stelle nicht eingehend darstellen konnte. Ich werde am Schluß bei Gelegenheit der Besprechung der Versuchsresultate auf sie hinzu- weisen haben. Um dort Wiederholungen zu vermeiden, werde ich hier nur die Arbeiten aufzählen, in denen Versuche an Sübwasser- organismen in Salzlösungen vorgenommen wurden. Mit Protozoen stellten Versuche in Salzlösungen und Versuche zur Gewöhnung daran oder an Meerwasser an: Binz (1867), CzERNY (1869), GRuBER (1889), Massarr (1889), Bazprant (1898), FLORENTIN (1899), Yasupa (1900), Korenrscuewsxy (1903) und ZUELZER (1907). Massarr arbeitete auch mit Hydren und Fröschen. Mit Arthropoden (Crustaceen und Insectenlarven) experimentierten PLATEAU (1871), Bert (1885), Warren (1900), Wo. Ostwaxp (1905 und 1907) und DERNoScHEcK (1912). Fische wurden zur Untersuchung verwandt von: Brrr (1871), GRANDEAU (1872), RicHer (1885) (operierte gleichzeitig mit Krebsen und Fröschen), Weıieent (1885), Kornıs u. HaseLHorr (1897), GrarD (1900), SIEDLECKI (1903). Frösche oder Kaulquappen dienten als Versuchstiere folgenden Autoren: SEMPER (1880), VArıcny (1883), O. Herrwic (1895) und Drzewina u. Bonn (1907). Eine wichtige Arbeit neueren Datums ist noch zu nennen, die von Horer (1907). Es werden darin mehrere Vertreter der Süb- wasserfauna zur Untersuchung herangezogen, jedoch arbeitete Horer, seinem Zweck entsprechend, ein Gutachten über die Wirkung der Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 37 564 Erwin Hirscu, Kaliabwässer abzugeben, nur mit vier Salzen: NaCl, MgCl,, MgSo, und CaCl,. Außer den angeführten Arbeiten ließen sich leicht noch eine Reihe weiterer Arbeiten nennen, die teils andere Versuchstiere, teils andere Salze, teils andere chemische Agenzien in den Kreis der Betrachtungen zogen, die wir hier aber ausschalten müssen. Um Weitschweifigkeiten zu vermeiden, kann man die Grenzen für die Besprechung der vorliegenden Untersuchungen nicht eng genug ziehen. Wie schon oben erwähnt, brachten die Entdeckungen von RINGER (1883 „Investigation“ und 1883 , Influence“) (1886 und 1895) und RINGER u. Buxron (1885) einen neuen Gesichtspunkt für die Behandlung der Frage nach der Schädlichkeit reiner Salzlösungen. Ein Ergebnis dieser Untersuchungen ist ja als Rınger’sche Lösung zur Genüge bekannt. Bekannt ist auch die Verbesserung dieser Lösung durch Locke (1895). Während jedoch diese Untersuchungen fast ausschließlich auf die Erhaltung von Organen und nur zu einem kleinen Teil auf die Verlängerung des Lebens von Tieren in reinen Salzlösungen gerichtet waren, kam erst Lorp (1902) dazu, die Er- fahrungen aus diesen Versuchen auch auf Tiere zu übertragen und an ihnen die Möglichkeit zu erforschen, die Schädigungen durch reine Salzlösungen mit Hilfe anderer Salze aufzuheben. Er führte seine bekannten Untersuchungen teils allein (1911, 1911 „Erhöhung“, 1911 „Entgiftung“, 1911 „Mechanismus“, 1912 , Abhangigkeit“, 1912 »Hemmung“) teils in Verbindung mit Wastrenrys (1911 „Ent- siftung“, 1911 „Natriumchlorid“, 1911 „Säuren“, 1912) aus. Alle die genannten Arbeiten ergaben das wichtige Resultat, daß die Schädlichkeit reiner Salzlösungen zu einem Teil auf Ionen- wirkung beruhe und daß man durch Einbringen anderer Ionen in die Lösung in einem bestimmten Verhältnis (Entgiftungskoeffizient) die schädliche Wirkung aufheben kann. Ähnliche Versuche machte auch Wo. Osrwazp (1905) für Daphnien. Der folgende Abschnitt wird darüber berichten, wie die Ver- suche in dieser Arbeit vorgenommen wurden, welche Salze und welche Tierarten Verwendung fanden. II. Material und Methoden. Abgesehen von organischen Beimengungen stellen sich als die Hauptbestandteile natürlicher Wässer (Grund- und Quellwässer), so- weit sie nicht durch menschliche oder tierische Abgänge verunreinigt sind, die folgenden dar: Salpetersäure, Schwefelsäure, Chlor, Kalk, Biologische Wirkung einiger Salze. 565 Magnesia, Kali und Natron (Hasezxorr, 1909). Bei ihrem Durch- gang durch diluviale oder alluviale Schichten gesellen sich noch Spuren von Eisen und Mangan hinzu (Sprrra, 1911). Tonerden, Kieselverbindungen und Kohlensäure treten unter normalen Verhält- nissen gegenüber den oben angegebenen Stoffen erheblich zurück (vgl. die zahlreichen Tabellen bei FıscHer, 1914). Ammoniak und in der Regel auch Phosphorsäure sind auf Rechnung menschlicher oder tierischer Stoffwechselprodukte zu setzen. Anreicherung einzelner Glieder der angeführten Salzreihen führen zur Entstehung salzreicher Binnengewässer, die teils auf natürlichem Wege, teils durch Bergwerksabwässer zustande kommen. Es ergibt sich also bei einer solchen Arbeit wie der vorliegenden sofort das Programm für die Salze, die berücksichtigt werden müssen: ihre metallischen Komponenten sind Na, K, Ca und Me, ihre Säure- komponenten HCl, H,SO, und HNO,. Diese einzelnen Glieder waren zu kombinieren und mußten unsere Versuchssalze darstellen. Dementsprechend werden in dieser Arbeit die folgenden Salze behandelt werden: MgCl,, MgSO,, NaCl, Na,SO,, NaNO,, CaOl, Ca(NO,),, KCl, K,SO, und KNO,. CaSO, kam nicht zur Verwendung, da seine Löslichkeit im Wasser zu gering ist, sie beträgt nur 0,2%, (HoLLEMANN, 1907). Eine in diesem Verhältnis gesättigte Lösung übt auch nach Wærceur (1882) noch keine schädliche Wirkung aus. Me(NO,), ist so selten, daß seine Behandlung kaum für notwendig erachtet werden dürfte. Gleichzeitig bot sich in der eben erwähnten Zusammenstellung der Versuchssalze eine Möglichkeit, durch den Vergleich der ein- zelnen Komponenten zu erkennen, welche die schädliche sei. Man muß so nachweisen können, wenn man nebeneinander die vier Chloride betrachtet, welches Metall am schädlichsten ist, und in derselben Weise aus dem Vergleich der verschiedenen Salze eines Metalles ableiten können, ob eine bestimmte Säuregruppe die Schäd- lichkeit beeinflussen kann. Alle Salze („chemisch rein zur Analyse“) wurden aufgelöst in Leitungswasser, das den Leitungen des Instituts entnommen wurde und dessen Cl-Gehalt so gering ist, daß bei Anwendung von Salpetersäure und Silbernitrat nur eine ganz schwache Trübung eintritt. Wir verwendeten Leitungswasser, um eine Kontrolle in Parallelversuchen zu ermöglichen, die ja in destilliertem Wasser nicht möglich ge- wesen wäre. Zu Versuchstieren wählten wir Daphnien als Vertreter des G 37% 566 Erwin Hirscu, Crustaceenplanktons. In den Aquarien des Instituts lebte den ganzen Sommer über eine dunkle, fast rostbraune Varietät in groBen Mengen. Rote Chironomus-Larven (Chironomus plumulosus) wurden als Vertreter der Insectenfauna untersucht. Wir bezogen sie aus dem Miiggelsee bei Berlin, und es war nicht schwer, sie ohne Verluste im Schlamm bei dauernder Durchliiftung zu halten. Aus der Montée des Jahres 1912 waren Aale in das Institut geliefert worden, die ebenfalls zu den Versuchen verwendet wurden. Man könnte dagegen den Einwand machen, daß sie kein klares Bild von der Schädlichkeit der Salzlösungen geben würden, da sie ja gerade wegen ihrer Herkunft aus dem Meer besser befähigt sein müßten, Salzlösungen zu ertragen als andere Fische oder auch als die anderen Versuchstiere. Dieser Einwand könnte wohl durch folgende zwei Überlegungen beseitigt werden. Die Aale, die aus dem Meer in die Flüsse steigen, dürften wohl kaum noch als Meeres- tiere anzusprechen sein. Denn sie würden nicht in die Süßwasser- flüsse aufsteigen, wenn sie nicht durch eine physiologische Kon- stitution dazu bestimmt wären, das Süßwasser aufzusuchen. Dazu kommt noch, daß sie vor ihrer Verwendung zu den Versuchen mehr als einen Monat ohne erhebliche Verluste in einem Süßwasser- aquarium gelebt haben, so daß sie schon vollkommen an das Süß- wasser angepaßt waren. Zweitens ist ja bekannt, Lors (1902) und Wo. Osrwazp (1905) zeigten uns das, daß reine Salzlösungen weitaus schädlicher sind als die Salze in ihrer Kombination im Meerwasser. Sie sind sogar in derselben Konzentration, in der sie dort vorkommen, ungemischt schädlich. Wenn daher also die Aale wirklich noch als Meerwassertiere anzusprechen gewesen wären, so war zu erwarten, daß sie sich ebensowenig widerstandsfähig gegen reine Salzlösungen erweisen würden wie die anderen Versuchstiere. Außerdem boten sie den Vorteil eines sehr gleichmäßigen Materials, wenigstens was ihr Alter anbetrifft. f Als letzte Versuchstiere kommen noch Kaulquappen in Betracht, die auch aus dem Miiggelsee stammten. Ich verwendete zu den Versuchen, abgesehen von einer Ausnahme, solche, die noch keine Extremitätenanlagen hatten. Auch sie hielten sich in großen Aquarien fast ohne Verluste. Außerdem setzte ich noch eine Reihe von Versuchen mit einem von Algen und Flagellaten grün gefärbten Wasser an, das in seinem Bestand außerdem noch Diatomeen, Amöben und Ciliaten aufwies. Biologische Wirkung einiger Salze. 567 Zu den Versuchen über die Zerstörung der organischen Sub- stanz verwendete Dr. CRONHEIM ausgefaulten Rinderharn. Alle Versuche wurden in ausparaffinierten Gläsern (sog. Ele- mentengläsern mit etwa 11, 1 Fassungsvermögen) ausgeführt, um zu vermeiden, daß Substanzen, und seien es auch nur Spuren, aus dem Glas in Lösung gingen. Beim Ausparaffinieren ging ich in der Weise vor, daß ich die Gläser nach sorgfältigem Austrocknen mit Alkohol und Äther in einen Brutschrank mit einer Temperatur von 100—110° stellte, bis festes Paraffin (Schmp. 56—58°) darin völlig aufgelöst war und in einer Schicht von etwa 3 cm den Boden bedeckte. Das Paraffin wurde dann an den Wänden sorgfältig in dünner Schicht aufgetragen!) und die Gläser am Fenster abgekühlt. Dadurch bildete sich eine dünne Paraffinhaut über dem Glas. Zu ihrer Verdickung wurde dann abermals flüssiges Paraffin in die fertigen Gläser hineingegossen und unter raschem Drehen wieder ausgeschüttet. Auf diese Weise erhielt ich Gläser mit einer fast 3/, mm starken Paraffinwand. Alle Versuche führten wir in 1 1 Lösung aus. Eine Ausnahme machen nur einige wenige Versuche mit Algenwasser in 31. Unsere Lösungen stellten verschiedene in bestimmtem Verhältnis verdünnte Normallösungen des betreffenden Salzes dar. Es kommen folgende Lösungen in Betracht: n/2, n/4, n/8, n/16, n/32, n/64 und n/100. Bei Tierversuchen unterscheide ich zwei Arten, die „einfachen Versuche“ und die „Übersetzungsversuche“. In den einfachen Versuchen setzte ich die Tiere sofort in die verschiedenen Lösungen des Salzes ein. Bei den Übersetzungsversuchen dagegen kamen die Versuchstiere zunächst in die schwächste Konzentration, meistens n/64. Sie wurden dann nach etwa 3 Tagen in die nächst stärkere Lösung überführt. Bisweilen wurden Zwischenkonzentrationen, wie n/24, n/12, n/6 und 3n/8, eingeschaltet. Die Übersetzungsversuche machte ich im allge- meinen 3mal, um ein besseres Mittel gewinnen zu können. Außer den eben geschilderten Übersetzungsversuchen führte ich auch „ver- kürzte Ubersetzungsversuche* durch. Sie wurden jedoch nur bei Chironomus-Larven angewandt. In diesen‘ Versuchen wurden die Larven nach 2, in anderen nach 1 Tag in die nächst höhere Kon- zentration gebracht. Bei der Versuchsanordnung war noch zu berücksichtigen, dab 1) Hierzu verwendete ich einen Wattebausch, der mit Leinen be- wickelt war. 568 Erwin Hırsch, frühere Forscher die Erfahrung gemacht hatten, dab das Volumen, in dem man die Versuchstiere züchtet, selbst eine bedeutende Rolle spielt, indem die Tiere bei zu kleinem Volumen weniger wider- standsfähig seien als bei größerem. Über die Wirkung eines zu kleinen Volumens auf das Wachstum ist man schon länger unter- richtet; so betrachtet es SEMmPpEr (1880) als allgemein bekannte Tat- sache, „dab das Wasservolumen einen bestimmten Einfluß auf das Wachstum und die vom erwachsenen Thier erreichte endliche Größe hat“. Über geringere Widerstandsfähigkeit bei zu kleinem Volumen machte Brrr (1866) Erfahrungen; weiterhin berichtet über Ähn- liches Buzror (1904). Ebenso ist es bekannt, daß die Anzahl der Versuchstiere in der Lösung gleichfalls bestimmend ist für ihr gedeihliches Fort- kommen (BuLtor, 1904; Warren, 1900). Indem wir nun für alle Versuche als Volumen mindestens 1] Lösung bestimmten, glaubten wir der Forderung nach der genügenden Größe des Volumens entsprochen zu haben. Die Zahl der Versuchs- tiere war für Daphnien auf 25, gelegentlich auf 25—30 festgesetzt. Mit ebensoviel Tieren arbeiteten auch Buzzor (1904) bei den viel srößeren Gammarus, WARREN (1900) und DERNoscHEcK (1912) an Daphnien. Von Aalen wurden nur 3 Tiere auf 1 1 gebracht, von Kaulquappen 3—6 und von Chironomus-Larven 6—10. Ich werde allerdings bei einzelnen Versuchen darauf hinweisen müssen, dab 10 Chironomus-Larven bereits zu viele Tiere für 1 1 Lösung waren. Die Aale und Kaulquappen fütterte ich mit Fischmehl während des Versuches, nachdem ich mich davon überzeugt hatte, dab es von beiden angenommen wurde. Alle Versuche, besonders aber die mit Kaulquappen und Aalen wurden nach Möglichkeit täglich mindestens 10 Minuten durchlüftet. Leider war es nicht möglich, durch jedes einzelne Versuchsglas dauernd einen Strom frischer Luft zu treiben, da dazu eine auber- ordentliche Apparatur nötig gewesen wäre. Hatte ich doch bis- weilen über 60 Gläser im Versuch. Alle Versuche wurden in einem Raum ausgeführt, wobei darauf geachtet wurde, daß alle Gläser gleichmäßig belichtet waren. Die Temperatur wurde im Versuchsraum täglich beobachtet; abgesehen. von den täglichen Schwankungen, blieb sie den Sommer über ziem- lich konstant. Daß die Widerstandsfähigkeit der Versuchstiere von der Höhe der Temperatur abhängig ist, haben Untersuchungen von WEIGELT (1885) und RıcHer (1886) ergeben. Biologische Wirkung einiger Salze. 569 III. Die Versuche. 1. Kontrollversuche. In Folgendem gebe ich Tabellen wieder, die sich aus den Pro- tokollen über meine Versuche ergeben, und werde sie ganz kurz be- sprechen. Ich habe dabei die „höchste erträgliche Konzentration“ festzustellen und zu erörtern, ob eine Anpassung an das Salz er- folgt ist. Erst in dem zusammenfassenden Schlußteil werde ich die Folgerungen besprechen, die die Versuche nahelegen, und die Er- sebnisse mit denen anderer Autoren vergleichen. In den Tabellen bedeutet die Zahlenangabe unter den Tages- zahlen stets die Anzahl der überlebenden Versuchstiere. Lücken oder übersprungene Tageszahlen lassen erkennen, daß an diesen Tagen keine Beobachtungen gemacht wurden. Alle Tabellen sind horizontal zu lesen, wenn kein Pfeil die Übersetzung der Versuchs- tiere in eine höhere Konzentration andeutet. Bei den Tabellen aus den Übersetzungsversuchen ist am Tage der Übersetzung der Be- stand der Versuchskultur in der nächst unteren Reihe (also in die am linken Rand vermerkte nächst höhere Konzentration) wiederholt. Von hier aus geht der Versuch horizontal weiter bis zur nächsten Übersetzung. Voran stellen muß ich die Tabellen über die Kontrollversuche, die ich mit den verschiedenen Tieren in Leitungswasser vorge- nommen habe. Tabelle 1. 6 Kontrollversuche mit je 25 Daphnien. Überlebende nach Baal zZ se je Klo ne aa | 15 ies) 17 1820) 21 Tagen 1 og lie a A| A| A Gag 1 88 eo lan a een) | a! G aa 10 el noe wy Bl 85 HOME sg a ee go 19 |19 |17 |15 | 15 | 15.| 10 | 10 | 10 32125) 22 122) 19, 19, ey, ee EE ee | 2700120) ale 16 16 116 |16 | 16 | 10 |10|ı0| 8 . EOS ae OP SE Me op BL nee El 7 12 2 20) 16e) 2 lo | ul 4 | 3 6125123) 18 14 -J+J +J+JiJ 0 1) J bedeutet in allen Versuchen mit Daphnien, daß Junge auftreten, A alte Tiere, nicht zahlenmäßig bestimmt. 570 Erwin HırscH, Aus der Tabelle ersieht man, daß in gewöhnlichem Wasser bei Daphnien, die aus einer Zucht stammen, ungefähr um den gleichen Tag Junge erscheinen und daß im allgemeinen bis zum 10. Tag keine sehr großen Verluste eintreten, wenngleich zwei von unseren Kulturen an diesem Tag schon fast ausgestorben waren. Über meine Kontrollversuche mit Aalen berichtet die nächste Tabelle. - Tabelle 2. 6 Kontrollversuche mit je 3 Aalen. Überlebende nach 1] 35) 5) 6] 27829310922) 2132 SUN 1) 1G MTS) | 27 | 2 Tagen Glas 12132 22 22210 319 101 12410179) 221 7081 25 STE CS AS ASS ESS | ones ES EE SE ake POS OS A al le le Te i oa 2 RE Ne SEE NT) SAN BS 328 AMEN 1220 2e 10) so MEN PE ES | feat atlas ZU E22 ED il OL] PNR A NE RIRE ER Ne ES 1. gaily eal >| ort pea eT aan 1 Diese Versuche lassen erkennen, wie einzelne Aale ziemlich konstant im Versuch aushalten; freilich tritt bei einzelnen Kulturen verhältnismäßig früh ein großer Verlust ein. Tabelle 3. 6 Kontrollversuche mit je 6 Kaulquappen. Überlebende nach 1} 861 6] 7) 9 | 10.12 | 43 | 14 ] 15 | 16 | 17 | on ED Tagen Glas 1196 6 616 | 5 bo) 5 | a a Kara a ee 211606 6 60 6 1616011505 5, 5 | 5 ey SUN ANA) ala aaa Aa a A] S| 2 „alelals Bee lo 88! 25,2 1,2002. > one „5lelel5| 5105| 5 8 | 5. ld a lea. 4 ar RP BGG Ga sie 5 (su | 3.) 8.180480) Sent Trotz der doch immer ungünstigen Kulturbedingungen treten also bei Kaulquappen nur geringe Verluste innerhalb dreier Wochen ein. Biologische Wirkung einiger Salze. 571 Tabelle 4 6 Kontrollversuche mit Chironomus-Larven. An , Überlebende nach zahl | 1 | 3 8 | 9/10 | 12) | 13} 14] 15) 16 | 17 | 19/20 21 - Tagen Or (op) = leo le ds Isla ll) 2 lelelalalelalyl 6 Ch |[6+ 3 + „altıpylıml6 a a a ala a ımy3 3|3|3|3|3|202 5 | 4 Don iE | tM 2) | 2|2 72/201 | 0 san Pale ch 16 |6 515 5 ho A | 4 ja aja 4) 4 Misia 6 Ch |6-+ seta) at Se > Sie mies oe DDI Wit) wa hp eat | al aly a el oo 0 WO Ol ar 2 Rs x [sls Diese Tabelle lehrt uns, daß in reinem Wasser, ohne den Chi- ronomus-Larven den sonst zu ihrem Leben nötigen Schlamm gegeben zu haben, die in einem Zeitraum von 10 Tagen eintretenden Ver- luste recht gering sind. Nach diesen Versuchen beträgt die Dauer des Puppenstadiums nur 1—2 Tage. Der Betrachtung der Versuche in den Salzlösungen muß ich an dieser Stelle eine Erörterung der Bezeichnungen voranstellen, die dabei für eine biologische Wertung Verwendung finden werden. Ich unterscheide hinsichtlich der Wirkung der Salzlösungen auf die Ver- suchstiere drei verschiedene Konzentrationsstufen: die tödliche, die schädliche und die erträgliche Konzentration. Als tödlich ist eine Lösung anzusprechen, die innerhalb 24 Stunden zum Absterben der gesamten Versuchskultur führt. Allerdings werden sich eine Anzahl Versuche finden, bei denen eine Beobachtung erst nach 48 Stunden begann. Ich werde jedoch auch hier die Lösung, in der bis dahin die gesamte Versuchskultur ein- gegangen ist, dann als tödlich bezeichnen, wenn sich an einzelnen Stellen im gleichen Versuch die ausdrückliche Bemerkung findet, daß Tiere schon nach wenigen Stunden gestorben sind. Außerdem erleichtert meist die Wirkung der nächst niedrigeren Konzentration eine solche Bestimmung. Die Definierung der „schädlichen Konzentration“ könnte Schwierig- keiten verursachen, da leicht subjektive Momente bei der Beurtei- 1) P bedeutet hier wie bei allen Versuchen mit Chironomus-Larven Puppe, M Mücke. 572 Erwin Hirsch, lung der Schädlichkeit in Frage kommen könnten. Wir müssen daher versuchen, aus den oben wiedergegebenen Kontrollversuchen einen Maßstab für die normale Sterblichkeit unter den hier ange- wandten Versuchsbedingungen zu gewinnen. Die schädliche Lösung führt natürlich nicht das sofortige Absterben der Kultur herbei, sondern wird diesen Prozeß gegenüber den Kontrollversuchen in Wasser nur beschleunigen. Ich habe zu diesem Zweck festzustellen versucht, in welchem Tempo in den Kontrollversuchen das Absterben der ‘eingesetzten Tiere vor sich geht. Dabei hat sich ergeben, dah gewohnlich — eine Ausnahme machen nur die Kaulquappen — innerhalb 6 Tagen ein Drittel aller Versuchstiere unter den gegen- über ihren normalen Lebensbedingungen doch wohl immer ver- schlechterten Versuchsbedingungen erliegt. So sind von Daphnien nach 6 Tagen 54 von 150 Versuchs- tieren !) gestorben, nach 5 Tagen nur 32, nach 7 Tagen schon 57; am nächsten kommt dem Drittel von 150 also die Zahl 54 der Ge- storbenen am 6. Tag. Bei 18 Aalen sind am 5. Tag 4, am 6. Tag 6, am 7. Tag 7 eingegangen, ein Drittel dieser 18 Aale war also auch hier nach 6 Tagen unter solchen Versuchsbedingungen gestorben. Von Kaulquappen wurden im ganzen 36 in den Kontrollver- suchen beobachtet; von ihnen starben erst nach 10 Tagen 11, nach 12 dagegen schon 13. Wenn wir ein Drittel als Maßstab für das normale Absterben anlegen, so müssen wir hier die Zeit von etwa 11 Tagen dafür annehmen. Nach 6 Tagen ist nur ein Viertel der Versuchstiere (9) gestorben. Selten jedoch liegen so lange Versuche — bis über den 12. Tag hinaus — vor, und ich möchte daher auch hier den Zustand der Kultur am 6. Tag als Kriterium für die Schädlichkeit einer Lösung ansehen und für Kaulquappen bestimmen, daß diejenige Lösung schädlich ist, in der nach 6 Tagen nicht nur ein Absterben eines Tieres eingetreten ist, sondern auch gegenüber den niedrigeren Konzentrationen eine Hemmung in der Entwick- lung stattgefunden hat. Ich glaube eine solche Hemmung in der Entwicklung meist durch vergleichende Betrachtung der Extremi- tätenbildung feststellen zu können. Für Chironomus-Larven konstatieren wir in den Versuchen der 1) Eine Zusammenfassung der jedesmal sechs parallelen Versuche darf als berechtigt gelten, da ja wie oben bemerkt, stets alle Kulturen am selben Tag angesetzt, im selben Zimmer, bei der gleichen Temperatur und bei der gleichen Belichtung gehalten wurden. Biologische Wirkung einiger Salze. 573 Tabelle 4, wie bei Daphnien und Aalen, ebenfalls um den 6. Tag die Verminderung der Kultur um ein Drittel. Am 5. Tag sind 13 von 40 eingesetzten gestorben, am 6. Tag 14, am 7. Tag 17. Als „erträgliche Lösung“ !) werde ich diejenige angeben, in der nach 6 Tagen der Bestand der Kultur noch nicht oder vielleicht serade erst um ein Drittel vermindert ist. Dazu kommen noch andere Kriterien, so z. B. die Geburt von Jungen bei Daphnien oder die Verwandlung der Chironomus-Larven zu Mücken. Freilich können diese Prozesse auch in schädlichen Lösungen vor sich gehen, aber im allgemeinen wird das ganze Bild des Versuches sofort klar ergeben, ob eine Lösung erträglich ist oder schädlich. Das ziemlich gleichmäßige Absterben der Versuchstiere in den Kontrollversuchen möchte ich als einen Beweis dafür ansehen, daß die Zahl der auf 11 zusammengesetzten Versuchstiere nicht zu hoch war; sonst hätten sich Schädigungen der Kultur besonders in den ersten Tagen und wahrscheinlich auch ungleichmäßiger bemerkbar machen müssen. Eine Fehlerquelle bei der Beurteilung der Schädlichkeit einer Lösung dürfte mit Recht darin erblickt werden, daß die Bestimmung dabei auf dem Absterben eines Drittels der Kultur basiert sein soll. Bei 3 eingesetzten Versuchstieren bei Aalen und Kaulquappen in den einfachen Versuchen kann lediglich durch Zufall, d. h. aus unbekannten Gründen, die nicht durch die Wirkung des Salzes hervorgerufen wurden, eins von den Versuchstieren sterben, und so könnte man leicht dazu geführt werden, eine erträgliche Konzentra- tion wegen des Rückganges in der Zahl der Versuchstiere um !/, als schädlich zu bezeichnen. Jedoch wird man sich bei der Durchsicht der Tabellen über die Versuche davon überzeugen, daß wir niemals in die Verlegenheit kommen werden, eine solche Rech- nung vorzunehmen, da uns der Versuch meist viel klarer die schäd- liche Konzentration von den unschädlichen unterscheiden läßt. Ich muß noch darlegen, was ich unter „Anpassung“ an ein Salz verstehen will Wir werden dann davon sprechen können, wenn bei den Übersetzungsversuchen die Tiere bis zu einer Lösung ohne wesentliche Schädigung geführt werden können, die wir nach den „einfachen Versuchen“ als schädlich oder etwa gar als tödlich an- gesprochen haben. In vielen Fällen, besonders bei Chironomus- 1) Man könnte eine solche Konzentration auch „unschädlich“ nennen, denn die Sterblichkeit in ihr ist ja nicht größer als die in den Kontroll- versuchen. 574 Erwin Hirsch, Larven, werden wir auch eine Anpassung darin zu erblicken haben, daß die Lebensdauer der Tiere in den Salzlösungen durch lang- sames Überführen aus niedrigen in höhere Konzentrationen dem einfachen Versuch gegenüber verlängert werden konnte. Wir wenden uns jetzt den Versuchen in den Salzlösungen zu. 2. MgCl,. Von den Mg-Salzen, mit denen Versuche angestellt wurden, soll zuerst das MgCl, in seinen Wirkungen auf die Versuchstiere besprochen werden. Ich gebe zunächst die Tabellen über die verschiedenen Ver- suche mit Daphnien wieder. Tabelle 5. MgCl, für Daphnien. Eingesetzt je 25 Daphnien. Überlebende nach In Po] 2). 3-..4]5]|6]| 7%) 8 | 97, 07m Tagen au | 2 OR a | 1 @ sts 8 0 n | 16 [7-2 2) 0|—|— | —|— 170 an (Oe ea 12 2 32 4343| NET 00 12 a a SAS 100 sd jad f= |=} =) =) +=) 0 Tabelle 6. Ubersetzungsversuche mit je 25—30 Daphnien. a) ils We € 25-30 D. b) 2. V. 25—30 D. e) 3. V. 2p} In Überlebende nach | 21, Op Or 273,843] 7752 Ne ra] 5.16.00 Asse aan Tagen a D 6 20 |-+ J |—|—| 2d | 25 | 25 —|—|— —|19| 19 ane 5 DE Om 32 +J/301-|—-[25|6 | 3|j2|—|—|19|8J |19) 3J ug 6+5+ 16 oO a SRE TIRER Biologische Wirkung einiger Salze. 575 Nach den oben getroffenen Bestimmungen über den Begriff der tödlichen Lösung müssen wir n/8 für tödlich erklären. Wenn auch die Beobachtung erst am 2. Tage geschah, so deutet doch die große Sterblichkeit in der nächst schwächeren Konzentration (n/16) un- bedingt darauf hin, daß n/8 den Tieren keine Existenzbedingungen mehr gewährt. Als schädliche Lösung glaube ich nur n/16 an- sprechen zu müssen; denn wir sehen ja in n/32, wenn auch die Kultur nach 6 Tagen um mehr als !/, ihres Bestandes vermindert war, Junge auftreten. Allerdings sinkt die Anzahl der Überlebenden nach dem 6. Tag sehr rasch. Auch im Versuch 66!) treten in n/32 Junge auf, was wohl als Zeichen dafür angesehen werden darf, daß hier noch Entwicklungs- möglichkeiten vorhanden sind. Daß die n/16 Lösung schädlich ist, lehren die Versuche ohne weiteres. Eine Anpassung an das Salz hat nicht stattgefunden. Als erträglich muß eine n/32 Lösung mit 0,32%), MgCl, gelten. Wir betrachten nun die. Ergebnisse der Versuche mit Aalen. Tabelle 7. MgCl, für je 3 Aale. Überlebende nach In 1 2 3 Annee es) 8. ONTO, tay ETES ied ts Tagen ee 2 0 3.210 Eu 3 7 1 Au als ler) 3 8| 3 DNS RS NN EEE et fe) 211) 216) Eu 3 2 À et D els or 3 SAS PEINE RE al | 3—121212 a 3 2 2 | fe som SEE PH) 22's 2 1 | 4 Tin lat a 3 | | 32 3H 3 3 3 18S+2H|3 ai 3 3 er 100 3H 3 Serena aed 1 1) Im Folgenden bezeichne ich den einzelnen Versuch stets mit der jeweiligen Nummer der fortlaufend gezählten Tabellen; Versuch 6c heißt also: „Versuch c der Tabelle 6“. 2) S = durch Pigmententwicklung schwarz gewordene Tiere, H = hell gebliebene Aale. 576 Erwin Hirscu, Tabelle 7 (Fortsetzung). Uberlebende nach In | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 27 | 28 30 | 32 | 34 | 35 Tagen 3n 8 — |— |2-| 2 |0 — — | -\|- | — | — M 0 BE N I; 4 2 ZU 82: — |2>|2 2 2 2 1 ak Ru aay it | 8 2 22 2 |21/>1 il 1 INT) a Fe 16 1 1 1 TAN Nach der Tabelle bestimmen wir, daß eine Lösung von n/2 MgCl, für Aale tödlich ist. Dagegen sehen wir, daß die n/4 Lösung vollkommen erträglich ist, und müssen annehmen, daß die schädliche Grenze zwischen diesen beiden Konzentrationen zu suchen sein wird. Dementsprechend beobachten wir auch das raschere Absterben der nach 3n/8 übersetzten Versuchstiere. Die lange Dauer des Versuches dürfte wohl kaum zu diesem schnelleren Tode beitragen, denn mehrere Aale halten ja in niedrigeren Konzentrationen noch sehr viel länger aus, besonders z. B. die zwei noch am 23. Tag nach n/4 übersetzten Aale, die während 10 Tagen in der n/4 Lösung leben konnten. Wir können daher für Aale als höchste erträgliche Lösung von MgCl, eine n/4 Lösung mit 2,54°/, des Salzes ansprechen. Eine Anpassung wurde auch hier nicht festgestellt. Im Folgenden gebe ich die Tabellen für die Versuche mit Kaul- quappen. (Tabellen 8 u. 9 siehe S. 577 u. 578.) Nach dem Ausfall der einfachen Versuche stellt sich etwa eine n/8 Lösung als tödlich dar. Hier liegen wie bei Daphnien erst am 2. Tag Beobachtungen vor. Die Tatsache jedoch, daß noch in n/4 die Kaulquappen schon nach 2 Stunden gestorben waren, spricht dafür, daß n/8 wahrscheinlich auch innerhalb der ersten 24 Stunden zum Tode geführt hat. Wenn wir auch nicht unbedingt diese Lösung für tödlich halten können, da bestimmte Angaben darüber fehlen und die nächst niedrige Lösung sich noch als erträglich erweist, so wollen wir nur im Auge behalten, daß n/8 noch stark schädlich ist. Freilich lassen sich gegen n/16 als erträgliche Lösung noch Ein- wendungen machen. Wir sehen zwar eine Entwicklung von Hinter- Biologische Wirkung einiger Salze. 577 Tabelle 8. MgCl, für je 3 Kaulquappen. / Uberlebende nach In Oe We AE 5 PG). 7 9 | 10 | 11 | 18 |14116|18| 19 Tagen 2 O (starben schon nach 2 Stunden) | n | 4 | O(starben schon nach 2 Stunden) | a | BE 0 Ze ||) EN oe ge: ii | 16 SEL | 2 2 22 2 2 A | 2 12 | n 2 | EM ea 22 1 0I-| — | — |-/- 1-1) 1] 1) 0 miles 3 2 1 N | 100 BE ee SC VE EME a dl | ) ') ) | Tabelle 9. Übersetzungsversuche mit je 6 Kaulquappen. a) 1. Versuch. Überlebende nach In 1 3 | 4 5 7 Oe lay 10 Tagen N 64 61. 2.620062 1206 n 32 El N 4 4 n 16 Se ee 4 n 8 Arne Bel © ee PERS 1) V = Entwicklung vorderer Extremitäten, H = täten, h — hintere Extremitätenstummel. 11 12 14 hintere Extremi- 578 Erwin Hırsch, Tabelle 9 (Fortsetzung). b) 2. Versuch. Überlebende nach In 1 2 B 4 4 |) 7.].8 | 9 10) TE) 120 74 ASSURE Tagen | 2 Seo ı 8.0108 n sl |. 62.06.06 ous 16 Sf hs Sl 06700066 mle ee zn ese or or wen aa 8 = = = |: c) 3. Versuch. Überlebende nach m |1ıj2j2]j5|6|2| 8 | 918 12 13 72 sro serie Tagen aus GE NA | Gp à au D || | 6) 8/8) & n moe) | =) GG RG LE kun a ejlejej2 Hl -|j-|-|89)5)5)\4 an a ale Ve nt) ja) 4 | aA aA a ar nee zen. nd extremitäten eintreten, aber die darauf folgende Bildung von Vorder- beinen unterbleibt. Jedoch verläuft das Leben in dieser Lösung noch ganz gleichmäßig, so daß sie wohl mit Recht als erträglich be- zeichnet werden darf. Dem gegenüber bringen die Übersetzungsversuche ein anderes Resultat. In den Versuchen 9a und b beobachten wir das plötz- liche Absterben der Kaulquappen in n/8, im Versuch b innerhalb Biologische Wirkung einiger Salze. 579 24 Stunden. Parallel dazu erfolgt im Versuch 9c nach dem Ein- setzen in n/8 in den ersten 24 Stunden der Tod einer Kaulquappe, nach 2 Tagen der Tod einer zweiten. Die übrigen dagegen halten sich vorzüglich, passieren ohne Verluste die n/6 Lüsung und sterben innerhalb 24 Stunden alle in n/4, geben also eine Bestätigung des Befundes im Versuch 8 in der gleichen Lösung. Das wichtigste Er- gebnis des Versuches 9c ist das, daß hier eine Anpassung an MgCl, stattgefunden hat. Sie macht sich darin geltend, daß es 4 Kaul- quappen so gut wie ohne Verluste möglich gewesen ist, die im ein- fachen Versuch als stark schädlich erkannte n/8 Lösung zu über- schreiten. Auch schon der einfache Versuch 8 könnte dafür sprechen; denn wir sehen dort die aus n/16 nach n/8 gebrachten Tiere zunächst noch 24 Stunden ohne Verlust ausharren und dann in 2 Tagen ab- sterben. Als höchste erträgliche Konzentration möchte ich unter Berücksichtigung: des Versuches 9c die n/6 Lösung mit 1,70%, MgCl, ansprechen. Im Folgenden sollen die Wirkungen des Salzes auf Chironomus- Larven besprochen werden. Tabelle 10. MgCl, für Chironomus-Larven. Überlebende nach In 1 2 3 4 5 Tagen n Bar 8 Ch 4 0 RUN ET 4 4Ch 3 1P 1P = 0 n 4 ser 6Ch 6 4 SECHE — 0 n 4 16 7 Ch 6 4 SIP en 0 n 32 6Ch 6 5 3 = 0 EU 100 5 Ch 4 4 1M an 0 Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. alle. Zool. u. Physiol. 38 580 Erwin Hirscu, Tabelle 11. Ubersetzungsversuche mit Chironomus- Larven. a) 1. Versuch. 8 Ch. | b) 2. Versuch. 6 Ch. in Uberlebende nach 2. 1.32 Bee Op LOS ONE VA | 7127167 ES A SZ rey ZE Tagen an 64 717266 3 — - — | — [161515 us 32 —|-/1-|-— 3/3 1/1|-|-[|-|-|-[/5|5|0 aut 16 —|—-|—- -—-— }; — | —} 1} 1);1)0 ce) 3. Versuch. 7 Ch. In Überlebende nach 1 2 3 4.5 |, © |°8 | :9 10 at 127782 et Tagen a | 64 7 7 7 n 32 — | — a Fabel renin ear, a 16 —- | -— |- |-|-/7/6|6 5 ah: 8 F—}—}]—}]—|-}—-}—-}]—| 6] 8] 2! 2 a a [= = | 0100 10—20 2 | © | G: (Tabelle 12 u. 13 s. S. 581 u. 582.) Bei Chironomus-Larven scheitert eine genaue Bestimmung der schädlichen oder tödlichen Lösung in fast allen einfachen Versuchen daran, daß in den ersten Tagen des einfachen Versuches nur geringe Verluste eintreten, dann aber ungefähr am gleichen Tag alle Ver- suchskulturen eingehen. Vielleicht darf man die chitinige Haut, die ein schnelleres Eindringen des Salzes verwehrt, in gewisser Weise dafür verantwortlich machen. Wir müssen daher in den Versuchen, in denen das Absterben der Chironomus-Larven in der gleichen Weise wie hier erfolgt, zur Bestimmung der schädlichen Lösung Biologische Wirkungen einiger Salze. 581 Tabelle 12. Zweitigige Ubersetzungsversuche mit je 10 Chironomus-Larven. ‘a) 1. Versuch | b) 2. Versuch In Überlebende nach | Min 4572658, 1:11 51221772104 Gielen 212 Tagen en. 64 10 | — |} — | — | — | — | 10 n 1321 10; 8|—|— | — | — 1108 n 16 | 86 -|-|-|-|8|7 he 8 — | — 6 yi | — 7 5 u 6 — | — | — 5 3 | —|—- | — | — 5 3 Jane 4 —/—|]—|]—) 8 ONE EN ENS 0 ce) 3. Versuch | d) 4. Versuch In Überlebende nach 2 4 6 8 2 4 6 8 il 2 Tagen aly 64 8 — — — = 10 els 32 8 8 — — — 10 8 Ser | 16 — 8 7 — — — 8 8 u 1e" _ — 7 3 — — | — 8 8 ae 6 — — — 3 0 — | — | — | 8 2 n a Sa 2 0. 300000 38* 582 Erwin Hırsch, Tabelle 13. Eintagige Ubersetzungsversuche mit Tel 6 Chironomus-Larven. a) 1. Versuch | b) 2. Versuch | c) 3. Versuch in Überlebende nach 21.3 [04] 5], Ge 722] 3.1742] be 6 17227 Some Tagen 64 6 —|—| -|I-1I5|- | - | —-|1—-16 Bi 32 6 5 AM -—| —-|5/ 5 —| —|—|615 sit 16 —ı5|l4ı -|-I|I-|5|1|-!|-1I-|5|5 Be 8 —|i—- 4/3 |-I|- | -|1|11|1-I-|-[|5|4 a 4 le A PONS SES d) 4. Versuch | e) 5. Versuch | f) 6. Versuch Tn | Überlebende nach 2184401451) 601208 4 ob) | 6.) 20 Bo ea Tagen en | | 64 6 —-|I-| -|-15|- | - | — | —16 u 32 6 5I- —|—-|5|5|—|—|—1|16 14 Bun 16 —| 53 — —|—-/55|—-|—|[— | 41] 4 n ES sf Halas) Di n a —|—|—-1838 0— —- —- 5 01[— —|— | 1) 0 die Beobachtungen über die fortschreitende Metamorphose zu Hilfe nehmen.' In den Lösungen von MgCl, tritt nur in n/16 die Verwandlung einer Larve zur Mücke ein, während das in n/8 noch unterbleibt. Wir dürften daher wohl n/16 als erträgliche Konzentration bezeichnen, während der n/8 Lösung eine gewisse Schädlichkeit beizumessen Biologische Wirkung einiger Salze. 583 bleibt. In demselben Sinne ist auch eine n/4 Lösung noch nicht unbedingt schädlich, denn die Larven gehen darin noch zur Ver- puppung über; allerdings sind hier die Verluste so bedeutend, dab diese Lösung nicht zu den erträglichen Konzentrationen gerechnet werden darf, wie man es bei n/8 tun könnte. Ungefähr dasselbe ergeben die Übersetzungsversuche. Den Ver- such 11b möchte ich als mißlungen betrachten, ohne freilich eine Erklärung für seinen Ausfall geben zu können; betrachtet man jedoch die Versuche 11a und c, so rechtfertigt sich wohl damit diese Meinung. Im Versuch 11c erfolgt das Absterben der Kultur ziem- lich gleichmäßig fortschreitend von der n/16 Lösung an. Schneller vollzieht sich der Prozeß nach dem Übersetzen nach n/8, wenn auch hier noch keine vollkommene Vernichtung erfolgt, sondern noch immer einzelne Tiere leben können. Die verkürzten Übersetzungs- versuche geben uns ein gleiches Resultat. Stärkere Verluste er- folgen erst in n/8, in einzelnen Versuchen sogar erst in n/6, und nur eine n/4 Lösung gestattet den Tieren kein Leben mehr. Nach dem Ausfall der einfachen Versuche 10 möchte ich eine Anpassung darin erblicken, daß in den Übersetzungsversuchen die Chironomus-Larven fast durchweg 2- bis 3mal so lange in den Salz- lösungen gehalten werden konnten. Die höchste erträgliche Konzen- tration dürfte bei Berücksichtigung der Versuche 10, 11c, 12 und 13 bei n/6 mit 1,70°/, MgCl, anzunehmen sein. Die höchste erträgliche Lösung für Daphnien enthielt 0,3°/, MgCl. Aale 2,9 Kaulquappen ns LG Chironomus-Larven > 17e 5: MIS Oy. Unsere Betrachtung der Wirkungen von MgSO, beginnen wir mit der Besprechung der Versuche an Daphnien. (Tabelle 14 u. 15 s. S. 584). Sehr klar markiert sich eine n/16 Lösung als tödlich, wenn auch die Kultur erst nach 2 Tagen beobachtet wurde. Aber auch hier weisen die Resultate in n/32 auf diesen Schluß hin; sehen wir doch dort nach 2 Tagen nur noch 2 von den eingesetzten 25 am Leben. Es erhellt also daraus, daß wir die Konzentration n/32 noch als schädlich betrachten müssen. Auch eine n/100 Lösung entspricht 584 ERwin Hirsch, Tabelle 14 MgSO, für je 25 Daphnien. Überlebende nach In A | 2 3 4 5 | 6 Tagen as 2 — 0 Bu 4 — 0 en 8 — 0 a 16 — 0 oy 32 — 2 2 0 ae 16 14 100 — +J ze — il 0 Tabelle 15. Übersetzungsversuche mit je 25 Daphnien. a) 1. Versuch |b) 2.Vers.] C) 3. Versuch | d) 4. Versuch Tn Uberlebende nach Fi 4 | 8 | 6 7 ja Lip 1) 02 | ro: Tagen ane oa 64 25 | 199 | —|— | — | — 0 25 | 25 | — | 25 | 14 | 6J a Sas 2a |= 119) 9) 8) |— | 2.2550. ee ous 16 —|—|—|— 12/0 nicht den Anforderungen, die wir an die erträgliche Lösung ein- gangs gestellt haben; da aber hier noch Junge zur Welt kommen, so glaube ich, besonders im Hinblick auf den Versuch 15c, wo alle 25 eingesetzten Daphnien in n/64 12 Tage lang ohne Verlust ge- halten werden konnten, diese beiden Lösungen noch als erträglich betrachten zu können. Eine n/32 Lösung muß dann allerdings als schädlich gelten. 14 dahin überführte Daphnien, darunter 6 Junge, die nach BERT (1883) und PLATEAU (1871) widerstandsfähiger sein sollten als die Eltern, erliegen im Versuch 15d in einem Tag der Biologische Wirkung einiger Salze. 585 Salzlösung. Ebenso tritt im Versuch 15a ein sehr rasches Ab- sterben ein. Kine Anpassung hat nicht stattgefunden, die hôchste erträgliche Lösung ist eine n/64 mit 0,2°/, MgSQ,. Wir wenden uns jetzt den Versuchen mit Aalen zu. Tabelle 16. MgSO, für je 3 Aale. Überlebende nach In 22 23 25 Cte 25e ale, 30 32 34 Tagen 3n | ee in 2 | 4 3 3 2 2 De | 586 Erwin Hirsch, Eine Lösung, die wir als tödlich bezeichnen müssen, ist bei diesen Versuchen nicht zur Anwendung gekommen. Schon n/2 stellt sich nur als eine verstärkt schädlich wirkende Lösung dar. Den Bestimmungen, die ich oben für die Schädlichkeit einer Lösung ge- geben habe, entsprechend, müßte man diesem Versuch nach eine n/4 Lösung für eine solche erklären; denn wir sehen ja hier am 6. Tag den Tierbestand dieser Lösung um mehr als ein Drittel vermindert. Es könnte dies auch einer von den Fällen sein, auf die ich ein- gangs aufmerksam machte, in denen wegen der geringen Zahl der Versuchstiere und wegen der großen Möglichkeit eines Zufalls eine Bestimmung der Schädlichkeit nach dem Wortlaut meiner Begriffs- erklärung noch nicht angängig ist. So erkennen wir am weiteren Verlauf des Versuches, daß diese Lösung zwar harmlos ist, aber die Tatsache, daß schon am 2. Tag, genau wie in n/2, ein Aal stirbt, legt uns doch die Vermutung nahe, daß bei unmittelbarem Einsetzen n/4 noch schädlich ist. Wenn diese Auffassung richtig ist, so er- eibt uns der weitere Ausfall des Versuches eine Anpassung der Aale an das Salz. Denn die aus niedrigen nach höheren Konzentrationen übersetzten Aale konnten darin gleichmäßiger gehalten werden als in den Kontrollversuchen. Die Konzentration, die auch für angepaßte Aale schädlich ist, muß erst bei einer n/2 Lösung gesucht werden. Zur Bestätigung dessen verweise ich auf das Absterben von 3 der 4 eingesetzten Versuchstiere vom 17. auf den 18. Tag. Auch in diesem Falle kann die lange Dauer des Versuches nicht zur Erklä- rung ihres Todes herangezogen werden, da ja in n/4 vom 17. Tag an abermals 3 Aale ohne Verlust 6 Tage weiter leben. Als die höchste erträgliche Konzentration möchte ich eine n/4 Lösung erklären, denn auch die 3n/8 Lösung beschleunigt offenbar das Absterben der Versuchstiere. Eine n/4 Lösung enthält 3,1%, MgSO,. Bemerkenswert erscheint noch die Tatsache, dab den Aalen der Sprung aus n/100 nach n/8 (aus einer 0,12°/,igen Lösung nach einer 1,4°/,igen, also mehr als 10mal stärkeren Lösung) nichts geschadet hat. Es wird das davon überzeugen, dab so niedrige Konzentra- tionen dieses Salzes für die Aale so gut wie harmlos sind. Wie wenig das Salz den Tieren schadet, geht auch aus der Tatsache hervor, daß hier im ganzen Versuch 16 trotz der Schädlichkeit der n/2 und n/4 Lösung insgesamt am 6. Tag, genau wie in den Kon- trollversuchen, erst !}, aller Aale zugrunde gegangen ist. Biologische Wirkung einiger Salze. 587 Wir betrachten im Folgenden die Versuche mit Kaul- quappen. Tabelle 17. MeSO, für je 3 Kaulquappen. Uberlebende nach In 2 3 bere 6 7 9 11 | 13 | 14115 | 16 Tagen Eu 2 0 (starben schon nach 2 Stunden) 1 4 2 0 que 3 2 1 0 8 1H1H+I1ih 7 1 1 0 vus 3 3 2 2 2 il 16 2H+1h; 1V-+) (1H-+) |! l= | À 0 a 3 3 3 3 3 i 32 3H 1V+2H @V-+ 1 1 m 3 3 2 100 BETA 1V-+) l1 1 1 0 Tabelle 18. Übersetzungsversuche mit je 6 Kaulquappen. a) 1. Versuch. Überlebende nach In NE NON 221782 1292 [2102 21912122 [714 1715116 [217 182519 Tagen 588 Erwin Hirsch, b) 2. Versuch. Tabelle 18 (Fortsetzung). Überlebende nach In 1|3 {4 |5|6 | 9110 }12 |14 | 16 | 18 | 19 | 20 | 21 | 23 | 24) Bs Tagen | : | 64 6 | 6 a 32 —66)5 n 16 —|—|—|5|]5/ 5) 5 oe 12 —|—|—|—|—|—,5 5 |5 | 4 TUR 8 ———ı- -1|-1- — |— — | 4} 4] 4 ally 6 —|—-|--1-|-|- | — J—J}—}-}—-| 4) 4) 38] 1 dis 4 —|/—) — | —|—}—} — |— | — J — | — —- — | — | 1 | 1 | 0 Daß die n/2 Lösung eine tötliche Konzentration darstellt, braucht nach der Notiz im Versuch 17 nicht besprochen zu werden. Als schädliche Lösung müssen wir nach ihm auch noch eine n/8 Lösung bezeichnen. Denn abgesehen von dem Eingehen der Kultur vor dem 6. Tag bleibt diese auch hinter den anderen in dieser Lö- sung in der Entwicklung der Extremitäten bei den einzelnen Tieren zurück. Erst eine n/16 Lösung gewährt den Tieren offenbar die normalen Lebensbedingungen. Wesentlich anders stellen sich dagegen die Übersetzungsver- suche dar. Wir beobachten freilich im Versuch 18a die starke Ver- minderung in der Zahl der Versuchstiere bei deren Überführung nach n/8. Im Versuch 18b tritt jedoch ein gleicher Verlust nicht ein, sondern erst in n/6 stirbt eine Kaulquappe im Verlauf des 2. Tages. In beiden Versuchen (18a u. b) führt eine n/4 Lösung in etwa 2 Tagen zum Tode, genau wie in dem einfachen Versuch 17. Da wir vorhin nach der Tabelle 17 eine n/8 Lösung als schäd- lich angesprochen haben und in dem Übersetzungsversuch erst in n/6 sich eine stärkere Schädigung bemerkbar macht, so haben wir es hier mit einem deutlichen Fall von Anpassung zu tun und müssen zu dem Schluß kommen, daß für Kaulquappen an MgSO, genau ebenso wie für MgCl, eine Anpassungsmöglichkeit besteht. Biologische Wirkung einiger Salze. 589 Als höchste erträgliche Konzentration bezeichne ich eine n/6 Lösung mit einem Gehalt von 2,1%, MgSO,. ) Die folgenden Tabellen beziehen sich auf die Versuche an Chi- ronomus-Larven. MgSO, für je 6 Chironomus-Larven. Tabelle 19. In 1 hy 2 6 BR 4 5 3 8 5 = 16 6 ae 32 5 en 100 5 Tabelle 20. In a) elev. à | 8 3 | 8 Überlebende nach 2 Tage Ubersetzungsversuche mit Chironomus- Larven. 10 Ch. b) 2. V. 6 Ch. Uberlebende nach Heals | ee pope Tagen 2 0 5 | abo | YB u |e | à rai es oz je). ee a ara 9 590 Erwin Hirsch, Tabelle 21. Zweitägige Ubersetzungsversuche mit je 10 Chironomus-Larven. a) 1. Versuch | b) 2. Versuch ifn Uberlebende nach 2 4 6 8 10 NAT | 187].2°] 4 | 6.1 82207 ets eet Tagen a ee Sn 32 6 2 — | — | — | — | — | 6] 4 oe SW (eee 020 me DEEE | ee ere gh n bee ee UP ee Le ae a) a a 6 — | — | — 1 1 il 0—-|—- —-| 4 31210 c) 3. Versuch d) 4. Versuch In Überlebende nach 2 [4 | 6°] 8 |‘10 | 12.1 2 (4116 [Ss tt Bone Tagen ea ae N is In 32 2 2 — | — | — | — 8 8 ee s|-— 22 || | — 8 7 “De BA ES OC en AR RMS ER ESA a 6 — | — | — 2 2 0 — |-|-/5|5|4|3 5 *) Versuch abgebrochen. (Tabelle 22 s. S. 591.) Die Bestimmung der schädlichen und tödlichen Konzentration nach dem einfachen Versuch 19 stößt hier genau wie bei MgCl, auf Schwierigkeiten. In MgSO, hat das Salz den Larven am 1. Tag so gut wie gar nichts geschadet, denn von 36 eingesetzten sind nur . Tabelle 22. Biologische Wirkung einiger Salze. 591 Eintägige Übersetzungsversuche mit je 6 Chironomus-Larven. a) 1. Versuch b) 2. Versuch c) 3. Versuch In Überlebende nach ANS NE GANT OS OM NEO SE are 3,5 iR - Tagen a 4 16—— —|—|}—|—|—|—|}—}] 6 — — — —|—] 6 DE GC eee eee ie EC su 16 616 — — — — —|- —|- 65 — — || 6 3 aD 8 -6|4I1-—1- —| -1-|1-|-) — 5 8 — -(-/-|3|2 A FH lee EP a ue) | 2 © we 8 |—|-|-|—|—/—|4]2;1)0 d) 4. Versuch e) 5. Versuch f) 6. Versuch In Uberlebende nach ; ie 28 Ae on Gr NS IN EME NI EMI IE ENNEMIS Tagen ELA 64 | 6 | —| — - 1 - — 6 — — — — — —!6 ae 32 6 4A —|— | _|6 4 — — — — —|6 6 hates 16 —| 4] 3 |—/—|/—|—]—| 4} 2|—!|—|/—|—]—| 6} 2 eis 8 —/|—/|31|11|--|-1-/-/2|1 — — —|-|—|2| 1 n TN eo ro |) 71200 4 gestorben. Größer ist der Verlust am 2. Tag; 15 von den am 1. Tag überlebenden 32 Tieren, also fast die Hälfte, sind gestorben. Im Verlauf des 3. Tages kommt eine Mücke aus, und 15 Tiere sind abermals gestorben. Es liest nach dem Ausfall dieser Versuche 592. Erwin Hırscn, keine Möglichkeit vor, bestimmt zu sagen, welche Lösung tödlich und welche schädlich sei; denn genau genommen nach den Erklä- rungen, die ich für diese Begriffe gegeben habe, sind sie alle schäd- lich, wenn auch in n/4 eine Mücke auskommt. Daß die Beendigung der Metamorphose hier kein untrügliches Zeichen für die Unschäd- lichkeit der Lösung ist, erkennt man daraus, daß in n/32, das doch sicher weniger schädlich ist, die Verwandlung nicht zum Ende führt. Auch die Übersetzungsversuche bestätigen das. Die Versuche 20 sind freilich recht ungünstig ausgefallen. Die Versuche 21 zeigen uns jedoch, daß noch in n/6 die Chironomus-Larven ganz gut leben können. Eine Larve bleibt im Versuch 21a 9 Tage in dieser Lö- sung am Leben, 2 Larven leben im Versuch 21b in derselben Lö- sung 7 Tage, ebenso im Versuch 21d. Auch aus einzelnen Ver- suchen der Tabelle 22 erkennen wir, daß sich der Sprung von n/8 nach n/4 ohne große Verluste vollziehen kann (Versuch 22a). Wenn wir das gleichzeitige Absterben der Chöronomus-Larven im einfachen Versuch 19 und auch in MgCl, (Tabelle 10) damit in Zusammenhang bringen, daß die chitinige Haut dem Eindringen der Salze nur eine gewisse Zeitlang Widerstand leistet, so würde sich damit ein Absterben nach bestimmter Versuchsdauer in den schäd- lichen oder tödlichen Lösungen verstehen lassen. Warum aber auch in den niedrigen Konzentrationen ein so abruptes Aufhören des Lebens beobachtet wird, kann ich nicht erklären. Jedenfalls zeigt sich auch in den Übersetzungsversuchen nach einer gewissen Zeit — hier nach ungefähr 3 Tagen — eine merkwürdige Verminderung in dem Zahlenbestand der Versuchskultur. Und während wir in den einfachen Versuchen 19 bei MgSO, nach 3 Tagen lebende Larven mit Sicherheit nicht mehr beobachten konnten, sehen wir in den Übersetzungsversuchen diese noch nach 18 Tagen am Leben. Ähn- liche Zahlen ergaben sich auch für MgCl,. (Ich verweise auf die Versuche 10, 11, 12 und 13.) Mit dieser Tatsache glaube ich auch hier eine Anpassungsmöglichkeit der Chironomus-Larven an Lösungen von Mg-Salzen feststellen zu können. Für MgSO, ermöglichen die Übersetzungsversuche erst eine Bestimmung der höchsten erträglichen Konzentration, die ich bei einer n/6 Lösung mit 2,1%, Salz erreicht glaube. Wir kommen also zusammenfassend für MgSO, zu folgenden Ergebnissen: die höchste erträgliche Konzentration liegt Biologische Wirkung einiger Salze. 593 für Daphnièn bei 0,2%, Aale oul Kaulquappen A il Chironomus-Larven De 3. NaCl. Von den Salzen der Na-Gruppe bespreche ich zuerst das NaCl und beginne auch hier bei den Versuchen an Daphnien. Tabelle 23. NaCl für je 25 Daphnien. Überlebende nach In 2 3 4—6 7 9 10 11 Tagen ats 4 0 ar 8 0 — — — — 8 0 sis gedeihen m ve 16 15 — gut (J) _ 8 a 32 17+J 9+ J — — 3 0 eo 100 23+J | 15+ J — 1 0 Tabelle 24. Ubersetzungsversuche mit je 25 Daphnien. a) 1. Versuch | b) 2. Versuch in Uberlebende nach We ae eae Gea 7821.32 OP Tae aba NI go 9 Tagen ns 64 2 | BS MONS EE ESS || 2202 1 — |— 119118 2 | 2;—|—;/—|—/—]—/ 21,7) 3|+J 594 Erwin Hirsch, Tabelle 24 (Fortsetzung). c) 3. Versuch | d) 4. Versuch In Uberlebende nach lis 2 3 4 6 tele Ngee ne 4 5 6 1. Tagen a 25, | 2021 29 64 25 | 25 | 25 | — | — | — | 2 |4+J/+J5)4+ 5 ua ; 25 32 = 29 9 —-I-|- | - /+J| 1 0 Sn 16 — | — | — | — 9 0 Nach den einfachen Versuchen 23 ist eine n/8 Lösung stark schädlich, wenn nicht sogar tödlich, was nicht sicher ist, da eine Beobachtung erst nach 2 Tagen erfolgte. Weiterhin legt das ver- hältnismäßig günstige Resultat der Versuche in n/16 die Vermutung nahe, daß in den ersten 24 Stunden in n/8 noch nicht die gesamte Kultur abgestorben war; daß eine n/3 Lösung tödlich sein kann, läßt sich aus dem Absterben der am 10. Versuchstag aus n/16 nach n/8 über- setzten Versuchstiere ableiten. Im wesentlichen das gleiche Resultat ergeben die Übersetzungs- versuche. Das einzige Mal, wo eine n/8 Lösung erreicht worden ist (Versuch 24a), beobachten wir das verhältnismäßig rasche Absterben der Daphnien innerhalb zweier Tage. In allen anderen Versuchen wirkt sogar eine n/16 Lösung ziemlich rasch tödlich auf die ein- gebrachten Versuchstiere. Der Versuch 24a soll jedoch als Beweis dafür herangezogen werden, daß es auch möglich ist, Tiere ohne große Verluste lange Zeit in n/16 zu halten, während der Versuch 23 zeigt, daß in n/16 sogar, ohne vorherige Gewöhnung an das Salz eine Vermehrung noch stattfinden kann. Aus diesen Gründen möchte ich als höchste erträgliche Konzentration von NaCl für Daphnien eine n/16 Lösung mit 0,4%, NaCl ansehen. Auf eine Tatsache glaube ich noch hinweisen zu müssen: Während in n/32 und n/100 (Versuch 23) die Jungen am 2. Ver- suchstag beobachtet wurden, traten sie in n/16 erst am 7. Tag auf. Da alle Daphnien, die zu diesem Versuch benutzt wurden, aus einer Zucht stammten, müßte man die Annahme machen können, daß sie auch gleichzeitig ihre Eier entwickelt haben werden, wie uns das ja die Kontrollversuche (Tabelle 1) nahelegen. Auf Schwankungen um 1—2 Tage würde es dabei nicht ankommen, aber wenn wie hier Biologische Wirkung einiger Salze. 595 die Geburt volle 5 Tage später erfolgt, so scheint das doch eine Tatsache zu sein, der man Rechnung tragen muß. Es gibt dafür nur zwei Erklärungsmöglichkeiten: entweder ist die Geburt bei den Daphnien in den niedrigeren Konzentrationen beschleunigt, oder sie ist bei den Tieren in der höheren n/16 Lösung anfgehalten worden. Für eine Beschleunigung der Geburt lassen sich keine Gründe geltend machen, auch sind die vorliegenden Versuche nicht angetan, so weittragende Schlüsse daraus zu ziehen. Außerdem wäre es merk- würdig, ja beinahe unwahrscheinlich, daß in n/32 wie in n/100 die Beschleunigung das gleiche Maß erreichen sollte. Wenn auch dar- nach für eine n/16 Lösung eine gewisse hemmende Wirkung auf die Entwicklung der Embryonen der Daphnien angenommen werden mus, so sei doch dagegen betont, daß trotz einer Schädigung des ° Lebens der Versuchstiere, die Fähigkeit zur Erzeugung von Jungen nicht aufgehoben ist. Ich habe auf diese Tatsache so großes Gewicht gelegt, weil für die hydrobiologische Beurteilung die Frage nach der Vermehrungs- möglichkeit in einer Salzlösung aus leicht ersichtlichen Gründen eine gewichtige Rolle spielt. Ich halte auch von diesem Gesichts- — punkte ausgehend um so sicherer eine n/16 Lösung für erträglich. Eine Anpassung der Daphnien an NaCl-Lésung wurde nicht beobachtet. Wir rende uns nun den Versuchen an Aalen zu. Tabelle 25. NaCl für je 3 Aale. Überlebende nach In 1 2 3 4 6 8 9 |10| 11 [13/14 Tagen n 3 3 2° 3 6 31S+2H 3 35, Le) Li Sl | © n 3 3 2 2 N nA 3H1S-+2H3 3 2H1S41H —|2 Le 2 n 3 3 v2 ror 3H1 S+2H3 3 3 3 20212 ZR 2 n 3 Gf 16 3H 3 3 3 3 3 3 1312 A 3 n 3 3 A = 3H 3 3 3 Se 8 8 1313 7 il n 3 4 200 PISE 2 He 3 3 3 3 3 1/11 1) Die 3 Aale wurden am 8. Tage in: n/l gebracht und waren am nächsten Tage tot. Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 39 596 Erwin Hirsch, Tabelle 25 (Fortsetzung'). Überlebende nach In 15 | ig) BO | Si 22,24 725, | 227287297 73077222 23 Tagen VS 0 7? a2,|al2\,2|2| 2/2 000 7 2 aie es 32 pt NEO Die tödliche Lösung ist ebenso wie die schädliche konzentrierter ’ als n/2, wie aus dem Versuch 25 hervorgeht. Allerdings sind alle nachfolgenden Übersetzungsversuche negativ ausgefallen. Ein Aal, der am 11. Tage nach n/2 gebracht wurde, war nach 3 Tagen tot, während bei unmittelbarem Einsetzen in die Lösung zu Anfang des Versuches innerhalb der ersten 8 Tage keiner von den Aalen zu- grunde ging. Ebenso sterben die nach 3n/8 aus n/4 gebrachten Tiere verhältnismäßig rasch ab. Ich möchte jedoch mit Rücksicht auf die besonders günstigen Ergebnisse des Versuches in n/2 zu Anfang des Versuches die Meinung ausdrücken, daß eine n/2 Lösung mit 2,9°/, NaCl eine für Aale durchaus erträgliche Konzentration darstellt. Auch hier kann ich eine Anpassung nicht feststellen. Über den Verlauf des hier wie in den Salzen MgCl,, MgSO, und CaCl, beobachteten Pigmentierungsprozesses werde ich im Schluß- teil einzugehen haben (vgl. S. 668). Wir betrachten jetzt die Versuche mit Kaulquappen. (Tabelle 26 u. 27 s. S. 597 u. 598.) Unbedingt tödlich ist n/2. Tötlich scheint auch n/4 zu sein, wenn das freilich nicht ganz sicher ist, da die ersten Beobachtungen des Versuches 26 erst am 2. Tag vorgenommen wurden. Schädlich ist eine n/8 Lösung, da die Kultur in ihr vor dem 6. Tag aus- gestorben ist, wenn auch hier die Entwicklung weiter vorwärts schreiten konnte; vollkommen erträglich ist eine n/16 Lösung. Auch hier bieten die Übersetzungsversuche ein anderes Bild. Biologische Wirkung einiger Salze. 597 Tabelle 26. NaCl für je 3 Kaulquappen. N — — ———— — — ——— — — — — Überlebende nach In DATE 3 4 5 Glee ee 10 Tagen BLS 2 0 (starben schon nach 2 Stunden) Sur 4 0 Eu 3 3 1 8 3H| 1V+2H V 0 ie 3 2 2 16 1V (V-+)1H 2H 2 1 0 EU 3 3 3 3 32 2H 2H 3H ILA, 2 1 1 0 nun 3 3 3 100 2H 3H 3 3 3 3V| 0 Tabelle 27. Übersetzungsversuche mit je 6 Kaul- quappen. ; a) 1. Versuch Überlebende nach In BAB ea a ON MoN) Ta ie alee Ks Tagen «ns 64 6 1G | @ a Be Geile Gs kG a 16 — | -|1|-|-1I16|6 |4|2 BR 8. ee ae te pu TL =) el) ===) ===) = | 8) a 39* 598 Erwin Hirsch, Tabelle 27 (Fortsetzung). b) 2. Versuch. Überlebende nach In 1.|.3 | 4 [5 |6 | 7 | 8 |10|11]12]13|14|15|17|18|19]20| 21 Tagen n call n 1327 =| Die | 8 |S al 16 —|—|—|—)5/1514|181|8 ay 12 —|—-|-|-|- |/—|—|— | 8 | 8 | 8} 8 | 2 2 pale 8 —}—}] —] —}]— |—/—|— | — | —| —}| —]— | 2) 2) 2] 2 au 4 |i-|-|-|-|- -| -|-|-|-|1|--|j-|-|—-/2/0 | c) 3. Versuch. Überlebende nach In 1 à | 8 4 5 7 8 P30 | wi | us Tagen jets 64 6 6 6 pur 32 — — 6 6 6 2 n 16 — | - | - | — | — 2 2 2702 oils 8 — — — — — — — — 2 2 0 Im 3. Versuch (27c) gingen die Kaulquappen am 12. Tag in n/8 ein. Daß die Dauer des Versuches als Erklärung für das Absterben nicht in Frage kommen kann, beweisen die hohen Tageszahlen in den beiden anderen Versuchen. In ihnen bemerken wir das Ab- sterben innerhalb 24 Stunden erst in n/4. Diese Tatsache führt uns dazu, zu erkennen, daß die n/4 Lösung als schädlich angesprochen werden muß. Wir werden nach dem Ausfall dieser Versuche ohne weiteres erklären können, daß eine n/3 Lösung die höchste erträg- liche Konzentration darstellt. Sie enthält 0,7°/, des Salzes. Hinzu- fügen möchte ich noch, daß ich es nicht für ausgeschlossen halte, Biologische Wirkung einiger Salze. 599 daß man bei einer Einschiebung einer anderen Lösung zwischen n/8 und n/4 — etwa n/6 — die Grenze für die höchste erträgliche Kon- zentration bis dorthin würde verschieben können. Da hier aber derartige Versuche nicht vorliegen, müssen wir uns mit der eben getroffenen Bestimmung vorläufig begnügen. In der Tatsache, daß wir nach dem Ausfall der Übersetzungs- versuche n/8 als erträgliche Lösung angeben konnten, während im einfachen Versuch 26 n/8 noch schädlich war, möchte ich für Kaul- quappen die Möglichkeit ausgedrückt sehen, daß sie sich an NaCl- Lösungen anpassen können. Wir betrachten in den folgenden Tabellen die Versuche an Chironomus-Larven. Tabelle 28 NaCl für je 6 Chironomus-Larven. Uberlebende nach Tn 1 2 3 4 N) 20 Tagen Eu 2 0 n AT 5 3 2 =o 0 n Sn 5 4 1 ea ven 5 il 16. 6 6 1P Le 1M 0 ath. 32 4 4 1 un 1 il 1M n 1 100 6 A 2 en 1M 0 Tabelle 29. Übersetzungsversuche mit Chironomus-- Larven. a) 1. Versuch. 10 Ch. | D)2 Versuch. 6 Ch. di Überlebende nach 28|8|09 SO | AT] ra Pr ET” Tagen Eu 64 TO Wea NG RE) GR A EN EEE | «ae SE Ne nun SN i ee AS el On| eu 0 600 Erwin Hırsch, Tabelle 29 (Fortsetzung). c) 3. Versuch. 6 Ch. | d) 4. Versuch. 6 Ch. it Uberlebende nach 2/3|/4[5/6|7[9|10] ı | 2 | 3 |4 | 5 | 7/8/9| 10) 11/12) 14 Tagen en 4414 4+ 6 [381838 — —|—/—-[IP 1P 1P a Sn a oe ep AGS u ee een 2 n a fete) eee ere go ea ee | | a AT Tabelle 30. Zweitägige Übersetzungsversuche mit je 10 Chironomus-Larven. a) 1. Versuch b) 2. Versuch lo 3. Versuch | d) 4. Versuch In Überlebende nach 2 4 16.024 | 6 [9 2 | 4 | 6 172174062292 SR Tagen || aa 3 + 5+ 64 I6P|i — |—|7P|—|—|—]4P/}/—|]—]9 Mo Sap} tle 3 +) 2 + 51H | 32 |6P|3M —|7P 1M — | —]4P/1P| —|9|3 a a 16 |— |1P|0|-—-| 2 |1Pj—-|— 1P 0 J—/ 8) 8 a 8 — | — |—-|-—- | - /|1P‚,IiM|—|ı— | —|—-|—-|8 7 au 6 | |-|-|-|-| -|I-|-| -|-|-- 7/4 as 4 | - |-1-|-|\-|-|-|-|-1-[|—-/—-|—-)4|0 Biologische Wirkung einiger Salze. 601 Tabelle 31. Eintägige Ubersetzungsversuche mit je 6 Chironomus-Larven. a) 1. Versuch b) 2. Versuch Uberlebende nach c) 3. Versuch In a 2a ze all az Tagen Sa 64 —|{—|— —| 6 —| —|— | —|6 n 32 31 -/1- -|6| 6 — —-|-[6 6 n 16 BB es PSB Besa PE 61e n 23% — Ho ==) =) op Eee) | en: 4 — | -3/0I1-|-|-|2/0|]-|-|-|5[|%9 d) 4. Versuch e) 5. Versuch f) 6. Versuch iin Überlebende nach zu 5 RD a Ne ea SR A EN TS za 32a Tagen m | 64 ae u: n 321 6|-— —|-I16|6 — —|—|6|6 n 16 616|—|—[—16 6 | —|—|[—1,6 | 6 n noe -6|5|-—|- - 6 51—|—|—|6 1 n SAN | -|5/0|-|-|-')51|0|]-ı- — | 1, 0 In ähnlicher Weise wie für die Mg-Salze stellen sich die Er- gebnisse der Versuche in NaCl dar. Nur erfolgt das Absterben der Larven nicht so plötzlich wie dort. Hier stellt sich n/2 Lösung von vornherein als unbedingt tödlich heraus. die Larven 3 Tage, freilich ohne sich, wie in niedrigen Konzen- In n/4 wie in n/8 leben 602 ‘Erwin Hirsch, trationen, zu verwandeln. In n/16 sehen wir die erste Mücke auf- treten. | Ein von allen anderen Versuchen abweichendes Bild bieten auch hier wieder die einfachen Ubersetzungsversuche 29. Die Ergebnisse der Versuche 30 sind stark verschleiert durch die außerordentlich sroße Anzahl von Puppen und Mücken, die darin erscheinen, was man als einen Beweis dafür ansprechen könnte, daß die niedrigeren Konzentrationen von NaCl ziemlich unschädlich für diese Larven sind. Wo Puppen oder Mücken nicht entstehen, wie im Versuch 30d, da sehen wir die Larven ohne große Verluste in eine n/6 Lösung eintreten, in der allerdings ein beträchtlicher Teil der Versuchstiere dem Salz erliegt. Ein völliges Versagen beobachten wir freilich erst in n/4. . Ich möchte daher ein n/6 Lösung als für Chironomus- Larven erträglich halten. Denn einmal leben ja in den einfachen Versuchen 28 einige Larven noch in n/4 5 Tage, dann aber auch müssen wir feststellen, daß die Verluste, die die Versuchstiere bei ihrer Übersetzung bis nach n/8 (Versuch 31) erleiden, äußerst gering: sind. ’ Dafür, daß für Chironomus-Larven in NaCl Anpassungsmöglich- keiten vorliegen, scheint mir auch hier die Erscheinung zu sprechen, daß in einigen Versuchen, in denen die tödliche Konzentration noch nicht erreicht war, sich die Larven länger halten lassen als in den einfachen Versuchen. Dort sahen wir nach 9 Tagen das Leben so gut wie erloschen — die eine überlebende Larve kann das Gesamt- — bild nicht entstellen —, während in den Übersetzungsversuchen nach 11, ja 12 Tagen Larven noch am Leben sind. Als höchste erträgliche Konzentration bestimme ich also für Chironomus-Larven in NaCl eine n/6 Lösung mit 0,98°%, Salzgehalt. Ich fasse die Ergebnisse aller Tierversuche in NaCl zusammen, in denen die höchste erträgliche Konzentration lag für Daphnien bei 0,4%, Aale 2.9 Kaulquappen „:07 Chironomus-Larven , 10 . DNA SO Als zweites Salz der Na-Gruppe bespreche ich jetzt das Na,SO,, und beginne wieder mit den Versuchen an Daphnien. Biologische Wirkung einiger Salze. 603 Tabelle 32 Na,SO, für je 25 Daphnien. Überlebende nach In ae 10 eh ee is Tagen en 4 0 en 8 220 15) 2 20 22:0 a 6+ 16 Das 22 eco 192 On La TOSS) == 0 pally 2 DD 32 25 | 23 | 23 | 20 | 17 +J+J ET, — | 0 2 25 | 23 | 22 | 22 | 22 | 22 13 VIB). 2 100 25 / +-J +J +J I+-J +J +J| —4+J)—\4+J\4+I3-4+J) 0 Tabelle 33. Übersetzungsversuche mit je 25 Daphnien. a) 1. Versuch | b) 2. Versuch In Überlebende nach Zus mG alten olen 2 | Aaa Gr 77752 9er Tagen ENT 22 | 20 | 18 | 16 64 12319 — — — —-—4-.J-+J +J +J LEA LOS 10278277 32 [— 91518 1/0[—) — | — +J'+J Ji J TI à | 16 J—/—|—|—|— -|-|-| — | — | —- 1} — | — |] — 17) 64150 ce) 3. Versuch Überlebende nach In 2 3 4 5 7 GEO aleaplel Tagen n 64 25 25 a 32 — 25 23 22 22 n 5167 — — — — 22 19 yy 8 — — — — — 19 3 0 604 Erwin Hrescx, Wir erkennen sofort, daß eine n/4 Lösung tödlich ist, während eine n/8 Lösung noch als schädlich angesprochen werden muß. Eine n/16 Lösung, bei der nach 5 Tagen erst 6 von 25 Daphnien ge- storben waren, dürfen wir als erträglich bezeichnen, besonders wenn man berücksichtigt, daß am 9. Tag noch Junge geboren werden. Merkwürdig ist hier wieder der verschiedene Zeitpunkt des Ein- tritts der Geburt in den drei niedrigsten Konzentrationen. Wenn wir auch erkennen, daß der Versuch für n/32 eigentlich schlechter aus- gefallen ist als für n/16, so können wir doch daraus nicht die Schäd- lichkeit dieser Lösung ableiten. Denn auch dort treten Junge auf, und sogar früher als in n/16. Die Übersetzungsversuche lehren, daß in der Tat eine n/16 Lö- sung das höchste Maß der erträglichen Konzentration darstellt, denn das sehr rasche Absterben der nach n/3 versetzten Tiere im Ver- such 33c ist ja markant genug für die Unzuträglichkeit dieser Lösung. Von einer Anpassung kann man auch bei diesem Salz nicht sprechen. Die höchste erträgliche Konzentration (n/16) hat einen Salzgehalt von 1,0°/,. Es folgen jetzt die Versuche an Aalen. Tabelle 34 Na,SO, für je 3 Aale. HAMM MEE (Bara wee pleefafsteel eb LEA EEE Eine tödliche Lösung wurde hier nicht beobachtet. Stark schädlich scheint jedoch eine 3n/8 Lösung zu sein, während die n/4 Lösung ihre Schädlichkeit nicht in der gleichen Weise erkennen läßt. Jedoch werden wir sie nach dem Ausfall der Übersetzungs- Biologische Wirkung einiger Salze. 605 versuche am 19. und 28. Versuchstag nicht als erträglich ansprechen können. Erträglich dürfte erst eine n/8 Lösung mit 2,0%, Na,SO, genannt werden. Die nachstehenden Tabellen beziehen sich auf die Versuche an Kaulquappen. Tabelle 35 Na,SO, für je 3 Kaulquappen. Überlebende nach Mf 7 1 2 Tagen 23 4 0 — ane 8 0 — a 16 3 0 & 32 0 D 3 100 3 V 0 Tabelle 36. Übersetzungsversuche mit je 6 Kaulquappen. a) 1. Versuch. Überlebende nach In 2» | oa EI a ı aa TO A PE Tagen 606 Erwin Hırsch, Tabelle 36 (Fortsetzung). b) 2. Versuch. Überlebende nach In |2 13141516] 7 | 9 [10)11|12|13]14| 16/17|18|19| 20] 21| 23 Tagen Es 6 | 6 | Ce 8.8188 zai | 16 — —|— | 6 i | ON) a | | 12 ——ı -1-- -— -— 55155512 uk 8 SON Fr ee 109, Wo 2% | 6 es 2 7 Der Gegensatz zwischen den einfachen und den Übersetzungs- versuchen ist scharf genug. Vielleicht muß man die einfachen Ver- suche 35 als mißlungen betrachten. Eine derartige Auffassung könnte man wohl damit begründen, daß die Kaulquappen, die zu diesen Versuchen benutzt wurden, schon lange in unseren Hältern gelebt hatten, während die Kaulquappen, mit denen die Versuche 36 angestellt wurden, einer ganz neuen Lieferung entstammten. So hatten auch die älteren Kaulquappen schon zum Teil Stummel von hinteren Extremitäten entwickelt. Jedoch kann das Alter an sich keine so ausschlaggebende Rolle spielen, denn die Kaul- quappen, die zum Versuch 36b benutzt wurden, sind gleichzeitig mit denen für den Versuch 36a geliefert und erst fast 3 Wochen später zum Versuch verwandt worden. Man müßte also auch hier schlechtere Resultate für den Versuch 36b erwarten, was aber nicht zutrifft. Ich glaube, daß wir es hier mit einem ganz extremen Fall von Anpassung an das Salz zu tun haben. Das Eingehen der 3 Kaulquappen in n/100 (Versuch 35) möchte ich darauf zurückführen, daß die Tiere, die schon Vorderextremitäten hatten, zu ihrem weiteren Fortkommen im normalen Leben ans Land gegangen wären, da sie ja bereits mit Lungen atmen. Unter den Versuchsbedingungen war es aber den Kaulquappen nicht ermöglicht, Biologische Wirkung einiger Salze. 607 in ergiebiger Weise Luft zu atmen, und da der Ruderschwanz schon beträchtlich reduziert war, muften die Tiere ersticken, weil sie nicht mehr schwimmend vom Boden des Gefäfes aus die Ober- fläche erreichen konnten. In n/32, wo Vorderextremitäten nicht entwickelt waren, haben wir es nach meiner Meinung unbedingt mit einer schädlichen Lösung zu tun. Als tötliche Lösung charak- terisiert sich im Versuch 35 eine n/8 Lösung. Aus den Übersetzungsversuchen ergibt sich ein anderes Resultat. Dort sehen wir die Kaulquappen ohne besonders starke Verluste (Versuch 36b) bis nach n/12 gelangen und erst in n/6 allmählich absterben. Auch im Versuch 36a bleibt das Leben der Kaulquappen nach dem Verlust in n/32 ziemlich gleichmäßig und erst in der n/4 Lösung geht die letzte Larve ein. Wir erhalten also als das Ergebnis der Übersetzungsversuche, daß eine n/6 Lösung die höchste erträgliche Konzentration von Na,SO, für Kaulquappen darstellt. Sie enthält das Salz zu 2,7°,. Es bleiben vou Na,SO, nur noch die Versuche an Chironomus- Larven zu behandeln. Es liegen hier, ebenso wie bei einigen anderen Salzen, wegen eines momentanen Mangels an Larven nur Übersetzungsversuche vor. Tabelle 37. Übersetzungsversuche mit je 6 Chironomus- Larven in Na,SO.. a) 1. Versuch. Überlebende nach Tn 2 3 4 5 7 9 10 21,122 1322121471216 Tagen er. 64 6 Da 32 6 5 4 1 il Fi 16 — | — | — | — 1 1 il ak 8 — | —.} — | — | — | — i il il 1 1 ED 4 - Il - I -|- | — | — — — | — | — 1 0 608 Erwin Hirsch, Tabelle 37 (Fortsetzung). b) 2. Versuch. Uberlebende nach Tn eee Geena zen 8.120 ae Tagen n GL ow | 6 | GENE Ben Ben Bl Ole nu Balearen | 5 a CS ee ne | re © c) 3. Versuch Überlebende nach In 112,3 Cee SCO SEE ne MS | NS | 7 Tag'en n 64 By | | au | 32 —|—|515|5|41\3 N 24 —-—|—-—|-|-|-|/-|)3|3|11/1]|1|1 an 16 |-|1—-|-|-|ı-|-|-|-|-|)-|-|/1'1[|1|0 Tabelle 38 Zweitägige Übersetzungsversuche mit je 10 Chironomus-Larven. a) 1. Versuch b) 2. Versuch In Überlebende nach 2 4 6S | 9 (24 4 6 9 LOMME az jf le! Tagen n 32 9 — | — | — | 10 2% 16 9 5 | — | — | 10 6 oe At 8 — 5 4 — | — 6 |1M pur 3-4 6 — | — 4 0 — he) AP 2 1 0 Biologische Wirkung einiger Salze. Tabelle 38, (Fortsetzung). 609 In s|# œ| ts Be GE c) 3. Versuch d) 4. Versuch Überlebende nach Bra a FENG 0e orale Tagen a or |.g JON A 0 090, a A a Sert ere a ae: 1 1 Tabelle 39. Eintägige Übersetzungsversuche mit je 6 Chironomus-Larven. ol #2 | = Se Re SE a) 1. Versuch b) 2. Versuch c) 3. Versuch 112 Überlebende nach Se pea alcatel er ten beef S|) | ad Tagen —|1—|-/-16 — — -/-| —] 6 —|—|—|—16 6 —|-|-|-|6 5 6 —|— -|- 6 6 — — —|— 5} 1 CANNES 7606 | RS | 1 — 68 ej-j-—/16|6j=-j—|—-| | 2). —|-|16 0 I- — — — 6 0[— — /'-|- | — IM 610 Erwin Hirsch, Tabelle 39 (Fortsetzung). d) 4. Versuch | e) 5. Versuch | f) 6. Versuch In Uberlebende nach 1 2 801405 | 7p 2 |2213.| 4.25.0127 2 ES Tagen as 64 6 — — — —|—16 — — —|—|—] 6 ar 32 6 6 | —|—|— |—] 6} 6|—|—-|—-/—-16|6 cay 16 — | 6|6,—j|—};—]—/5|5|—/|/—|—}]—/| 6) 6 aly 8 —;—)| 6 6 ;—/}—J|—|—| 4| 4|—|—-|—-/—-)6 6 sé 4 —|— — 615—[—- — — 4/4 —|— — — 6 | 6 an Res ale ee tO elo teal el S Man erkennt auf den ersten Blick, daß eine Verschiedenheit auch hier zwischen den gewöhnlichen Übersetzungsversuchen und den verkürzten vorliegt. Ja es tritt sogar ein Unterschied zwischen den zweitägigen und den eintägigen Übersetzungsversuchen darin scharf hervor, daß in den ersteren (Versuch 38a u. c) die n/6 Lö- sung als schädliche Lösung angesprochen werden muß, während bei den eintägigen Versuchen 39 die Verluste noch in n/4 äußerst ge- ring sind. Von 29 eingesetzten stirbt 1 Tier. Ich muß hier auf die Ergebnisse der Versuche an Chironomus- Larven, die wir bisher besprochen haben, hinweisen. Dort sahen wir stets insofern eine Anpassung eintreten, als die Zeit, die die Tiere in der Salzlösung verlebten, gegenüber den einfachen Ver- suchen in den Übersetzungsversuchen verlängert wurde. Ich glaube auch für die hier beobachteten Tatsachen die Zeit als einen einflußreichen Faktor in Rechnung stellen zu sollen. Daß Chironomus-Larven länger als 10 Tage in den Lösungen von Na,SO, gehalten werden können, beweisen die Versuche 37a—c. Aber eine höhere Konzentration als n/8 wurde dabei nicht erreicht. In den Versuchen 38, die ich bei n/6 nicht weiter fortsetzte, leben nur 2 Larven länger als 10 Tage in n/6. Die meisten Tiere (8 von 13) — gehen nach dem Einsetzen in diese Konzentration innerhalb dreier Biologische Wirkung einiger Salze. 611 Tage zugrunde. Daß aber auch bereits in diesen Versuchen eine An- passung sich bemerkbar macht, scheint mir die Verwandlung einer Larve in eine Puppe anzudeuten (Versuch 38b). Während wir also im zwei- tägigen Ubersetzungsversuch nach 10 Tagen nur noch 5, also 1/;, am Leben haben, sehen wir in den gewöhnlichen Ubersetzungsver- suchen von 18 eingesetzten Tieren noch 10, also etwas mehr als die Hälfte, am Leben, sämtlich aber in schwächeren Lösungen. Daß die Stärke der Konzentration allein nicht das Sterben der Larven bedingt, erkennen wir aus den eintägigen Übersetzungsversuchen, wo von 36 eingesetzten Tieren noch 28 über n/4, und zwar inner- halb 5 Tagen, hinausgebracht wurden, ja, wir beobachten sogar dort noch in 3n/8 das Auskommen einer Mücke. Ich glaube folgende Erklärung für diese Verschiedenheit, die wir bei den meisten Versuchen beobachten können, geben zu können: der Chitinpanzer verhindert eine Wasserentziehung durch die Salze aus dem Tierkörper, die daher durch den allein chitinfreien Chylus-Magen erfolgen wird. Wahrscheinlich geht der Prozeß auf diesem Wege sehr langsam vor sich und wird wohl eine gewisse Konzentration der Salze notwendig sein, um eine Schädigung be- merkbar erscheinen zu lassen. Eine so starke Anhäufung der Salze im Tierkörper wird aber erst nach einiger Zeit stattgefunden haben, so daß es denkbar erscheint, daß auch in konzentrierteren Lösungen die Tiere einige Tage ohne stark bemerkbare Schädigung leben können. . Betrachten wir nun einmal die eintägigen Übersetzungsversuche, so können wir ableiten, daß innerhalb 4 Tagen nur geringe Ver- luste eintreten. Von 36 Tieren starben 7, also etwa !/,. Die Ver- luste in der gleichen Zeit bei den gewöhnlichen Übersetzungsver- suchen betragen von 18 Tieren nur 3, also !/,, ungefähr dasselbe Resultat. Größer sind sie nur in don zweitägigen Übersetzungs- versuchen. Dort betragen sie etwas mehr als die Hälfte. Wenn man die verschiedenen Tabellen für Versuche mit Chiro- nomus-Larven durchsieht, so wird man stets finden, daß in den Ver- suchen, die mit 10 Larven angesetzt wurden, die Sterblichkeit be- sonders im Anfang erheblich größer ist als in Versuchen, wo nur 6, höchstens 7 Larven verwendet wurden. Ich glaube also, die ver- hältnismäßig großen Verluste in den Versuchen 38 innerhalb der ersten 4 Tage ungezwungen damit erklären zu können, dab 11 Lö- sung ein zu geringes Volumen ist, um 10 Larven gleichzeitig ohne wesentliche Schädigung zu beherbergen. Rechnen wir aber die Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 40 612 Erwin Hresox, Versuche 38 unter Vernachlässigung von 4 überschüssig eingesetzten Tieren so, als wären nur je 6 Larven in den Versuch gebracht, so bekommen wir innerhalb der ersten 4 Tage eine Sterblichkeit von 5 Tieren auf 24, also wie in den anderen Versuchen ebenfalls. etwa _!,. Es sterben also, um die Ergebnisse noch einmal zu wieder- holen, innerhalb der ersten 4 Tage im Mittel der 3 Versuche 37—39 nur etwa !, der Versuchstiere. Daraus folgt, daß entweder das Salz zu dieser Zeit noch nicht in die Larven eingedrungen ist. oder daß alle Konzentrationen, in die bis zu diesem Tage Larven gebracht worden sind, noch nicht stark genug sind, um eine merk- liche Schädigung hervorzurufen. Die letztere Ansicht dürfte ohne Schwierigkeiten aus den Versuchen 37, 38 und 39 zu wider- legen sein. Auch nach 5—6 Tagen scheint die Anreicherung der Salze im Tierkörper noch nicht das schädliche Maß erreicht zu haben, denn im allgemeinen vergrößern sich die Verluste nicht. wesentlich. Dauert der Versuch jedoch länger als 6 Tage, so treten — im Versuch 39 zwischen dem 5. und 7. Tag, im Versuch 38 nach dem 6. Tag — starke Verminderungen in der Zahl der Versuchs- tiere ein. So sehen wir denn auch in fast allen Versuchen eine Abnahme der überlebenden Tiere, die sich freilich in den gewöhn- lichen Übersetzungsversuchen nicht so scharf ausprägen kann, da wir dort die Larven um diese Zeit in einer fast harmlosen Kon- zentration haben. Nur im Versuch 37c beobachten wir von diesem Termin an den Rückgang in der Zahl der Versuchstiere. Diese zeitliche Wirkung scheint mir auch der Grund dafür zu sein, daß wir im Versuch 38 in n/6 so verhältnismäßig ungünstige: Resultate erzielten, während im Versuch 39 n/4 ohne wesentliche Schädigung ertragen wird, denn in diesem Versuch befinden sich die Larven in n/4, ja, noch vor dem Eintreten des Tages an dem die Konzentration der Salze im Tierkörper einen schädlichen Wert an- genommen hat. Zur Bestimmung der höchsten erträglichen Konzentration müßte: man daher eigentlich verschiedene Angaben machen und sagen, wenn die Konzentration rasch steigt, ist n/4 noch vorübergehend eine erträgliche Lösung. Wenn dagegen die Konzentration lang- samer zunimmt, lassen sich die Larven, wenn auch mit Verlusten, in n/6 halten. Als endgültiges Ergebnis möchte ich jedoch die n/6. Lösung mit 2,7%, Na,SO, als höchste erträgliche Konzentration an- geben, besonders mit Rücksicht auf die in dieser Lösung noch ein- Biologische Wirkung einiger Salze. 613 tretende Verpuppung. Dab man dies als Anpassung deuten darf, habe ich bereits erwähnt. Das Ergebnis der verschiedenen Versuche mit Na,SO, stellt sich für die einzelnen Versuchstiere folgendermaßen dar: Die Grenze liegt fiir Daphnien bei 1.029, Aale ” 2,0 Kaulquappen EU Chironomus-Larven „ 2,7. 6. NaNO,. Im Folgenden werde ich das letzte Na-Salz, das NaNO,, in seinen ‚Wirkungen besprechen. Ich beginne mit Daphnien. Tabelle 40. NaNO, für je 25 Daphnien. Überlebende nach In 2 Seb PSN OP TTC 10. | ate ee Tagen LE 2 0 pr? 4 0 | an | 8 0 ER éd 16 Se ze ee 0 oe | | 32 25 oem 258 22 OO N= eal Seni 9 A 7e 0 Ji 100 25 D AT | le) ET EIRE) (Tabelle 41 s. S. 614.) Als tödliche Konzentration müssen wir eine n/8 Lösung an- sprechen. Wenn auch die Beobachtung erst vom 2. Tag an vorliegt, so ist doch mit Rücksicht auf die Ergebnisse in n/16 ziemlich sicher, daß auch noch am ersten Tag in n/8 höchstens nur spärliche Reste der eingesetzten Kultur am Leben war. Eine n/16 Lösung stellt sich als schädlich dar, wenn auch hier einige Junge geboren wurden. Die hier genau angegebene Zahl von 5 Jungen dürfte darauf 40* 614 Erwin Hırsch, Tabelle 41. Übersetzungsversuche mit je 25 Daphnien. a) 1. Versuch | b) 2. Versuch | c) 3. ‘Versuch 1 Überlebende nach 1 |. 22) 45 [622] 205 769%] al] 12] ee es Tagen n 20 64 |20 431919 |—]| 25 | 23) — | — | —|—|—|—] 25] 25} 25 n 2 BD | a | OS | oe Se a ee 23518 n 16 |-|-|-|- || — —|— 14) 4) 0]—|—|—)19] 0 schließen lassen, daß nur 1 höchstens 2 Weibchen geboren haben, also ein verschwindend geringer Prozentsatz aller eingesetzten. Daß die Geburt nur hier in n/16 erfolgt, darf wohl bei der geringen Anzahl der gebärenden Weibchen als ein Zufall betrachtet werden. Auffallend ist eine Erscheinung, die wir nicht nur hier, sondern auch in anderen Versuchen beobachten (vgl. Tabelle 5, 7, 17, 19, 23, 25, 42, 45, 65, 74). In den angeführten Versuchen wirkt nämlich eine n/100 Lösung ungünstiger als die vorhergehenden erträglichen Lösungen. Es könnte das einmal vielleicht so zu erklären sein, daß diese Lösung ebenso wie die vorhergehende n/32 absolut harmlos ist und wir daher in dem früheren Absterben in der schwächeren Konzentration nur einen Zufall erblicken müssen. Jedoch ist diese Erscheinung dazu zu durchgehend und meistens zu markant, als dab wir uns mit dieser Erklärung begnügen können. Eine andere kann ich leider nicht geben. Die Übersetzungsversuche an Daphnien in NaNO, weichen in ihrem Ergebnis nicht von den einfachen Versuchen ab. Hier wie dort erkennen wir, daß eine n/32 Lösung noch vollkommen erträglich ist. Eine Anpassung ist hier nicht erfolgt. Der Salzgehalt der höchsten erträglichen Konzentration von NaNO, beträgt 0,3 °/o. Die nächstfolgenden Tabellen beziehen sich auf die Versuche an Aalen. (Tabelle 42 5. S. 615.) Tödlich ist eine n/4 Lösung, schädlich eine n/8 Lösung, wenn vorher keine Gewöhnung an das Salz stattgefunden hat. Der aus der erträglichen Konzentration n/16 nach n/8 am 11. Tag überführte Aal ließ sich dort ungefähr 19 Tage halten. Dieser Befund spricht Biologische Wirkung einiger Salze. 615 Tabelle 42. NaNO; für je 3 Aale. In DURS Mn 2 0 be 4 0 en. 8 2/0 Dun 16 3 |3 se 32 3 |83 cos 100 0 5|6 Überlebende nach 8 | 9110| 11 [12] 14/16/18 19 | 21 | 23 | 24 | 26 Tagen dafür, daß eine Anpassung an das Salz möglich ist. Als höchste erträgliche Konzentration möchte ich jedoch mit Rücksicht auf den Ausfall des Versuches in n/3 bei unmittelbarem Einsetzen in diese Lösung lieber eine n/16 Lösung mit 0,5°/, betrachten. Die folgenden Tabellen behandeln die Versuche an Kaulquappen. Tabelle 43. NaNO, für je 3 Kaulquappen. In S|5 8) Be | = Fe SIE Überlebende nach 2 Tagen 616 Erwin Hırsch, Tabelle 44. Ubersetzungsversuche mit je 6 Kaul- quappen. a) 1. Versuch | b) 2. Versuch | c) 3. Versuch In Uberlebende nach 1.1.3 158°] Le) 20 4 6 |e Bho 3 222 ae eae Tagen 64 BB PSG A Res pas Pe | 5 | @ 132] —/’6|0|I-|-/4|3|2|-|-1-—-|6 4141810 n HE) —|{— —|—- —-|—-| —- 2) 2] 0 Da alle zu diesem Versuch verwandten Tiere einer Lieferung entstammten und daher wahrscheinlich auch gleiches Alter hatten, kann man einen etwaigen Altersunterschied zur Erklarung des Wider- spruches zwischen den Versuchen 43 und 44 nicht heranziehen. Ich neige zu der Annahme, daß der Versuch 43 aus irgendeinem Grunde mißlungen ist, denn wir sehen ja in Versuch 44 die Kaulquappen in n/64 — also in einer höheren Konzentration als n/100, wo sie nach 2 Tagen tot waren — ausharren. Die Versuche der Tabelle 44 weisen darauf hin, daß n/16 ebenso wie n/32 eine schädliche Lösung ist. Wir müssen sie als schädlich bezeichnen, da sich das Absterben der Versuchstiere in einem Tempo vollzieht, das bei einem einfachen Versuch sicher zu der Bestimmung einer Schädlichkeit geführt hätte. Ich verweise nur auf den Ausfall des Versuches 44c in n/32. Man kann ihn von demselben Gesichtspunkt aus betrachten wie einen einfachen Versuch; denn die 6 Kaulquappen werden offenbar noch ungeschädigt aus n/64 eingesetzt. Nach 4 Tagen ist die Kultur ausgestorben. Als höchste erträgliche Konzentration bleibt eine n/64 Lösung mit 0,1°/, dieses Salzes. Wenn wir die Versuche der Tabelle 43 als miflungen be- trachten, so können wir hier die Frage nach der Möglichkeit einer Anpassung nicht beantworten. Eine Beobachtung des Versuches er- folgte aber erst am 2. Tage. Es wäre also denkbar, daß wir am 1. Tage noch lebende Kaulquappen hätten beobachten können und das vorzeitige Absterben der Tiere in n/100 mit der so häufig fest- gestellten schlechteren Wirkung dieser Lösung in Verbindung bringen dürfen. Es hätte dann eine Anpassung insofern stattgefunden, als es in den Übersetzungsversuchen möglich war, die Kaulquappen Biologische Wirkung einiger Salze. 617 länger als 2 Tage in Lösungen dieses Salzes zu züchten. Wir machen dabei nur die Annahme, daß in beliebigen Salzen einige Kaulquappen wenigstens einen Tag gelebt haben. Jedoch sollen diese Ausführungen keine Antwort auf die Frage nach einer An- passungsmöglichkeit bedeuten, ich will nur die Möglichkeit einer Anpassung nicht von der Hand weisen. Im Folgenden bespreche ich die Versuche mit Chironomus-Larven. Hier liegen nur die einfachen Versuche und die gewöhnlichen Über- setzungsversuche vor. Tabelle 45. NaNO, für Chironomus-Larven. Uberlebende nach In 2e) AVE 16 Le NO ON el ol Tagen en 2 6 Ch | 0 le 4 6 Ch | 0 a 8 8 Ch Idee | © n Vi GG CHA Ge nn ae ze PSS Mo TO 3 Lot 1e) te emai 0 n YA, PIS one NOIRE Gal Dalia AN MSN een AN A 100 ASCHE By ON PO Sey ey eal as Tabelle 46. Ubersetzungsversuche mit je 6 Chironomus- Larven. a) 1. Versuch b) 2. Versuch in Überlebende nach il 2 3 4 | 2 3 4 5 6 7 9 Tagen en 64 6 4 — — 3 3 ut 32 | — 4 3 0 — 3 3 3 3 3 a 16 | — | — — — — — = — — 3 0 618 Erwin Hırsch, Tabelle 46 (Fortsetzung). c) 3. Versuch Uberlebende nach In 1 1742] 8.1 72927407 47721277347] 715 1217 Sle oe ees Tagen cle 64 DARCOS NS SN 2 1e 1 1 en 1 32 —|-|1-|-|-|- — | — +3 | 4 4 We 16 —|-|-ı -|-|-| —|— | — | — 4 3 2 PILE 8 | — — — ————— | — | — | — 2 0 Eine n/8 Lösung ist bei unmittelbarem Einsetzen der Ver- suchstiere offenbar tödlich. n/16 steht an der Grenze der Erträg- lichkeit, während eine n/32 Lösung so gut wie unschädlich ist. Während in den Übersetzungsversuchen 2 Larven nur 1mal mit negativem Erfolg eine n/3 Lösung erreichen, war es im Versuch 45 möglich, 2 Larven, die vorher in n/16 gelebt hatten, noch 4 Tage in n/8 zu halten. Dieses Ergebnis möchte ich als eine Anpassung deuten. Die höchste erträgliche Konzentration dürfte jedoch eine n/16 Lösung mit 0,5°/, NaNO, darstellen. Wir kommen zusammenfassend zu dem Ergebnis, daß die Grenze der höchsten erträglichen Konzentration von NaNO, liegt für Daphnien bei 0,3% Aale HO Kaulquappen 01 Chironomus-Larven „ 0,5. 7 Bea Im Folgenden beschäftigt uns das Parallelsalz zu NaCl und MgCl,, das CaCl,, dem später das KCl an die Seite gestellt wird. Ich berichte zunächst über die Versuche mit Daphnien. (Tabelle 47 u. 48 s. S. 619.) Wenn auch hier die Beobachtung erst vom 2. Tag an erfolgt ist, so ist es doch höchst wahrscheinlich, besonders unter Berück- sichtigung des Versuches 48b, daß eine n/16 Lösung tödlich ist. Biologische Wirkung einiger Salze. — SE SE = œ| = SE SC 619 ] Tabelle 47. CaCl, für je 25 Daphnien. Überlebende nach 6 Lane, 9 10 11 12 Tagen 6+ 2J = 2 0 =| © leben 2 1 1 Tabelle 48. Ubersetzungsversuche mit Daphnien. 64 n 32 n 16 a)1. Vers. 25D.| D) 2. Vers. 30D. Überlebende nach Zo Oe iG) |p ie sea |) oi NS Tagen 23.| 23 | — | — | 29 | 27 | — | — | — — | 23 | 0? | O | — | 27 | 24 | 24 | 20 — | — | — | — | — | — | — | — | 20 | 03. Vers. 25D. at 2 19 3 4 Eine n/32 Lösung zeigt uns zwar im Versuch 47 eine Abnahme, die sie als schädlich hinstellt, da sie in 6 Tagen größer als '/, der Gesamtzahl der eingesetzten Tiere ist. eine Tatsache, die die Schädlichkeit der Lösung geringer erscheinen läßt. Versuches 47 eine n/100 sein. Es treten jedoch Junge auf, Eine erträgliche Lösung würde bei alleiniger Betrachtung des 620 Erwin Hirscu, Die Übersetzungsversuche haben auch 2mal den Erfolg, daß wir den Eindruck gewinnen müssen, eine n/32 Lösung sei schädlich. Der Versuch 48b stellt jedoch, offenbar durch eine Anpassung der eingesetzten Daphnien, diese Lösung als erträglich dar. Daß dieser Versuch tatsächlich besser ausgefallen ist als der Versuch n/32 Tabelle 47, beweist folgende Berechnung: von den in n/32 (Tabelle 47) eingesetzten 25 Daphnien sind nach 2 Tagen 14, also mehr als die Hälfte, gestorben, während im Versuch 48b nur der 9. Teil der ein- gesetzten, vorher in einer n/64 Lösung an das Salz gewöhnten Tiere eingegangen ist. Ich glaube daher mit Recht davon sprechen zu können, daß hier eine Anpassung vorliegt. Ich gebe daher auch die höchste erträgliche Konzentration als n/32 mit 0,35%, CaCl, an. Die folgende Tabelle zeigt die Wirkung des Salzes auf Aale. Tabelle 49. CaCl, für je 3 Aale. 3 sa bol | | ee 3 0. 2S + 1H|1S+ 2]andere entkommen. 3 1S + 2H 3 3 3 8H|1S +2H|3 a 2 ee Biologische Wirkung einiger Salze. 621 . n/2 ist eine tödliche Konzentration. n/4 ist schädlich. Ob wir eine n/8 Lösung ebenfalls als solche bezeichnen müssen, ist zum mindesten fraglich (vgl. die Notiz in der Tabelle), besonders mit Rücksicht auf das gleichmäßige Fortkommen der 2 am 10. Tage aus n/32 in diese Lösung übersetzten Aale. Wenn wir aber weiterhin sehen, wie sich diese 2 Aale noch am 21. Tage nach 3n/8 übersetzen lassen, also über die ursprünglich als schädlich erkannte Lösung hinaus, und dort noch etwa 4 Tage lebten, so haben wir hier einen deutlichen Fall von Anpassung vor uns. Schon allein das 18tägige Aushalten eines Aales in n/4 spricht für die große Anpassungsmöglichkeit, die für Aale an dieses Salz be- steht. Als höchste erträgliche Konzentration können wir nach dem Ablauf dieser Versuche sicher eine n/4 Lösung ansprechen. Sie hat einen Salzgehalt von 2,7°/,. Es folgen nun die Tabellen über die Versuche an Kaul- quappen. Tabelle 50. CaCl, für je 3 Kaulquappen. Überlebende nach In D 3 4 | 5 6.72 992 ae alas |] ales a Tagen ue 2 0 (starben schon nach 2 Stunden) or 4 0 (starben schon nach 2 Stunden) ART | 8 0 ps 1 (h) 1 il 16 2V+ ILA, V 0 ba 3 2 _ 5 WAY V+ 2H | 2 2 D, À, D NON Emi 0 n 3 3 118 t 100 3 3h Au BIEL à 1 5 3 le: 622 Erwin Hırsch, | Tabelle 51. Übersetzungsversuche mitje6Kaulquappen. a) 1. Versuch. Überlebende nach In 2 1300 5 020.9. SON beh aie lf id! Tagen n Gad PG ei n SHARE ee 6 Bo es n TG UNS Vie N a a 4 n a. de A b) 2. Versuch. Überlebende nach In 1 so ae 526 | re py 100 11210, | 18} | Tagen a 64 Aa 3 n 52) SB cal Bt G8 n Se ann n FR Le ER a ee eS a NS ae fi n Zee URL — | il 3. Versuch (Tabelle 51) s. S. 623. 15 15 Nach dem Versuch 50 dürfte eine n/8 Lösung als tödlich zu bezeichnen sein; denn in n/4 sterben die Tiere ja noch innerhalb zweier Stunden. Eine n/16 Lösung stellt sich in diesem Versuch als schädlich dar. Aber auch hier ergeben die Übersetzungsversuche einen drasti- schen Fall von Anpassung an das Salz. In allen Fällen konnte eine n/8 Lösung erreicht werden, und nur einmal (Versuch 51a) hatte sie innerhalb dreier Tage das Absterben der Kultur zur Folge. Die Biologische Wirkung einiger Salze. 623 Tabelle 51 (Fortsetzung). c) 3. Versuch. oo ee Überlebende nach In ie eB |e 08 TR 78232 MO) 2 ats) |) El) GBA as) || 20021 Tagen ele ols Ble gle Sle Ble | | | | or or or Or Versuche 51b und 5ie lehren uns aber durch das Eingehen der Kaulquappen innerhalb 24 Stunden in n/6 bzw. n/4, daß eine n/8 Lösung die höchste erträgliche Konzentration darstellt. Ich habe also hier durch langsame Steigerung des Salzgehaltes eine Lösung erreicht, die doppelt so stark ist wie diejenige, die wir nach den einfachen Versuchen als schädliche bezeichnen mußten. Man er- kennt daraus, daß eine große Anpassungsmöglichkeit für Kaul- quappen an das Salz besteht. Eine n/8 Lösung enthält 1,4°/, CaCl,. Wir gehen nun zur Besprechung der Versuche an Chironomus- Larven über. Tabelle 52 s. S. 624. Im Versuch 52 erweist sich eine n/2 Lösung als tödlich. Eine n/4 Lösung müssen wir unbedingt als schädlich bezeichnen, und über die schwächeren Konzentrationen können wir — wie bei anderen einfachen Versuchen an Chironomus-Larven — auch hier kein end- gültiges Urteil abgeben, da fast alle Larven ungefähr um dieselbe Zeit absterben. In den Übersetzungsversuchen erhalten wir das gleiche Er- gebnis, das wir aus den Versuchen mit Na,SO, abgeleitet haben. Je schneller die Übersetzung vorgenommen wird, zu um so höheren Konzentrationen gelangt man. Die Erscheinung ist hier so deut- 624 Erwin Hirsch, Tabelle 52. CaCl, für je 6 Chironomus-Larven. a) 1. Versuch | b) 2. Versuch In Überlebende nach 2 ANR CFA 2 3 5 Tagen n 2 0 — ie 4 2 0 a 8 == — 4 3 1 0 mus 16 = — 6 5 4 iP. a 32 _ — 5 5 3 1 a 100 — — 6 6 2 i 20 1M! Tabelle 53. Übersetzungsversuche mit Chironomus- | Larven. a) 1. Versuch. 10 Ch. | b) 2. Versuch. 6 Ch. Mm Überlebende nach 2|3|5| 7 10177412] 13716) 177727273 6 10| 11 Tagen any GES ZT, —|— —| — — (6 4 4 3 32 || — 5412 — | |) — — 3 n | | | | | 16 ---|-—--/2|1 1 0|-|- — = 110 Tabelle 53e s. S. 625. lich, daß ich keine Worte darüber zu verlieren brauche. Die An- häufung der Salze im Tierkörper scheint hier zwischen dem 5. und dem 6. Tag einen tödlichen Wert zu erreichen, wenn man die Über- einstimmung der einfachen Versuche 52 in dieser Beziehung mit Biologische Wirkung einiger Salze. 625 ec) 3. Versuch. 6 Ch. Überlebende nach In ee SR PAM 7 | So g oa 14 Tagen in 34 | 34 64 6 OR iL = + 32 — — ye 3 3 16 — — — — 3 2 1 il Ru 8 ie NE Be ee oe ean al ileal Tabelle 54. Zweitigige Ubersetzungsversuche mit je 7 Chironomus-Larven. a) 1. Versuch. | b) 2. Versuch. | c) 3. Versuch. | d) 4. Versuch. tn Uberlebende nach 2 LA ENNEMI GO sees os) ye 2742706215 Tagen | ar 64 7\-|-|-|(I|7/ —-|—-|-[|7/— —/—[/6 en a 16 7 7 |—|—|7 5 |—!|—]7/7/—/—]6)1P a San 8 = na ae la ie NS A 6 eo) By Oe ON OSS eS 2092102332170 den Versuchen 55 als Beleg hier anführen darf. Um dieselbe Zeit erfolgt auch in den Versuchen 54 (zwischen dem 4. und dem 6. Tag) ein Rückgang in der Anzahl der Versuchstiere. Bei der Bestimmung der höchsten erträglichen Konzentration möchte ich auch in diesem Fall von den Ergebnissen der Tabelle 55 absehen, da sie doch immerhin nur einen extremen Fall darstellen. Die anderen Versuche (53c und 54) lassen uns erkennen, daß die höchste erträgliche Konzentration bei n/8 mit 1,4%, CaCl, zu suchen ist. 626 Tabelle 55. Eintigige Ubersetzungsversuche mit je Erwin Hirscu, 6 Chironomus-Larven. a) 1. Versuch b) 2. Versuch Uberlebende nach c) 3. Versuch In 2,103 | 41/5] 62081 05 16 1 2) 8 Een Tagen n 6 ae | n 32 6 |— | —|—|—] 6} 5|—|—!|—|—] 5 MIR 16 6 | 6 — —- -|-5 5 — —|—J]— 5 n I ae); IM | 4 on Bb | |] De ae 3n | 8 — | | -[/6/0|- - —|-/)5|0|]- —- — d) 4. Versuch | e) 5. Versuch | f) 6. Versuch In Überlebende nach 2 Br ee 2 ON 25 A ESA 2 23 fe eal Tagen 64 — | -|-|-!6|-| —|— | — n 32 6 |—|—|—|6 6 —|—|— 4 n 16 6 D Ne ho Ge) 4 n aga se eB) esate = poe TER USER LES er als 4 —}— | 3}0};—;—;—| 6) 0 — Die Frage, ob hier eine Anpassung eingetreten ist, müssen wir dahin beantworten, daß sie insofern erfolgt ist, als die Larven länger als in den einfachen Versuchen, besonders in den Versuchen 53, gehalten werden konnten. Auch scheint. sie insofern sich bemerkbar Biologische Wirkung einiger Salze. 627 zu machen, als wir nach der Bestimmung aus der Tabelle 52 n/4 als schädlich ansprechen mußten, während wir in den Versuchen 55 vielleicht eine etwas geringere Sterblichkeit konstatieren können. Denn im einfachen Versuch lebte in n/4 !/;, aller Larven überhaupt nur 2 Tage. In den Versuchen 55 kamen von 36 eingesetzten Tieren 23 nach 4 Tagen in n/4, also zu einer Zeit, wo wir bereits eine wenn auch geringe Schädigung durch das Salz voraussetzen müssen. Nicht ganz die Hälfte der Larven ging in dieser Kon- zentration ein. Freilich liegen hier nur die Beobachtungen für einen Tag vor, und nur mit äußerster Vorsicht darf das besprochene Faktum als auf eine Anpassung deutend hingestellt werden. Zusammenfassend ergibt sich als die Grenze für die Konzentra- tionssteigerung für Daphnien bei 0,3%), Aale 2,7 Kaulquappen 1,4 Chironomus-Larven LA & CaN Oak. Wir wenden uns nun dem Ca-Salz zu, das die Parallele zu NaNO, und KNO, bildet, dem Ca(NO,), und beschäftigen uns zu- a nächst mit den Versuchen an Daphnien. Tabelle 56. Ca(NO,), fiir je 25 Daphnien. Uberlebende nach Tn 1 2 3 4 6 7 8 GMAO) D Et ae Tagen a 2 0 3 _— = 4 0 36 un = a =2 8 0 a = n a 16 0 n Bee MR Be Oe a See SES ee ea NE a 3 alte N 100 25 20 6 +J + Junge J 1 Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 41 628 Erwin Hiescx, Tabelle 57. Übersetzungsversuche mit je 25—30 Daphnien. a) 1. Vers. b) 2. Vers. | c) 3. Vers. In Überlebende nach à Pos tbe l'ARN ANG TA 2 Sa: Tagen an 30 | —20 | —30 64 22 0 20 —301—20| — | — | 26 | 26 | 25 N 20 32 — — — | — |—30| 3 0 — | — | 25 6 0 Tödlich ist eine n/16 Lösung, schädlich eine n/32. Erträglich scheint trotz einer größeren Reduktion in der Anzahl der Versuchs- tiere n/100 zu sein. Das erkennen wir einmal aus der Tatsache, daß in dieser Lösung am 4. Tag noch Junge auftreten, und andrer- seits aus dem so gut wie unverminderten Fortbestand der in den Versuchen 57 in n/64 eingesetzten Versuchstiere. Die Übersetzungsversuche verschieben die Grenze der Schäd- lichkeit nicht, es liegt also auch keine Anpassung vor, und die höchste erträgliche Konzentration erkennen wir bei n/64 mit 0,22}, Ca(NO,).- Im Folgenden berichte ich über die Versuche mit Aalen. Tabelle 58. Ca(NO,), für je 3 Aale. Überlebende nach M1 | 2711301 60 | 8 | 9 | 10) 11 | 1322 | 23 een Tagen n 2 | O(starben schon nach 1 Stunde) n 4 | O(starben schon nach 1 Stunde) n 8 | 2 | 21 0 | (1 starb nach 1 Stunde) n HO |2 a |). 0200 022 20, 29 1 LC An N 32 315|3/10|-|—- | —|2 A | à | à n BB Rad a edie re re RN 100 D | 2 2 2 À | Bo 2 a 629 Biologische Wirkung einiger Salze. Hine n/4 Lösung ist tödlich, nach unseren Bestimmungen muß eine n/32 Lösung bei unmittelbarem Einsetzen als schädlich gelten. Dagegen macht sich aber auch hier der 12tägige Aufenthalt der 2 am 10. Tag aus n/100 nach n/32 übersetzten Aale in dieser Lösung und ihr 6 Tage dauerndes Leben nach der Übersetzung in n/16 als Anpassung geltend. Als höchste erträgliche Konzentration möchte ich daher diese letztere Lösung ansprechen, die 0,97°/, Salz enthält. In Folgendem wollen wir die Versuche mit Kaulquappen besprechen. Tabelle 59. Ca(NO,) für je3 Kaulquappen. Überlebende nach In LE 3 4 5 6 Tag'en n A QO (nach 1 Stunde alle +) on | 4 0 — sells, 1 0 8 V En 1 0 .16 h Sn 3 2 2 0 32 1V ar 100 3 3 il 1 0 Tabelle 60. Ubersetzungsversuche mit Kaulquappen. In a) 1. Versuch. 6 K. b) 2. Versuch. 7 K. Uberlebende nach c) 3. Versuch. 6 K. 1. eS eee PES ee es Dee Oe Sie ERED Tagen n Gade Ghee Ge ela, ze a OG eee Gr 611026 n RD ns ae Gia eae Watt ee | ee ee Tödlich ist noch eine n/4 Lösung, während wir eigentlich alle Jedoch sehen wir in einzelnen die Entwicklung fortschreiten, freilich in so ge- anderen Lösungen als schädlich bezeichnen müssen. 630 Erwin Hirsch, ringem Maße und bei so kurzer allgemeiner Lebensdauer, daß die Lösungen, in denen die Entwicklung erfolgt, n/8, n/16 und n/32, nicht mehr als erträglich hingestellt werden können. Die Übersetzungsversuche Tabelle 60 lassen auch die Schäd- lichkeit der n/32 Lösung ziemlich scharf hervortreten, ergeben jedoch für n/64 innerhalb dreier Tage so geringe Verluste (!/,, der Gesamt- zahl), daß wir sie wohl als höchste erträgliche Konzentration an- sprechen dürfen. Sie enthält 0,2%, Ca(NO,),. Eine Anpassung ist hier nicht erfolgt. Von Versuchen mit Ca(NO,), an Chironomus-Larven liegen nur die folgenden 4 gewöhnlichen Ubersetzungsversuche vor, die in der Tabelle 61 zusammengestellt sind. Tabelle 61. Übersetzungsversuche in Ca(NO,), mit Chironomus-Larven. a) 1. Vers. 1Ch. b) 2. Vers. 2 Ch. In Überlebende nach rl El 3 lf 2 à iB | & 77782120925 510 Tagen als +4 64 Teo MAPS UM er 1 4| — | 4 | 4 2 a y | 32 —|— | — I—-| 1 1;+4/5 | 4 un ra 16 | =) = =) — | || 4 1 By |] il Ey 8 —ı | - I- — |-| — | —| —| — | — | 1 | :O? «| :O c) 3. Vers. 6Ch. d) 4. Vers. 6 Ch. m Überlebende nach 1723 a aya Pee 20 34,6 778) 92 NIMES | ats) ig Tagen 64 5b 6 |) 3) Lait Be A AO lol 16 = le À ak ane 8 = | | 5 |. ) Biologische Wirkung einiger Salze. 631 Die Versuche lassen erkennen, daß eine n/8 Lösung tödlich ist, ‚während eine n/16 Lösung eine noch erträgliche Konzentration dar- zustellen scheint. Sie enthält 0,97%, Ca(NO,),. Ob Anpassung an das Salz möglich ist, darüber erlauben die spärlichen Versuche kein Urteil. Es ergaben sich als die höchsten erträglichen Konzentrationen von Ca(NO,), für Daphnien 0,2%, Aale 0,97 Kaulquappen 0,5 Chironomus-Larven DR < Su RAGE Die letzte Versuchsgruppe bilden die K-Salze, die ebenso wie einzelne Salze der vorhergehenden Gruppen schon von früheren Forschern in ihren Wirkungen auf den tierischen Organismus studiert worden sind. Wir betrachten zuerst das KCl und beginnen wieder bei den Versuchen an Daphnien. Tabelle 62. KCl für je 25 Daphnien. Uberlebende In nach 1 Tage ly 4 0 a 8 0 n 16 0 a 32 0 Run 100 0 (Tabelle 63 s. S. 632.) Im Versuch 63 waren wenigstens 7 von 75 Daphnien in n/64 1 Tag am Leben. Das soll uns beweisen, daß diese Konzentration nicht unbedingt tödlich ist, wenn auch die einfachen Versuche 62 dafür zu sprechen scheinen. Eine erträgliche Lösung liegt jeden- falls noch unter n/100. 632 Erwin Hirsch, Tabelle 63. Ubersetzungsversuche mit je 25 Daphnien.i) a) 1. Vers. | b) 2. Vers. c) 3. Vers. In Uberlebende nach 2 4 | fall | 3 | it Tagen ” ' 64 1 0 6 0 0 Wir werden bei den folgenden Salzen derartig niedrigen er- träglichen Konzentrationen noch des öfteren begegnen, ohne dab durch Versuche ermittelt worden ist, bei welcher Konzentration diese Grenze zu ziehen sei. Es hätte das zwar im Rahmen der Arbeit gelegen, jedoch habe ich nach Rücksprache mit Herrn Dr. CRonHEIM diese Versuche unterlassen, da die K-Salze in Ge- wässern ja verhältnismäßig selten sind. Wir betrachten nun die Versuche mit Aalen. Tabelle 64. KCI für je 3 Aale. Überlebende nach In 1 2 3 4 Tag'en n un 0 n "8% 0 n 16 0 n 32 0 n 100 1 1 == 0 Während n/32 tödlich ist, müssen wir n/100 noch als schädliche Konzentration ansprechen und uns mit der Erkenntnis begnügen, daß die höchste erträgliche Konzentration noch unter n/100 zu suchen ist. 1) Als Übersetzungsversuch geplant. ) Biologische Wirkung einiger Salze. 633 Auffallend war die Tatsache bei der Kontrollierung des Ver- suches, dab nur 3 von 18 Aalen so gestorben waren, wie ich es in den bisherigen Versuchen beobachtet hatte. Die übrigen 15 waren ganz eigentümlich verbogen, teils war der Kopf merkwürdig abge- knickt, teils auch das Schwanzende etwas eingerollt. Diese Er- scheinung war zu durchgängig, als daß man sie für einen Zufall halten könnte. Vielleicht trat der Tod mit krampfartigen Erschei- nungen ein. Im Folgenden berichte ich über die Versuche mit Kaulquappen. Tabelle 65. KCl für je 3 Kaulquappen. Überlebende nach In 1 2 4 5 Tagen a 4 0 an 8 0 a 16 3 2 0 jue 32 3 2 1 0 ah 100 3 2 0 Tabelle 66. Übersetzungsversuche mit je 6 Kaul- quappen. a) 1. Versuch | b) 2. Versuch In Uberlebende nach id } Bab B 52 0 32 292102222322 Gee th | 8) Tagen œ| = SE Se Salz | Où lor) is) © | | | | | | m (ss) (se) 634 Erwin Hirsch, Tabelle 66 (Fortsetzung). c) 8. Versuch. Überlebende nach In To. 2[ 4 10516 | BO 111. 10 Me Ver Tagen a 64 Gel Go al 6 AG RO REA (ee ee eI ya Nora Ge iG D 16 ee A n 8 nl ee ze en RON PAR re Br Eine n/3 Lösung stellt sich uns als tödlich dar, während in den Versuchen 65 alle anderen Lösungen als schädlich gelten müssen, Jedoch auch hier treten für die Kaulquappen Anpassungs- erscheinungen auf. Einmal sehen wir im Versuch 66c 4 Kaulquappen in n/8 nicht wie im 1. Versuch 65 innerhalb des 1. Tages eingehen. Ferner er- kennen wir auch das weitaus bessere Aushalten derselben Kaul- quappen im Versuch 66c in n/16 im Vergleich mit dem Versuch 65 in derselben Lösung. Innerhalb 4 Tagen sterben im Versuch 65 alle Tiere, im Versuch 66c nur !/,. Eine weitere Anpassung dürfte auch darin erblickt werden, daß die Versuchsdauer durch die Ge- wöhnung an das Salz wesentlich verlängert werden konnte. Auf das vorzeitige Absterben der Versuchstiere in n/100 (Versuch 65) habe ich bereits oben, S. 614, verwiesen. Als höchste erträgliche Kon- zentration möchte ich eine n/16 Lösung ansprechen, die das Salz zu 0,5%, enthält. Die nächsten Tabellen berichten über die Versuche an Chiro- nomus-Larven. (Tabellen 67—70 s. die folgenden Seiten.) Die Versuche 67 stellen eine n/8 Lösung als tödlich hin, und alle anderen Lösungen desselben Versuches müßten als schädlich an- gesprochen werden, wenn wir nicht hier so reichlich Verwandlungen fänden. Für die große Sterblichkeit der Larven kommt wohl der Gesichtspunkt, den ich oben (S. 611) gegeben habe, in Betracht; denn auch hier liegt ein Versuch mit je 10 Larven auf 1 1 Lösung vor. ) Biologische Wirkung einiger Salze. 635 Tabelle 67. KCl für je 10 Chironomus-Larven. Uberlebende nach In les 4 6 11 17 20007222 L Tagen . piles 4 0 cial 8 0 16 8 7 0. n 32 5 5 Ibe 1P 1M _ — 1M a 3M 2P 100 10 | 10 Ci? GaP 2P 2M 2M Tabelle 68. Ubersetzungsversuche mit je 6 Chironomus- Larven. a) 1. Versuch | b) 2. Versuch ia Uberlebende nach 20 632 742 55217721092 ]B10: et 1772727737 92216217718] 9] 10) his ae Tagen aes 64 |5|/—|—|—|/—|—|—|—] 66/5418 zur 32.15) 4) 3) 3 }/—|—|/—|—]—|—|—|/—| 3} 3} 313 RI; 1a le aa | ee ay, 8 — ——| — -— -/1/0|- -— —|'-|-/|- - -—|-|-|1/0 c) 3. Versuch. Überlebende nach In a Are or (5%) set, Tagen a 54 Au 64 112 1M sus 32 — 4 3 3 3 a 16 Len = a — 3 3 3 0 636 Erwin Hirsch, Tabelle 69. Zweitägige Ubersetzungsversuche mit je 7 Chironomus-Larven. a) 1. Vers. | b) 2. Vers. 9 3. Vers. | à) 4. Vers. In Überlebende nach 2) 4 Cale 46 8 | 9 | 10 | 11 | 127] 2742] 6.7227419776 Tagen n 82 75 |—|—]7|—| — | — |}—-|—}|—|/—]4/—/-] 6 n 16 [521-177 — | —/—-|—|—|—]4]2/—-16]6 a Par 8 —|2|0—|7|/1P — |—|—|} —| —]—| 2] 0]—/] 6] 0 = Po ay 6 —;}/—|;—]—/—)/1P]}1M{38; 1/1) 0 Tabelle 70. Eintagige Ubersetzungsversuche mit je 6 Chironomus-Larven. a) 1. Versuch. b) 2. Versuch, | c) 3. Versuch. In Uberlebende nach 17272327 4 pa) 268) 4 eb [1 Ja War Tagen : | 64. GE ES LÉGER aa n 82 Bee lee n 16 E65 M GA EE RS | E n 18 == 2 de A pale Es | n a |S | | ee | 0 eee | 5€ ) Biologische Wirkung einiger Salze. 637 Tabelle 70 (Fortsetzung). d) 4. Versuch | e) 5. Versuch | f) 6. Versuch In Uberlebende nach I wars On lea ie S| 4 | De 2 3 4 Tagen 64 ee en RE N he 32 5 | 4]/—|—}—]6;6;—|—|—] 4 4 i 16 =l|Aala|=l=|=| el ele) — 4 4 A 8 =|] al ll ele/je!/6 | 1 [alt= | — 4 0 ne 4 —|—- — 1, 0[— —| —, 11,0 Für KCl stimmen die Ubersetzungsversuche untereinander im Durchschnitt sehr gut überein. Wir erkennen fast überall, daß n/8 eine schädliche Lösung ist; denn in den meisten Versuchen erfolgt das Absterben darin innerhalb 24 Stunden. Der einzige Versuch, der ein nennenswert besseres Resultat ergab, ist der Versuch 69b. Wir sehen hier die Verwandlung einer Puppe in eine Mücke und ein Versuchstier 5 Tage in der Lösung aushalten. Nicht nur in dieser Tatsache, sondern auch darin, daß im allgemeinen die Lebens- dauer der Larven den einfachen Versuchen 67 gegenüber verlängert ist, können wir eine Anpassungsmöglichkeit erblicken. Als höchste erträgliche Konzentration gebe ich nach dem Durchschnitt der ge- samten Versuche eine n/16 Lösung mit 0,5°/, KCl an. Ich fasse die Ergebnisse der Versuche mit KCl zusammen. Die höchste erträgliche Konzentration lag für Daphnien unter 0,07 °/, Aale 00 Kaulquappen bei 0,5 Chironomus-Larven „ 0,5. 10), IS Op. Als nachstes Salz bespreche ich das K,SO, und beginne mit den Versuchen an Daphnien, 638 Erwin Hirscu, Tabelle 71. K,SO, für je 25 Daphnien. Uberlebende nach In 1 2 3 4 6 hand Tagen Eu 4 0 a 8 0 u 16 0 SR 32 0 le don | Oa 100 19 8 | J 8 J 1 i 0 Tabelle 72. Ubersetzungsversuche mit je 25 Daphnien. Versuch e mit 25—30 Daphnien.') a) 1. Vers. | b) 2. Vers. | c) 3. Vers. M Überlebende nach 2 4 | 1 | 2.0] 2 Tagen u 64 2 0 0? 0 0 Die Wirkungen dieses Salzes sind wenigstens in den einfachen Versuchen 71 günstiger als die des KCl. n/32 ist als tödliche Lösung anzusprechen. n/64 ist, wie die Versuche 72 zeigen, noch stark schädlich; n/100 ist zwar keine erträgliche Konzentration, steht aber in seiner schädlichen Wirkung weit hinter n/64 zurück. Ja es treten darin sogar Junge auf, was uns gestatten dürfte, diese Lösung als die alleräußerste erträgliche Konzentration anzusehen. Sie enthält 0,1 °/, Salz. 1) Vgl. Anm. zu Tab. 63. ) Biologische Wirkung einiger Salze. 639 Im Folgenden bespreche ich die Versuche mit Aalen. . Tabelle 73. K,SO, für je 3 Aale. Überlebende nach In 1 2 Tagen Am 4 0 n HE 0 n nice 0 n Ba 0 n 100 2 0 Die Versuche sind insofern weniger gut ausgefallen, als 2 Aale in K,SO, nur 1 Tag leben konnten. In KCl lebte 1 Aal wenig- stens 2 Tage und wurde erst am 4. Tag tot gefunden. Die höchste erträgliche Konzentration liegt auch hier unter n/100, also unter OO SO Es folgen die Versuche für Kaulquappen. Tabelle 74. K,SO, für je 3 Kaulquappen. Überlebende nach In il 2 3 5 Tagen n mas 0 n wen 1 0 n 16 2 i 1 0 n LE 3 1 1 0 n 100 1 0 640 Erwin Hirsch, Tabelle 75. Übersetzungsversuche mit je 6 Kaul- quappen. a) 1. Versuch | b) 2. Versuch in Überlebende nach 1 3 5 7 8 9 UE pole al 2 4 | 6 Tagen ‘ 64 6 | 6/—]—;—/—|]—!1—]6] 61 5 n | 32 — 6 6 5 — | — — | —|— | — 5 0 n 16 | ee Be eld n Ne: = | = | = | = | — | = | il 0 c) 3. Versuch Uberlebende nach In 1 5 2 11 122] 14 | ab 16 |) 127182) 277222 Pat Tagen n 64 6 6 5 5 4 | 4 n By —}/—;—|]—{]—|4|]4]414 a 16 -|iı- | -| -|-|-|-|-|4|4|4 n 18: en) re ee dl Es sei zunächst hier wieder die ungünstige Wirkung von n/100 gegeniiber n/32 hervorgehoben. Als tödlich erkennen wir n/4 Die anderen Lösungen sind nach unseren Bestimmungen bei unmittel- barem Einsetzen schädlich. Als längste Lebensdauer in den Ver- suchen 74 ergibt sich der Zeitraum von 4 Tagen. Die Übersetzungsversuche ergeben nun nach 2 Richtungen An- passungen der Kaulquappen. Denn einmal leisten diese hier dem Salz sehr viel längere Zeit Widerstand, und dann steigt, wie besonders der Versuch 75c zeigt, die Sterblichkeit nur langsam. Eine n/8 Lösung wird besser und unter im Verhältnis zu der darin verlebten Zeit weitaus geringeren Verlusten ertragen. Die Bestimmung für ) Biologische Wirkung einiger Salze. 641 die höchste erträgliche Konzentration werden wir daher nach den Ubersetzungsversuchen treffen. Es ergibt sich als solche eine n/16 Lösung mit 0,5%, K,SO,. Wir gehen nun zu den Versuchen mit Chironomus-Larven über, von denen auch hier leider nur 3 Ubersetzungsversuche vorliegen. Tabelle 76. Ubersetzungsversuche mit je 6 Chironomus- Larven in K,SO.. a) 1. Versuch | b) 2. Versuch. 6+1P. Ta Überlebende nach >30 5 Oy Om AN 2 3) 4 5,6 79) Opa, Tagen a 5544+ BE || ye | Sal eae ae ae OMe Ome D eit ee 4 AA 4 Br Dee ee 023 n Ze er a Ve = See c) 3. Versuch. Überlebende nach In lec ser reed es) eo TON A) (ee Tagen 64 » a 08 pol = SIE — | — | — | — | — | — 5 5 5 3 3 0 Ob und inwieweit eine Anpassungsmöglichkeit vorliegt, kann man nach den Versuchen nicht sagen. Eine n/8 Lösung führt inner- halb zweier Tage zum Tode, so daß wir wohl mit Recht eine n/16 Lösung als höchste erträgliche Konzentration ansehen dürfen. Sie enthält das Salz zu 0,5 °). Die Ergebnisse der Versuche mit diesem Salz lassen sich dahin zusammenfassen, daß die höchste erträgliche Konzentration lag 642 Erwin Hirscu, fiir Daphnien bei 0,09 °/, Aale unter 0,09 Kaulquappen bei 0,55 Chironomus-Larven „ 0,55. HERREN OR: Als letztes Salz dieser Versuche bleibt noch das KNO, zu be- sprechen. Ich beginne auch hier wieder mit den Versuchen an Daphnien. Tabelle 77. KNO, für je 25 Daphnien. Überlebende nach In Di RUES 4 5 Tagen u 4 0 n 8 0 229 16 0 von 32 0 ae 100 4 3 = 0 Tabelle 78. Ubersetzungsversuche mit je 25—30 Daphnien.') a)1.Vers| D)2. Vers. —_ |e) 3. Vers. Ta Überlebende nach ee Tagen os 64 0 3 0 0 Das Salz steht im allgemeinen in seinen Wirkungen zwischen K,SO,, als dem für Daphnien giinstigstem K-Salz, und dem KCl, dem fiir diese Tiere schlechtesten; in den Versuchen 78 sehen wir nur 3 von etwa 90 eingesetzten Daphnien am Leben. In dieser Be- 1) Vgl. Anm. zu Tabelle 63. ) Biologische Wirkung einiger Salze. 643 ziehung erweist es sich ungiinstiger als KC]. Die Resultate in n/100 bei direktem Einsetzen in das Salz sind hier etwas günstiger als dort, 3 Daphnien leben 3, höchstens 4 Tage. Die höchste erträg- liche Konzentration liest daher noch unter n/100, also in einer Lösung von weniger als 0,1°/, KNO,;. Ich bespreche jetzt die Versuche an Aalen. Tabelle 79. KNO, für je 3 Aale. Überlebende nach In Imre 42 4 5 7 Tagen a, 4 0 n Ast 0 BI 16 1 0 eur 32 1 0 uly | 100 3 1 il 1 0 Für Aale scheint KNO, das günstigste K-Salz zu sein. Trotz je eines in n/16 und n/32 1 Tag überlebenden Aales können wir diese Lüsungen aber ebenso wie n/100 nur als schädlich bezeichnen. Die höchste erträgliche Konzentration liegt also unter n/100 (0,1°/,). Die nun folgenden Tabellen sollen über die Versuche an Kaul- quappen berichten. (Tabelle 80 u. 81 s. nächste Seite.) Die Wirkung von KNO, ist für Kaulquappen deletärer als die von KCl und K,SO,. Dies pragt sich nicht nur in den einfachen Versuchen 80 aus, sondern auch in den Ubersetzungsversuchen 81. Das wichtigste scheint mir das zu sein, daß wir hier von einer An- passung offenbar nicht reden können. Ca(NO,), und dieses Salz sind die einzigen der ganzen Serie, von denen diese Tatsache für Kaul- quappen konstatiert werden muß. Tödlich ist eine n/8 Lösung. Schädlich scheint sogar noch eine n/64 Lösung zu sein, obwohl in einer solchen im Versuch 81c ver- Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 42 644 Erwin Hirsch, Tabelle 80. KNO, für je 3 Kaulquappen. Überlebende nach In 1 2 4 Tagen n "AS 0 n 184 0 n 16 2 0 cn 32 3 0 n 100 3 2 = 0 Tabelle 81. Ubersetzungsversuche mit Kaulquappen. In en 64 En 32 a) 1. Versuch. 5K. | b) 2. Versuch. 4K. | c) 3. Versuch. 6K. Uberlebende nach 1 3 5 1 nk. 2 5 1 2 3 4 Tagen 4 4 — 4 2 — — 6 6 5 — 4 0 — 2 1 0 — | — | 5 0 hältnismäßig die günstigsten Resultate erzielt wurden. Leider habe ich die Kaulquappen nicht lange genug in dieser Lösung gehalten, um den Nachweis führen zu können, daß diese Lösung günstiger wirkt als n/100, worauf allerdings der Versuch 81c hindeuten Könnte. Man würde dann die ungünstige Lösung n/100 ähnlich erklären müssen, wie ich es oben (S. 614) getan habe. Um jedoch keine zu hohe Lösung als erträglich anzugeben, be- trachte ich als stärkste erträgliche Konzentration eine n/100 Lösung. mit 0.22, ARNO Im Folgenden gebe ich die 3 allein vorliegenden Übersetzungs- versuche mit Chironomus-Larven wieder. ) Biologische Wirkung einiger Salze. 645 Tabelle 82. Übersetzungsversuche mit Chironomus- ae em tn MOE. a) 1. Versuch. 14+6Ch. | b) 2. Versuch. 7Ch. In Überlebende nach Somes Seine) 4) 516 as Won an Tagen a a Bt | a 64 ae el mi > oe meee ore ho a | 1 le | 200 c) 3. Versuch. 6Ch. | d) 4. Versuch. 6.Ch. In Uberlebende nach evo és SP 1 (218 | 45 a ies Tagen Bun ee SN ON RE att 2 ala ee Bun = leere. n Be ee lo Auch hier ist es leider nicht möglich, festzustellen, ob eine Anpassung erfolgen kann. Zur Bestimmung der höchsten erträg- lichen Konzentration dürfen wir die ungünstigen Versuche 82a und b nicht außer Betracht lassen, wenn auch die Versuche 82 ¢ und d zeigen, daB bessere Resultate erzielt werden können. Im allge- meinen jedoch tritt in n/32 schon eine erhebliche Reduktion in der Zahl der Versuchstiere ein, ausgenommen im Versuch 82c. Ich möchte daher als höchste erträgliche Konzentration eine n/32 Lö- sung ansprechen, freilich in dem Bewußtsein, daß durch neue Ver- suche die Grenzen möglicherweise weiter nach oben verlegt werden könnten. Eine n/32 Lösung enthält 0,3°/, KNO.. Wenn wir die Ergebnisse aus den Versuchen mit KNO, noch einmal übersehen, so finden wir die höchste erträgliche Kon- zentration 49* 646 Erwin Hirsox, fiir Daphnien unter 0,1°, Aale ae Ol Kaulquappen bei 0,1 Chironomus-Larven „ 0,3 . 12. Versuche mit pflanzlichen und tierischen Mikroorganismen. Uber das Material zu diesen Versuchen habe ich bereits ge- sprochen (S. 566). Es wurden jedoch nicht alle an Tieren erprobten Salze benutzt, sondern ich begnügte mich mit MgCl,, MgSO,, NaCl und CaCl,. Leider sind die Resultate dieser Versuche nicht so einwandfrei, daß sie durch erneute Untersuchungen nicht wieder umgestoßen werden könnten. Die Schuld hieran trage weniger ich als die un- erwartet schwierigen Kontrollmöglichkeiten. Denn man kann nicht jeden Tag nachprüfen, ob alle eingesetzten Arten, geschweige denn Individuen noch am Leben sind, es bleiben nur relative Angaben nach rein äußerlichen Anzeichen, d.h. an der Farbe des Bodens, zu erkennen, ob die Algen sich entwickelt haben oder abgestorben sind. Im ersteren Falle erscheint der Boden grün, je nach der Stärke der Entwicklung, im letzteren bleibt er farblos, oder er wird, wenn die Algen und Flagellaten, die die Färbung des Wassers bewirken, abgestorben sind, durch Bildung von Huminsubstanzen braun werden. Daher müssen die Urteile über diese Beobachtungen sub- jektiv ausfallen, so daß man unmöglich bei einer Reihe von 24 Ver- suchsgläsern im Verlauf der täglichen Kontrolle für jede Farben- nuance des Bodens der Gefäße die gleiche Angabe machen kann. Noch viel schwerer ist es natürlich, wenn nicht unmöglich, am nächsten Tage zu entscheiden, ob ein Boden grüner oder brauner geworden ist. Ich machte verschiedene Versuche, zunächst die einfachen mit den eben angegebenen Salzen. Sie wurden wie alle Versuche in aus- paraffinierten Gläsern mit je 11 Lösung angesetzt. Außerdem führte ich auf Vorschlag von Dr. CroxHEIm Versuche in großen nicht aus- paraffinierten Gläsern mit 3 1 Lösung durch. Ferner machte ich eine Art Übersetzungsversuche. Zuerst will ich die am besten beobachteten Versuche mit den 4 angegebenen Salzen in den gewöhnlichen Konzentrationen von n/2—n/100 besprechen. Alle zunächstfolgenden Versuche wurden ] Biologische Wirkung einiger Salze. 647 angesetzt am 8. 6. 1912. Am 24. 6. wurde, da in keinem Versuch eine sichtbare Entwicklung stattgefunden hatte, gedüngt mit 10 Tropfen ausgefaultem Urin (Rinderharn) und 5 Tropfen einer 5°/,igen CaCl,-Lösung. Eine mikroskopische Untersuchung der Wässer wurde dann am 17. 7. vorgenommen. A. MgCl,. Es ergab sich für n/2 und n/4 — der Boden beider Gläser war erün —, daß außer Bacterien keine Formen mehr am Leben waren. Eine Entwicklung scheint in beiden Lösungen stattgefunden zu haben, wenn auch nur spärlich. In n/8 lebten noch wenige Kolonien von Algen und einige Paramäcien. Der Boden des Glases war braun. In n/16 war alles tot, der Boden war braun, ebenso wie in 'n,32, wo nur ganz wenige Paramäcien festgestellt wurden. In n/100 hatte eine ziemlich reiche Entwicklung stattgefunden, aber bei der Untersuchung war außer einigen Paramäcien nichts mehr am Leben. Eine deutlich merkbare Entwicklung hatte nur in n/100 einge- setzt, jedoch war von den wertvolleren Bestandteilen des Micro- planktons in allen Lösungen alles abgestorben. Es scheint, als seien mir in n/8 allerdings noch die letzten Reste eines reicheren Lebens zu Gesicht gekommen. B. NaCl. Wenig anders war das Ergebnis der Versuche mit NaCl. In n/2 Lösung fanden sich nur lebende Ciliaten und einige Cysten. In n/4 traten noch lebende Diatomeen auf, Algen und Flagellaten waren abgestorben; ebenso fanden sich in n/8 nur Ciliaten am Leben, die auch in n/16 allein zu sehen waren. Das gleiche gilt für n/32 und n/100. Überall war zwar auf die Düngung hin eine ziemlich starke Entwicklung eingetreten, aber bis zur Untersuchung war alles ab- gestorben. C. CaCl,. Ganz anders fielen die Versuche mit CaCl, aus. In n/2 Lösung waren grüne Algen am Leben, in n/4 hatte eine außerordentlich starke Entwicklung eingesetzt, jedoch war alles außer Ciliaten und Amöben (letztere spärlich) tot. In der n/8 Lösung fand ich lebende Diatomeen, Flagellaten, wenig Amöben, aber ein Gewimmel von Ciliaten. In n/32 überwiegen Flagellaten, und damit Hand in Hand Erwin Hirsch, 648 geht der Mangel an Ciliaten; einzelne Amöben von Riesengestalt fielen mir auf. In n/100 herrschte noch ein ziemlich reiches Leben der verschiedensten Flagellaten und Algen, denen gegenüber Ciliaten und Amöben zurücktraten. D. MgSO,. In der n/2 Lösung ist alles eingegangen, in n/4 fanden sich Cysten und einige lebende Ciliaten, ebenso auch in der n/8 Lösung, in der sich ihnen noch lebende Flagellaten hinzugesellten. In einer n/16 Lösung kamen Algen, Flagellaten und Ciliaten zur Beobachtung. Das reichste Leben war in n/32 und in der n/100 Lösung erhalten geblieben. Dort lebten Vertreter aller Formen, die ich beim Ein- setzen aus der Stammkultur bestimmt hatte. Ich werde nun an einer Tabelle die Ergebnisse der Versuche zur besseren Übersicht darstellen. Ich habe dort nur die tatsäch- lich am Leben getroffenen Formen aufgeführt, während Cysten, die ja ein Charakteristikum für ungünstige Lebensbedingungen sind, außer acht gelassen wurden. Tabelle 83. Die Salze MgCl,, MgSO,, NaCl und CaCl, in ihrer Wirkung auf Mikroorganismen. Überlebende nach In Mech |) Natl CaCl, MgSO, 23 Tagen 1) n Bacterien Ciliaten Algen — 2. Bacterien n Bacterien Diatomeen Ciliaten Ciliaten wes Amöben n Algen Ciliaten Diatomeen Ciliaten ES Ciliaten Flagellaten Amöben Ciliaten ?) n — Ciliaten Flagellaten Algen 16 Ciliaten Flagellaten Amöben Ciliaten n Ciliaten Ciliaten Flagellaten Algen, Flagellaten 32 Ciliaten Ciliaten Amöben Amöben n Ciliaten Ciliaten Algen, Flagellaten | Algen, Flagellaten 100 Ciliaten Ciliaten Amöben Amöben 1) 23 Tage, d. h. vom Tage der Düngung an gerechnet. 2) Außerdem traten noch Amöben auf. Biologische Wirkung einiger Salze. 649 Was in dieser Tabelle nicht besonders bemerkt werden konnte, das war das Mengenverhältnis, in dem die einzelnen Organismen auftraten. Jedoch ist das für alle Versuche gleich geblieben, dab da, wo sich Algen oder Flagellaten erhalten hatten, die Anzahl der Ciliaten und Amöben wesentlich geringer war als in den Versuchen, wo jene Formen ausgestorben waren und ihre Leichen durch ihren Zerfall für die beiden anderen Tierarten einen vorzüglichen Nähr- boden bildeten. Nachdem nun diese Versuche mikroskopisch analysiert waren, nahm ich von dem unmitteibar über dem Boden stehenden Wasser, zusammen mit einem Teil des Bodenbelages aus den Gläsern, in denen eine n/2 Lösung gestanden hatte, und brachte dies in je 1 1 Leitungswasser, um festzustellen, ob die eventuell vorhandenen ‘Keime und Cysten noch lebensfähig seien und eine Entwicklung er- kennen lassen würden. Über das Ergebnis dieses Versuches soll die folgende Tabelle Auskunft geben. Tabelle 84 Bodensatz aus n/2 Lösungen in je 1 1 Leitungswasser. Farbe des Bodens nach AUS 7 14 40 Tagen MgCl, gelb griin grün NaCl gelblicher Schein grün schwach grün CaCl, gelb grün grün MgSO, Nichts angegangen schwach griin etwas griin Kine Fehlerquelle, die sich bei diesen Versuchen nicht aus- schalten läßt, ist das Wasser selber, das ja stets Algenkeime ent- hält und diese entwickeln läßt, wenn es nur bei genügender Be- lichtung lange genug steht. Die letzten Versuche, über die auf diesem Gebiet zu berichten wäre, schlug Herr Dr. CRoxHEIm vor, in der Hoffnung, in noch stärkeren Lösungen unsere Protozoen zur Entwicklung zu bringen. Zu diesem Zweck setzte ich von den 4 Salzen je eine n/l und eine 3n/4 Lösung an. Beobachtet wurde nach 7, 14 und 37 Tagen. Am 650 Erwin Hirscu, 37. Tage wurde eine mikroskopische Analyse vorgenommen, jedoch bestätigte sie nur den Miferfolg der Versuche. Ein Ergrünen des Bodens, das wir als Zeichen der eingesetzten Entwicklung betrachteten, hatte nach 37 Tagen nur in den Lösungen von MgSO, stattgefunden. Allerdings wurde die Farbe des Bodens schon nach 14 Tagen mit einem Fragezeichen versehen, da ich nicht entscheiden konnte, ob er in der Tat grüner geworden wäre. Die Versuche in den großen Gläsern mit 3 1 Lösung konnten nicht bis zu Ende geführt werden, da ihr Verschluß nachgegeben hatte und einige Käfer hineingekrochen waren. Die Versuche wurden noch einmal angesetzt, jedoch nach meinem Fortgang aus dem Institut nicht weiter beobachtet. Bemerkenswert scheint mir nur die Tatsache zu sein, daß die einzige Lösung, die beim Fort- gießen des Wassers ihren ursprünglichen grünlichen Schimmer er- kennen ließ, eine n/2 Lösung von MgSO, war. Man wird ohne weiteres erkennen, daß die Versuche nicht ge- nügen, um ein sicheres Urteil abzugeben, wie das nach den Tier- versuchen möglich war. Sie kranken vornehmlich auch daran, daß das unglückselige Nebeneinander von abgestorbenen Elementen, encystierten und lebenden, häufig zu keinem klaren Resultat führen kann. Wenn hier eine Beobachtung erst nach 3 Wochen vorgenommen wurde, so läßt sich das damit rechtfertigen, daß es in der Absicht geschah, die Veränderungen in der Farbe des Bodens schärfer her- vortreten zu lassen. Ich bleibe mir dabei freilich des Einwandes bewußt, daß mir dadurch die Zeit des intensivsten Lebens in den Versuchen entgangen sein kann. Denn es ist ja bekannt, daß in einer beschränkten Menge Wasser manche Organismen nach ge- wisser Zeit absterben, da sie ihrem Fortleben schädliche Produkte bilden, die nicht entfernt werden können. Die Ergebnisse dieser Versuche fasse ich in der folgenden Tabelle zusammen. Die Zahlen in den Rubriken bedeuten hier nur den Prozentgehalt einer Salzlösung und zwar der höchsten, in der die betreffenden Organismen am Leben gefunden wurden. War ein Organismus in keinem Glas einer Salzreihe nach 3 Wochen mehr am Leben, so ist sein Fehlen durch einen Strich gekenn- zeichnet. ) Biologische Wirkung einiger Salze. 651 Tabelle 85. Höchste Konzentration ertragen (Aahllien in 05); Fon à In Salzen MeCL NaCl Call, MgSO, algen 2 en ser, -5- — 5,48 <6 — 0 Flagellaten ai nz ae | I Diatomeen =e Zn == 16 — = il, 57 ‘a; Ciliaten a on + — 2,92 a = a — 3,08 Amöben = a = 28 eo a Bacterien > — 5,09 = > — 5,48 ey Was die Protozoen — Ciliaten, Flagellaten, Amöben — betrifft, so werde ich diese Versuche im Schlußteil zusammen mit den übrigen Tierversuchen besprechen. 13. Der Einfluß der Salze auf die Zerstörung der organischen Substanz im Wasser (Selbstreinigung). Da die Arbeit als eine biologische mit besonderer Berücksich- tigung hydrobiologischer Fragen angelegt war, mußten wir auch die Frage nach der Wirkung der Salze auf die Selbstreinigung be- antworten. Unter den Begriff „Selbstreinigung des Wassers“ fallen eigent- lich drei verschiedene Vorgänge: 1. die mechanische Beseitigung der meist organischen Verunreinigungen durch Sedimentation, 2. die Wiederanreicherung des verbrauchten Sauerstoffs durch die Wasser- pflanzen und Algen, 3. die chemische Zersetzung der organischen Substanzen in anorganische durch Bacterien und andere Organismen. Versuche über die Sedimentation fielen von selbst aus, über die Möglichkeit der Produktion von Sauerstoff in salzreichen Gewässern durch grüne Organismen geben bereits die Versuche mit Protisten (Abschnitt 12) einige Anhaltspunkte. Ich habe daher im Folgenden die Versuche zu besprechen, die 652 Erwin Hirscu, Herr Dr. CroNHEIM übernommen hatte und die die Einwirkung der Salze auf die Zersetzung der organischen Substanz eingehend be- handeln sollten. Angesetzt wurden die Versuche, wie seine hinterlassenen Pro- tokolle angeben, mit 1 1 Lösung in ausparaffinierten Gläsern. CRONHEIM prüfte die 4 Salze: MgCl,, MgSO,, NaCl und CaCl, und beobachtete außerdem gewöhnliches Leitungswasser. Er nahm stets 960 ccm einer n/8 Salzlösung und 40 ccm desselben Rinderharns. Nach einer bestimmten Reihe von Tagen wurde in dem Versuchsglas die orga- nische Substanz durch Permanganat-Titration bestimmt. Außer den Versuchen mit einfachen Salzen machte er auch solche, in denen er 2 verschiedene Salze kombinierte. Die folgenden Tabellen werden hierüber nähere Auskunft geben. Tabelle 86. Der Einfluß der Salze auf die Zerstörung der organischen Substanz im Wasser. Gehalt an organischer Sub- I stanz, ausgedriickt durch 2 die Größe des Permanganat- x verbrauchs, nach MgCl, NaCl Call], MgSO, H0 ie M, | 1 40.3 Ae alee, 41,0 41,3 2 33,8 34.2 aD) ‚6 32 8 322 4 32,1 32,3 32, 3 32.2 2 32,5 5 35,45 38,35 38, 25 38, 4 36 95 7 33,7 33, 2 35, 7 34, 2 35, 15 8 36,8 34 ‘05 35, 65 37 85 36, 35 11 35.3 345 5 38, 3 35, 1 37 5 18 36,2 34, 33 37, 7 37 15 35 0 25, Tagen 7 2 CN CET 36 on CUS | SEE 344 36.5 5 37 ‘05 34 6 Schließliche Abnahme| 4,85 | 73 | 73 | 2305 | 6, Besonders auffallend ist die enorm starke Abnahme der organi- schen Substanz vom 1. zum 2. Tag, die bei H,O 9,1, bei CaCl, 11,2 und bei MgSO, noch 8,2 beträgt. qs folet nun die Tabelle über die Zerstörung der organischen Substanz mit Hilfe einer Kombination der im Versuch 86 zur An- wendung gelangten Salze. Die Mischungen wurden so hergestellt, daß äquimolekulare Mengen der beiden Salze zu einer Molekularkonzentration gemischt waren, die der in Tabelle 86 durch das einzelne Salz dargestellten gleich war. ) Biologische Wirkung einiger Salze. 653 Tabelle 87. Der Einfluß der kombinierten Salze auf die Zerstörung der organischen Substanz im Wasser. In Gehaltanorganischer| Mol, | MgSO, | CaCl, | MgCl, | MgSO, | MgCl, Substanz nach me ee + si a al NaCl NaCl NaCl MeSO, CaCl, CaCl, 1 39,5 38,9 39,5 Syn 40,8 39,5 2 34,0 30,4 30,2 31,2 31,2 30,6 4 33,6 31,5 31,5 32,1 32,4 32,8 6) 35,3 36,95 36,1 36,85 37,75 36,75 7 34,6 34,2 34,81 34,05 33,9 34,4 8 35,3 33,35 34,55 33,45 35,65 35,70 11 34,05 34,85 36,3 33,85 37,0 36,35 18 32,5 35,05 34,0 32,0 35,35 33,8 23 Tagen 33,85 34,55 34,8 33,45 35,55 35,65 Schließliche Abnahme| 5,65 | 4,35 | 4,7 5,65 5,25 3,85 Auch hier. springt der starke Rückgang der organischen Sub- stanz vom 1. zum 2. Tag sofort ins Auge. Am stärksten ist er hier bei MgSO, + CaCl, mit 9,6, während er bei Wasser allein nur 9,1 beträgt. Die mehr oder weniger starken Schwankungen in dem Gehalt an organischer Substanz im Verlauf des Versuches scheinen durchaus normal zu sein, da sich auch in dem Kontrollversuch die gleiche Erscheinung bemerkbar macht. Höchstwahrscheinlich handelt es sich darum, daß die in den Lösungen vegetierenden Organismen ihrerseits wieder organische Substanzen produzieren und dab diese Produktion nach einiger Zeit der zerstörenden Wirkung der Bacterien das Gleichgewicht hält oder sie gar übertrifft. Demgemäß kommen für die Beurteilung der Selbstreinigung im Wasser hauptsächlich wohl die Minima an organi- scher Substanz während der Versuchsdauer in Betracht. Wenn wir diesen Gesichtspunkt gelten lassen, so müssen wir sagen, dab einige der angewandten Lösungen auf diesen Prozeb günstiger wirkten als reines Wasser. Mit dieser Auffassung stimmt der Umstand überein, daß gemäß Tabelle 83 in den Lösungen von Ms-Salzen Bacterien in größerer Menge entwickelt waren als in anderen Salzen. Wir vergleichen nun an der Hand der folgenden Zusammen- stellung die schließliche Abnahme der organischen Substanz. 654 Erwin Hirscu, Tabelle 88. SchlieBliche Abnahme der organischen Substanz nach 23 Tagen. In. In 0 oe Soe RES a Ol Mo Cls 1 MoSO NE 2 Se Na@he aa. a. S| MeSO, CaCl) DEN Cal, oe a a ee TS CAC - Nach U. 202 ee MO. 205.00 tm. 0 4,80 MSO, NaCl 0 MaSO 0 ee Oe ee 0018 051 MeCl, = Cale EE Mo CL NaCl. 0002 2.200565 Wir ersehen sofort, daß Wasser allein ohne einen Salzzusatz eine geringere zerstörende Kraft hat als NaCl und CaCl,. Die beiden Me-Salze bleiben wesentlich hinter dem Wasser zurück. Von den kombinierten Salzen hat MgCl, + NaCl die beste Wirkung, während es auffällt, daß NaCl + CaCl, bei weitem nicht das leisten, was jedes dieser Salze allein vollbrachte. Wesentlich an den Er- gebnissen dieser Kombinationsversuche ist die Tatsache, daß einzelne Salze in gewissen Zusammenstellungen in ihrer Wirkung verbessert werden können. Man vergleiche MgCl, und MgSO, einzeln und in ihrer Kombination. Zur Beurteilung der Salze und ihrer Wirkungen müssen wir die Leistung des Wassers mit 6,7 in 23 Tagen als normal ansehen. Es ergibt sich dann, dab NaCl und CaCl, sehr günstig wirken, während Mg-Salze offenbar den Abbau der organischen Substanz beträchtlich aufhalten. | Es bleibt hierbei zu bedenken, daß die Wiederherstellung des Wassers zur Unterhaltung eines normalen Lebens nicht nur durch die Beseitigung eines Überschusses von organischer Substanz, sondern nicht minder durch ausreichende Sauerstofferzeugung bedingt wird. Diese hängt jedoch wieder von einem guten Fortkommen der Wasser- pflanzen und der chlorophyllhaltigen Bestandteile des Planktons ab. Leider liegen diese Versuche nur in der Konzentration n/8 vor, die für die Algenentwicklung nicht unbedingt günstig ist. Es ist daher auch nicht ausgeschlossen, daß in einer anderen Konzentration die Salze auf die Zerstörung der organischen Substanz anders ge- wirkt hätten. Wenn ich nun im folgenden die Ergebnisse der CRONHEIM’schen Versuche noch einmal zusammenfassen darf, so kann ich dem Urteil auch nur den Effekt in der vorhandenen Lösung als Basis geben und sagen: ) Biologische Wirkung: einiger Salze. 655 Günstig wirken: NaCl in 0,73 °/,iger Lösung, CaCl, ” 1,37 ” ” Annähernd normal, d.h. wie gewöhnliches Wasser, wirken: MgCl, SRE = — 25 Moeolkazur 12 on, + 1, MgSO, zu 1,540), und MgCl, + NaCl = Fh Na, van der 1 Tae NaCl zu 0,73%,: Hemmenden Einfluß haben: MgSO, zu 1,549, und MgCl, + NaCl, = 4/, MgCl, zu 1,272}, + 1, CaCl, zu 1,37). Bemerkenswert bleibt, daß so hohe Konzentrationen von Salzen, wie sie in unseren Gewässern eigentlich niemals vorkommen, immer noch nicht unbedingt schädlich auf die Selbstreinigung des Wassers wirken. 14. Entgiftungsversuche. Entsprechend dem eingangs (S. 560) aufgestellten Programm führte ich gemeinsam mit Herrn Dr. CroxHEim einige Versuche aus, die die bekannte Tatsache, daß die Schädlichkeit reiner Salz- lösungen durch Hinzufügung geringer Mengen anderer Salze ab- geschwächt oder sogar aufgehoben werden kann, auch auf die von uns gewählten Versuchstiere ausdehnen sollte. Lagen doch bisher nur Versuche von Lors vor an Fundulus, der als Brackwasserfisch selbst eine ganz außerordentlich große Anpassungsfähigkeit besitzt, und seine Embryonen können nach Log (1911, Fundulus) sogar in destilliertem Wasser leben. Der Fisch lebt unbehindert in süßem Wasser so gut wie im Meerwasser. Die Versuche von Wo. OstwaLp (1905) richteten sich zwar auch auf Daphnien, brachten aber keine so klaren Resultate wie die Untersuchungen von LoEB uU. WASTENEYS Ola): Die Versuche, über die ich im Folgenden berichten werde, waren nur als Vorversuche gedacht, und die Erfahrungen, die wir an ihnen gemacht hatten, wollte Herr Dr. CRONHEIM in späteren Versuchen verwerten. Leider kam er nicht mehr dazu. In den ersten Versuchen probierten wir ganz roh eine Mischung zweier Salze im Verhältnis 1:1, beide in n/16. Die Ergebnisse dieser Versuche, die wir an Daphnien gemacht haben, waren negativ. Freilich könnte man den Einwand machen, die Konzentration n/16 656 Erwin Hıssca, von beiden Salzen sei so hoch, daß den Tieren entsprechend den Erfahrungen, die ich in den anderen Versuchen gemacht hatte, keine Lebensmöglichkeit blieb. Jedoch mußte man ja gerade eine hohe Konzentration wählen, da sich nur in einer solchen eine Besserung bemerkbar machen kann. Nach dem Fehlschlagen dieser Versuche gingen wir dazu über, nach dem Rezept von Lors eine Entgiftung zu versuchen. Wir stellten die folgenden Lösungen her: 500 cem n/2 NaCl-+-11 cem n/1 KCI+ 489 ccm H,O, 500 ccm n/2 NaCI— 10 cem n/l CaCl, + 490 ccm H,O, 500 ccm n/2 NaCl--39 ccm n/1 MgCl, + 461 ccm H,O, 500 cem n/2 NaCl+39 cem n/1 MgCl, + 19 cem n/1 MgSO, + 442 cem H,0. Als Versuchstiere nahmen wir alle bisher von mir verwandten Tierarten, die jedoch mit Ausnahme weniger Aale am 2. Tag tot waren. Auch bei den Aalen traten sehr rasch so erhebliche Ver- luste ein, daß man von einer Verbesserung nicht reden konnte. In diesen Versuchen läßt sich allerdings der Einwand, daß die angewandten Konzentrationen zu hoch sind, nicht zurückweisen. Ich bin überzeugt davon, daß man auch für die von mir verwandten Tierarten eine Entgiftung wird erreichen können. Nur muß man die Zusammensetzung einer solchen entgiftenden Lösung aus 2 oder mehreren an und für sich schädlichen Komponenten für jede Tierart erst von neuem suchen. IV. Schluß. Einer zusammenfassenden Besprechung der Versuchsresultate stelle ich die folgende Tabelle 89 voran. Die Zahlen geben den Salzgehalt in Prozent der höchsten erträglichen Lösung für die ein- zelnen Versuchstiere an. Es bedeutet D — Daphnien, A = Aale, K = Kaulquappen, C = Chironomus-Larven. Tabelle 89 s. nächste Seite. In den folgenden Zeilen wollen wir zunächst die Ergebnisse der Versuche der vorliegenden Arbeit mit den Resultaten ver- gleichen, die andere Autoren mit entsprechenden Versuchen er- zielten. Versuche in reinen Salzlösungen sind nicht sehr zahlreich, weil man im allgemeinen nur den Zweck verfolgte, festzustellen, ob Süßwassertiere Meerwasser oder Lösungen von Meersalz vertragen könnten. Nur ganz selten finden wir Versuehe mit reinen Salz- ) Biologische Wirkung einiger Salze. 657 lésungen oder Versuche, die den Zweck hatten, die Frage nach der Anpassungsmöglichkeit der Tiere zu erörtern. Tabelle 89. Höchste erträgliche Konzentration in molekularischen und prozentischen Zahlen für Tiere. In D. N K. C. NaCl 7 —0,4 > — 29 a = 07 - —; Na,SO, — 20 - on = — 27 NaNO, | _ 08 Er —0,5 ar = te —05 MeC], 5 0: = — 2,54 + — 7 — —1,7 MgSO, Pe — 0,2 a a > —21 _ 21 CaCl, ay = 0,3 a = =i = — 14 Ca(NO,), Ge —02 <6 —0,97 sr — 0,2 Er = (Ny KCl = in =007 | i — 0109 8 (Gr 75 —05 K,80, 0 0) es 106 — 0,09 iz — 0,55 = — 0,55 KNO; > 0 01 > 0 0,1 m — (i 2 03 Für Frösche oder Kaulquappen habe ich Versuche nur von Semper (1880) und Varıcny (1883) in reinen Salzen gefunden. SEMPER stellte fest, daß eine Lösung von 1°/, NaCl für Frösche un- schädlich ist, während Varıcny angibt, daß die Konzentration von NaCl für Kaulquappen nicht über 10—12 g pro 1 =1-—1,2°,) gesteigert werden dürfte. In der Tabelle 89 gab ich als höchste erträgliche Konzentration für Kaulquappen von NaCl eine Lösung mit 0,7%, an; ich bemerkte aber bei den Versuchen selber (S. 599), daß als höchste Konzentration wahrscheinlich noch n/6 = 0,97%), er- träglich sei. Man erkennt ohne weiteres, daß die eben angeführten Versuche sehr gut übereinstimmen und daß man wohl eine 1°/,ige Lösung von NaCl nach allmählicher Gewöhnung an dasselbe noch als erträglich für Kaulquappen ansehen darf. 658 Erwin Hirsox, Ein ähnliches Resultat ergaben die Versuche von Brrr (1871), der Kaulquappen an eine Salzlösung gewöhnen konnte, die das halbe Quantum des Meerwasser-Salzgehaltes enthielt. Es sind das für NaCl ebenfalls etwa 12 g. Hierbei müssen jedoch auch die Mg-Salze berücksichtigt werden. Versuche- in Mg-Salzen machte nur VARIGNY und kam für MgCl, und MgSO, zu dem übereinstimmenden Resultat, daß eine Lösung von 4 g pro | je eines Salzes unschädlich ist. In dieser Hinsicht sind die Versuche der vorliegenden Arbeit zu wesent- lich höheren Zahlen gekommen, da 17 g MgCl, und 20 g MgSO, als unschädlich erkannt wurden. Wahrscheinlich hätte auch VArıcny ähnliche Resultate erzielt, wenn es ihm darauf angekommen wäre, den höchsten zulässigen Me-Gehalt festzustellen. Mit den Versuchen in reinen Salzen und in Meeressalz (BERT) stimmen auch die faunistischen Angaben von FLORENTIN (1899) überein. Er fand Frösche in einem See mit 13 g Salz pro 1, unter dem NaCl 92,2°/, ausmachen, also 11,96 g. Er berichtet aber weiter, dab die Frösche dieses Gewässer verlassen hatten, als sein Salzgehalt auf 18 g pro 1 (16 g NaCl) gestiegen war. Die Versuche, die an Fischen ausgefiihrt worden sind, sind wesentlich zahlreicher. Es sind an ihnen auch viel besser die Wir- kungen reiner Salzlésungen studiert, besonders in neuerer Zeit, da sich ja die wirtschaftliche Bedeutung dieser Tiere wesentlich ge- steigert hat. Von älteren Forschern experimentierten nur BERT (1871) und GRANDEAU (1872) mit verschiedenen Fischen. Bert fand, daß man bei allmählichem Zusatz von Meersalz die halbe Meeres- konzentration erreichen könnte, aber nicht mehr. GRANDEAU prüfte einzelne Salzlüsungen. Es liegen dann Versuche in reinen Salz- lösungen von WEIGELT (1882 und 1885) und von Könıe u. HAsEL- HOFF (1897) vor. Ferner ermittelte Horer (1907) für einzelne Fische die Grenzkonzentration in MgCl, und CaCl,. Auch Lozg stellt die Grenzkonzentration für einzelne Salze an Fundulus fest, die ich seinen verschiedenen Arbeiten (1911 und 1912) entnehme. Ich gebe nachstehend die Angaben wieder, die der besseren Übersicht halber tabellarisch geordnet sind. Die Versuche von WEIGELT von 1882 und 1885 sind zusammengestellt. (Tabelle 90 s. nächste Seite.) Wie man ohne weiteres erkennt, weichen die Angaben erheb- lich voneinander ab. Im allgemeinen erzielte Lorn, der, wie schon erwähnt, mit einem sehr widerstandsfähigen Brackwassertisch ar- beitete, die höchsten Konzentrationen. Die nächst höheren Werte ) Biologische Wirkung einiger Salze. 659 Tabelle 90. Höchste erträgliche Konzentrationen von Salzen für Süßwasserfische in g pro l. a Wen ue, HO ne MeCl, 5 (GR) cal des 20,3 25,5 MgSO, al 1 2 36,99 30,8 NaCl 10 (Gr.) 10 15 17,6 29,3 12 (Co.) Na,S0, 36 (Co.) 1 = 30,1 20,1 NaNO 14 (Co.) es = 0,85 5,3 Call, 10 (Gr.) 8 a 43,8 27,3 Ca(N0,), a 8 30,9 9,7 KCl = = — 0,20 0,7 K,S0, = nls a 0,10 0,09 KNO, _ = — 0,1 ergaben meine Versuche an Aalen. Über den Einwand, den man gegen die Verwendung von Aalen machen könnte, wenn man die Ergebnisse derartiger Versuche mit denen an anderen Fischen ver- gleichen will, habe ich bereits oben (S. 566) gesprochen. Man darf jedoch nicht übersehen, daß die Anpassungsfähigkeit der Fische an salzige Wässer überhaupt im allgemeinen ziemlich erheblich ist. SEMPER (1880) berichtet, daß Stichlinge aus dem Main ohne weiteres in Wasser mit 20 g Salz pro 1 übersetzt werden konnten. Das Gleiche lesen wir bei Grarp (1900) und SIEDLECKI (1903). THIENE- MANN (1913) fand Stichlinge in Salzwässern mit 58,9 g Salz pro 1. FLORENTIN (1899) erwähnt ebenfalls das Vorkommen von Stichlingen in einem Salzsee mit 20 g Salz pro 1. Auch ist das Vorkommen von Karpfen, Barschen und Zandern in litoralen Gegenden der Ost- see bei Rügen ja genugsam bekannt. Wenn auch auf der einen Seite zugegeben werden muß, daß viele Fische in weitgehendem Maße an Salzlösungen anpassungs- fähig sind, so weichen trotzdem die hier gefundenen Werte für Aale erheblich von den übrigen Versuchsresultaten ab. Es dürfte das einmal damit im Zusammenhang gebracht werden, daß hier ein zu solchen Versuchen bisher nicht verwandter Fisch benutzt wurde, und dann auch zum Teil damit erklärt werden, daß nun eben einmal der Aal seiner Lebensweise nach dazu bestimmt ist, einen Wechsel Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 43 660 “Erwin Hrescx, von Süß- und Meerwasser über sich ergehen zu lassen. Es muß jedoch dabei immer wieder betont werden, daß ich meinen Ausfüh- rungen im Anfang der Arbeit entsprechend, die hier benutzten Tiere in ihrer physiologischen Konstitution und nach ihrer Lebenshaltung vor dem Versuch als Süßwasserfische ansehen möchte. Daß typische Brackwasserfische noch höhere Konzentrationen vertragen, darauf deuten die Ergebnisse von Lors an Fundulus hin. Wir müssen also meiner Ansicht nach in dem Aal einen Fisch sehen, der einerseits ein Süßwasserbewohner ist, aber andrerseits wegen der von seiner Lebensweise geforderten Widerstandsfähigkeit gegen den Wechsel der Konzentration des Salzes in seiner Um- sebung unempfindlicher ist. Und das läßt auch die Tabelle 90 tat- sächlich erkennen. Denn abgesehen von geringen Schwankungen, stehen die höchsten für ihn erträglichen Konzentrationen in der Mitte zwischen denen für andere Süßwasserfische und denen für den Brackwasserbewohner Fundulus. NEUDÖRFER (1907) berichtet sogar, daß er einen Aal unmittelbar aus dem süßen Wasser in ein Bassin mit Seewasser setzen konnte, ohne daß es dem Tier in irgendeiner Weise schadete. Er gibt an, daß die Kiemen einiger Sübwasserfische, unter anderen Hecht, Ka- rausche und Karpfen, für Salze durchlässig seien, die der Aale da- gegen nicht. Versuche mit Chironomus-Larven speziell sind nicht so häufig: ausgeführt, und wir müssen zu einer Vergleichung weitere Versuche mit Insectenlarven heranziehen. Die ausgedehntesten Versuche stammen von PLATEAU (1871), der seine Erfahrungen an einer großen Menge von Insectenlarven und Crustaceen in seiner Arbeit nieder- legte. Er fand für Chironomus-Larven nur, daß das Überleben eines Tieres im Meerwasser länger als 24 Stunden gegenüber 7 und 6 Stunden in einigen vorhergehenden Resultaten ausnahmsweise lang ist. Eine Grenzbestimmung finden wir bei ihm nicht, auch nicht für die anderen Insectenlarven. Seine Versuchslösungen von isolierten Salzen weisen einen Salzgehalt von 3,046°/, auf. Diese Zahl stellt den gesamten Salzgehalt des Meerwassers in Prozenten dar. Er operierte also nicht mit äquimolekularen Mengen. In dieser Konzentration benutzte er NaCl, MgCl,, MgSO, und MgSO, + CaSO,. Es braucht wohl nicht weiter ausgeführt zu werden, dab alle diese Lösungen für seine Versuchstiere zu stark waren, aie gingen nach einigen Stunden spätestens ein. ) Biologische Wirkung: einiger Salze. 661 Bei seinen Versuchen beobachtet Bert (1871) den Tod einiger Chironomus-Larven im Meerwasser schon nach einer Stunde. Wichtiger sind nun die Versuche von Horer (1907), bei denen allerdings keine Chöronomus-Larven zur Verwendung kamen, sondern nur Larven der Eintagsfliege Cloe diptera. Er fand als höchste unschädliche Grenzen für einzelne Salze die folgenden Zahlen (ich setze die Zahlen, die sich aus den von mir mitgeteilten Versuchen ergeben, in Clamaran dahinter): NaCl 0,4—0,5%, (10°) MgCl, 1,0—1,5°/, (1,7%,), CaCl, 0,4—1,5%, (14%). Es besteht also, wie man auf den ersten Blick sieht, eine Übereinstimmung zwischen den Ergebnissen der beiden Untersuchungen, und die hier erhaltenen Zahlen werden kaum als von anderen abweichend gelten. Wenn bei faunistischen Untersuchungen QuIRMBACH (1912) Chironomus-Larven im Dortmund-Ems-Kanal bei einem Cl-Gehalt zwischen 100 und 840 mg pro 1 schwankend fand, also bei einer Konzentration, die dem Cl-Gehalt einer n/44-Lösung von NaCl ent- spräche, so ist das ein geringer Salzgehalt gegen den Befund, mit dem uns FLORENTIN (1899) bekannt macht. Er traf Chironomus- Larven an in Gewässern mit 78 g Salz pro I, also in fast 8°/,igen. Derartig hohe Zahlen erreichte ich bei meinen Versuchen nicht. Aber man überzeugt sich danach, daß durch Gewöhnung und An- passung der Larven an Salzlösungen wahrscheinlich die hier mit- geteilten Werte für die höchste erträgliche Konzentration wesentlich gesteigert werden können. Ebenso wie wir die Chironomus-Larven in Gemeinschaft a anderen Insecten-Larven betrachten mußten, sollen auch die Daphnien in ihrer Reaktion gegen die Salzlösungen mit anderen niederen Crustaceen gemeinsam besprochen werden. Denn es liegen nur wenige Versuche an Daphnien in reinen Salzen vor. Horer (1907) versuchte die Bestimmung der höchsten insehäck lichen Konzentration in einigen Salzen für Daphnien. Er fand von NaCl die Grenze der Schädlichkeit bei 0,4%, (0,4°%,)'), für MgCl, bei 0,35—0,5°/, (0,3°/,). Für Cyclops, für den die Schädlichkeits- grenzen in diesen Salzen bei der gleichen Konzentration liegen, fand er in CaCl, 0,9—1,5°/, (0,3°/,). Vergleicht man diese Resultate mit den Ergebnissen meiner Versuche, so sieht man, daß für NaCl und MgCl, eine ausgezeichnete Übereinstimmung hestaht Bert (1885) gibt als Grenze der höchstmöglichen Konzentration 1) Die von mir gefundenen Werte stehen in Klammern, 43* 662 Erwin Hirscu, von Meersalzen im Süßwasser für Daphnien 10,8 g pro 1 an, eine Konzentration, die er freilich- nur durch langsame Gewöhnung er- reichen konnte. PLATEAU beobachtete in der zitierten Arbeit (1871) den Tod der Daphnien in reinen Salzlösungen und sah ihn gewöhnlich nach etwa 20 Minuten eintreten. Länger lebten die Tiere nur in einer Mischung von 2,05 g MgSO, + 1,023 g CaSO,, pro 100 g Wasser. Das kurze Leben der Daphnien in diesen Versuchen kann uns aber bei der starken Konzentration nicht verwundern. In der faunistischen Literatur finden wir gerade die Crustaceen, wenigstens die Phyllopoden und Copepoden, besonders häufig erwähnt. Berücksichtigt man die relative Häufigkeit der niederen Crustaceen im Plancton, so wird es auch nicht Wunder nehmen, daß wir sie bei der Anpassung des Planctons, soweit eine solche überhaupt ein- tritt, an eine Versalzung des Wassers immer wieder treffen. So berichtet von ihrem Vorkommen in stark versalzenen Gewässern FLORENTIN (1899) bei 30 g Salz pro 1 (Cyclops), BLancHARD (1891) fand Copepoden in einem algerischen Salzsee bei einem Gehalt an Cl von 29,25°%,. Caux (1886) gibt die interessante Notiz, dab im kurischen und frischem Haff, je nach der Windrichtung, Daphniden, Leptodora, in süßem Wasser oder im Seewasser leben können. Ebenso fand Zacuarias (1888) in den salzigen Seen bei Halle a. S., die freilich nur einen Salzgehalt von 0,15 und 0,3°/, haben, Daphnien, Cyclops und andere Crustaceen. Allgemein bekannt sind ja die Arbeiten von ScHMANKEWITSCH (1875 und 1877) über die Beziehungen von Artemia mühlhauseni zu Artemia salina, die beide in ziemlich starken Konzentrationen von Salzen in Seen leben. Vielleicht beruhen auf ähnlichen Umformungen auch die Angaben von CHEVREUX U. GUERNE (1891) und von CATTA (1877). In beiden Arbeiten wird eine neue Species von Gammarus beschrieben, in der von CATTA ein mariner Gammarus im Süßwasser. Wunpscx (1914) fand Artemia salina bei Gerstungen in einer Salz- schlenke mit 31,39 Cl pro L Tuıenemann (1913) fand eine Cyclops- Art in Gewässern mit 49,7 g Salz pro 1. Es bleiben uns noch die Ergebnisse der Versuche mit Protozoen mit denen anderer Autoren zur Vergleichung übrig. Ich verweise dazu auf die Tabelle 85, in der die höchsten Konzentrationen an- gegeben sind, in denen ich bei der mikroskopischen Untersuchung lebende Formen antraf. Eine Bestimmung der stärksten erträg- lichen Lösung liegt hier nicht vor, da die Versuche diese nicht ) Biologische Wirkung einiger Salze. 663 einwandfrei gestatten. Sie hätten auch zu diesem Zwecke ganz anders ausgeführt sein müssen. Ich betrachte daher die in der Tabelle 85 gegebenen Zahlen, als seien sie aus der Berechnung des Salzgehaltes eines natürlichen Gewässers gewonnen, und vergleiche sie teils mit faunistischen Angaben in der Literatur, teils mit den Ergebnissen der Versuche anderer Autoren. Ich werde hier jedoch nur auf die Flagellaten, Ciliaten und Amöben Rücksicht nehmen. Bınz (1867) bestimmte für Infusorien die tötliche Dosis von NaCl und fand, daß eine 10°/,ige Lösung sofort den Tod herbeiführe, eine Lösung von 2°/, innerhalb 5 Minuten und eine solche von 1%, erst in 30—60 Minuten. Die ältesten Versuche über Anpassungsmöglichkeit von Protozoen an reine Salzlösungen stammen von Czerny (1869). Er konnte eine Amöbe bei langsamer Gewöhnung an NaCl in einer 4°/, igen Lösung dieses Salzes züchten. Amöben, die vorher noch nicht mit diesem Salz behandelt waren, gingen schon in einer 2°%/,,igen Lösung so- fort ein. Massart (1889) gelang es bei seinen Versuchen über den Ein- tritt der Plasmolyse die anfänglich schädliche Konzentration von KCI und KNO, um das Achtfache zu steigern. BazBraAnI (1898) fand NaCl in 1%,iger Lösung schädlich für Paramäcien. Ausgedehntere Untersuchungen nahm auf diesem Gebiet YAsuDA (1901) vor. Er bestimmte von verschiedenen Salzen die Grenzen, bis zu denen sich Protozoen ihnen anpassen könnten. Ich stelle seine Resultate zur besseren Übersicht in der folgenden Tabelle zu- sammen. Als Versuchstiere kommen in Betracht: Huglena viridis, Chilomonas paramaecium, Mallomonas, Colpidium colpoda und Para- maecium caudatum. (Tabelle 91 s. nächste Seite.) Man sieht also, daß von allen hier aufgezählten Salzen das MgSO, die besten Resultate ergab; was eine Angabe Yaruna’s be- treffs einer besseren Vermehrung der Euglenen in KCI anbetrifft, so begegnen wir einer entsprechenden bei Peters (1904). KorENTSCHEWSKY (1903) bestimmte als tödliche Dosis für Para- mäcien von KCl und NaCl je eine 5°/,ige Lösung. Horer fand als schädliche Grenze für Paramäcien von MgCl, und CaCl, 0,5—1,0 °/,. Diesen Angaben über Versuche in isolierten Salzen gesellen sich 664 Erwin Hirsch, Tabelle 91. Anpassung einiger Protozoen an Salzlösungen nach Yasvupa (1900/01). Grenze der Konzentration in %: | Euglena vir. | Chilomonas | Colpidium c. Mallomonas | Paramaecium Mes0, 6 (0,77))| 8 3,4 (8,08) 5 2,4 KNO, 2,4 2 1,5 2 1 NaNO; 2 1,2 2,6 2 12 KCl 2,8 2 1,4 1,6 1 NaCl 1,8 1 1,5 (2,92) 1,5 1 nun die Angaben über Meeressalze hinzu, die ich im Folgenden kurz wiedergeben will: Uber die Befunde Comw’s (1854) berichtete ich im ersten Ab- schnitt (S. 563). BERT (1883) fand, daß Infusorien im allgemeinen gegen Salz- lösungen widerstandsfähiger seien als höhere Tiere, besonders Fische. GRUBER (1889) konnte Actinophrys allmählich an Meerwasser ge- wöhnen, ein Resultat, das für Amoeba verrucosa von ZUELZER (1907) wiederholt wurde. Die histologischen Umwandlungen berücksichtige ich hierbei nicht, da es ja nur darauf ankommt, zu zeigen, eine wie hohe Anpassungsfähigkeit den Protozoen an Salze zuerkannt werden muß. Das Gleiche drückt sich auch in den faunistischen Befunden aus, die mir über das Vorkommen von Sübwasser-Protozoen in Salz- gewässern bekannt geworden sind. Enrz (1879) und Dapay (1884) geben Berichte über Infusorien in den ungarischen Salzseen, ohne freilich genaue Angaben über den Salzgehalt zu machen. ZACHARIAS (1888) fand bei Halle in Salzseen mit 0,15 und 0,30°/, eine un- gemein reiche Protozoenfauna. BurscHinsky (1897) teilt Beobach- tungen über Protozoen aus Salzlimanen bei Odessa mit, wobei es sich zeigt, daß auch die einzelnen Typen mit dem Salzgehalt wechseln. FLorREnTın (1899) zählt in seiner Untersuchung eine sroße Menge von Protozoen auf, die er in Konzentrationen bis 146 g pro 1 fand. Auf NaCl, das 87°, des gesamten Salzgehaltes aus- 1) Die von mir gefundenen Werte stehen in Klammern. ) Biologische Wirkung einiger Salze. 665 macht, entfallen dabei 127,02 g pro L Bei Anpassungsversuchen kam er für einige Formen (Hyalodiscus etc.) innerhalb 15 Monaten auf 2,99), Salz. Bei einer Vergleichung der Ergebnisse der zitierten Autoren mit den Angaben in der Tabelle 85 muß man berücksichtigen, daß die dort angegebenen Zahlen sich nur auf die höchsten Konzentra- tionen, in denen die betreffenden Protisten bei der Untersuchung betroffen wurden, beziehen und nicht die höchste mit dem Leben verträgliche Grenze darstellen. Mit Ausnahme von Horer (1907) erreichten die anderen hier angeführten Autoren in ihren Versuchen an Protozoen höhere Konzentrationen, als ich in Tabelle 85 angeben konnte. Ich glaube das folgendermaßen erklären zu können: sie arbeiteten auf eine Anpassung hin, während es Horer nur darauf ankam, die Grenze der akuten Schädlichkeit des MgCl, und CaCl, zu bestimmen, die in beiden Fällen um mehr als die Hälfte niedriger war als der Salzgehalt der Konzentration, bei der ich die Ciliaten in den Versuchsgläsern antraf. Horer’s Versuche scheinen be- sonders ungünstig ausgefallen zu sein, denn er fand in einer Lösung von 20 g CaCl, pro l, daß die Hälfte aller Tiere nach 5 Minuten, die andere Hälfte nach 10 Minuten stirbt. Da bei meinen Versuchen durch das Zudecken des Glases eine Infektion von außen so gut wie verhindert war, müssen wir naclı dem Vorhandensein von Ciliaten bei der mikroskopischen Unter- suchung in einer Lösung mit 27,3 g CaCl, pro 1 schließen, daß doch nicht alle Versuchstiere gestorben sind, sondern einige wenige noch Existenzbedingungen gefunden haben, deren Nachkommenschaft dann den Stamm darstellt, der mir nach 3 Wochen zu Gesicht kam. Ks würde auch in Diese Vorgang eine Anpassung liegen. Da nun für die Ciliaten in meinen Versuchen nicht die Mög- lichkeit eines Ubertrittes in eine höhere Konzentration gegeben war, müssen die Zahlen, die ich in Tabelle 85 wiedergegeben habe, natur- gemäß hinter den Zahlen der Autoren zurückstehen, die durch ein Überführen der Versuchstiere in stärkere Lösungen auch die Grenz- werte für die höchsten erträglichen Konzentrationen hinausschieben konnten. Jedenfalls beweisen uns auch die vorliegenden len Angaben, die ich herbeigebracht habe, über das Vorkommen von Protozoen in salzigen Wässern, daß die von mir gefundenen Protozoen nicht in außergewöhnlich starken Konzentrationen lebten. Das dauernde Fortkommen von Protozoen in Salzlösungen hängt 666 ERwin Hirscu, ab von deren unverminderter Teilungsfahigkeit. Vom hydrobiologi- schen Standpunkt aus gilt ähnliches aber auch für alle Süßwasser- organismen, und es muß daher im Folgenden betrachtet werden, in- wieweit die Salzlösung die Vermehrungsfähigkeit der Organismen beeinflussen kann. PLATEAU (1871) ist der Erste, der über derartige Beobachtungen berichtet. In einer Salzlösung entwickelten sich bei Asellus Junge, die eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Salzlösungen als ihre Eltern hatten und beim unmittelbaren Übersetzen in süßes Wasser eingingen. Etwas ähnliches berichtet Brrr (1883) für Daphnien. Von derartigen Erscheinungen ist in meinen Versuchen keine auf- getreten. In keinem Versuchsprotokoll findet sich eine Notiz dar- über, dab die jungen Daphnien länger gelebt hätten als die alten, und sie hätte sich finden müssen, wenn die Tatsache dagewesen wäre, weil ich mir vorgenommen hatte, auf derartige Phänomene zu achten. Auch auf die Vermehrung der Daphnien scheinen die Salz- lösungen keinen besonders ungünstigen Einfluß auszuüben, denn in allen Konzentrationen, die als erträglich bestimmt wurden, kann auch die Geburt von Jungen erfolgen, wie meine Versuche ergeben haben. In der Literatur ist bisher diese Frage nur im Zusammenhang mit dem Problem der Geschlechtsbestimmung behandelt worden (WoLTERECK, 1911), eine Grenzbestimmung für Salzkonzentration ohne nachfolgende Schädigung der Daphnien liegt nirgends vor. Papanicouau (1910) und WOLTERECcK (1911) machen übereinstimmend die Beobachtung, daß Salzlösungen ähnliche Wirkungen erzielten wie Hungerversuche. Ob die beobachteten Verschiebungen des Eintritts der Geburt, auf die ich in einzelnen Versuchen aufmerksam machte, durch- gängige Erscheinungen sind, besonders ob die Geburtszeiten durch die verschiedene Stärke der Salzlösung verschieden verschoben werden, müssen spezielle Versuche lehren. Vielleicht lassen sich diese Er- scheinungen als vorübergehende Störungen deuten, die durch den veränderten Stoffwechsel der Tiere hervorgerufen sind. Daß die Salzlösungen die Teilungsfähigkeit der Protozoen nicht herabgesetzt haben, erhellt ja aus dem teilweise massenhaften Vor- kommen der Tiere in den Versuchsgläsern (vgl. S. 647). Auszu- nehmen wären hier vielleicht die Amöben, von denen ich in CaCl, auffallend große Exemplare fand. Ich lege jedoch diesen Beob- \ Biologische Wirkung einiger Salze. 667 achtungen keinen besonderen Wert bei, da die Versuche fiir die Be- handlung derartiger Fragen nicht geeignet sind und auch gar nicht dazu gedacht waren. In diesem Zusammenhang muß ich auf die Versuche von PETERS (1904) hinweisen. Er stellte fest, daß eine n/100 Lösung von KCl die Teilungsrate von Stentor beschleunigt. Weniger beschleunigend, jedoch besser als gewühnliches Wasser wirkt eine n/100 Lösung von NaCl. Unter dieses Kapitel der Beeinflussung der Entwicklung durch Salze fallen auch die folgenden Beobachtungen, die mir erwähnens- wert scheinen. In die Versuchsgläser mit MgSO,, NaCl, MgCl, und CaCl, wurden am gleichen Tag Kaulquappen eingesetzt, die alle einer Lieferung entstammten und alle an derselben Stelle gefangen waren. Wenn auch ihr genaues Alter nicht unbedingt übereinstimmend ist, so müssen wir doch eine gewisse Gleichaltrigkeit für sie voraus- setzen. Keine einzige von den Kaulquappen hatte bei dem Einsetzen in die Versuchslösung Stummel von hinteren Extremitäten. Diese wurden erst im Lauf des Versuches entwickelt und ebenso bildeten sich allmählich die vorderen Extremitäten. Die nachstehende Tabelle 931) gibt nun einen Überblick über die Extremitäten- entwicklung in den Salzen. Es ist aus ihr ersichtlich, daß die Ent- wicklung der als gleichaltrig angenommenen Kaulquappen in den Salzlösungen mit verschiedener Schnelligkeit vor sich gegangen ist. Tabelle 92. Von je 18 eingesetzten Kaulquappen: MgCl, MgSO, NaCl CaCl Überlebende am 2. Tage 7 14 12 8 Tote mit V. 2 —- — — Lebende mit V.?) 1 — 1 — Im ganzen Versuch mit V. 2 4 3 4 Innerhalb der ersten 2 Tage finden wir die Entwicklung von vorderen Extremitäten nur in CaCl,-Lösungen eingetreten. In allen anderen Salzen mit Ausnahme des MgCl, erfolgt inner- halb des 3. Tages ebenfalls eine Ausbildung der vorderen Extremi- täten. Jedoch scheint bei der Vergleichung der absoluten Zahlen CaCl, dann von der günstigereren Wirkung anderer Salze über- 1) Zusammengestellt aus den Versuchen 8, 17, 26 und 50. 2) s. Anm. 8. 547. 668 Erwin Hrescx, troffen zu werden. Ich glaube aber, durch eine Berechnung rela- tiver Zahlen die stärkere Wirkung des CaCl, auf die Extremitäten- entwicklung noch deutlicher hervortreten lassen zu können. Ich habe diese Berechnung auch durchgeführt und bin zu Zahlen gekommen, die ohne weiteres die stärkere Entwicklung von Extremi- täten in den Lösungen von CaCl, im Gegensatz zu den anderen Salzen erkennen lassen. Ich verzichte jedoch auf deren Wieder- gabe, da zu leicht der Einwand gemacht werden könnte, die aus dem Versuch abgeleiteten Zahlen seien zu klein, als daß mit ihnen solche Operationen mit Anspruch auf Anerkennung vorgenommen werden dürften. Durch besonders auf diese Fragen gerichtete Ver- suche gedenke ich jedoch dieses Thema näher zu verfolgen. Eine andere Erscheinung könnte vielleicht geeignet sein, für diesen auffallenden Befund eine Erklärung anzudeuten. Die stärkste Entwicklung von Extremitäten erfolgt immer in der Lösung, die der schädlichen Konzentration am nächsten ist. Wenn die Konzentration infolge ihres osmotischen Drucks einen Einfluß auf das Tier ausübt, so müssen wir annehmen, daß die stärkste Konzentration auch am stärksten wirkt. Und da sich dieser Einfluß wahrscheinlich in Ver- änderungen des Stoffwechsels geltend machen dürfte,!) so würde sich vielleicht die kräftigere Extremitätenentwicklung in höheren Konzentrationen durch einen gesteigerten Stoffwechsel erklären lassen. Ob aber auch so die günstige Wirkung des CaCl, erklärt werden kann, kann ich nicht angeben. Weitere eigens zu diesem Zweck angestellte Versuche müssen darüber Klarheit schaffen. Tabelle 93. Verlauf des Pigmentierungsprozesses bei Aalen. Pigmentiert \ : dr = | MgCl, MeSO, | NaCl | CaCl, 2. Tag 4 (15) 2) 5 (18) 1 (18) 5 (15) 3. Tag 4 (14) 5 (16) 3 (18) 6 (10) | Ebenso wie auf die Extremitätenentwicklung der Kaulquappen scheinen auch die vorhin angeführten Salze eine verschiedenartige Einwirkung auf den Pigmentierungsprozeß der Aale auszuüben. In 1) Daß durch Salzlösungen der Stoffwechsel erhöht wird, haben wenigstens für Eier die Untersuchungen von LOEB und von WARBURG ergeben. 2) Die Zahl der überlebenden Tiere steht in Klammern, ) Biologische Wirkung einiger Salze. 669 der Tabelle 93 habe ich die Beobachtungen darüber noch einmal zusammengestellt. Auch hier steht CaCl,, besonders nach den Be- funden am zweiten Tag, an erster Stelle. Es diirfte auch in diesem Falle der weiteren Forschung vorbehalten sein, genauere Daten fiir diese Vorgänge zu ermitteln. In der Literatur fand ich nur 2 Arbeiten von Linu (1909 und 1910), die ein ähnliches Problem behandeln. Er priifte einzelne Salze in ihrer Wirkung auf den Austritt des Pigments bei einem Meeresanneliden, Arenicola (1909). Da jedoch hier sehr rasch eine starke Schädigung des gesamten Organismus eintrat, was in meinen Versuchen nicht der Fall war, dürften die Vorgänge wohl kaum als normal betrachtet werden. Seine zweiten Beobachtungen machte er (1910) an pigmentierten Eiern von Arbacia in verschiedenen Na- Salzen, die dem Meerwasser isotonisch waren, und stellte fest, daß der Pigmentaustritt verschieden schnell erfolgte, am raschesten bei NaJ, am langsamsten in NaCl. Daß es sich bei dem verschieden schnellen Pme ungsprozeB, den ich bei Aalen verfolgte, um die Beschleunigung eines do logischen, in der Ontogenie auftretenden Vorganges handelt, scheint mir daraus hervorzugehen, dab die Aale, die ich zu den Versuchen mit den in der Tabelle 94 nicht angefiihrten Salzen benutzte und die erst fast einen Monat später zum Versuch kamen, bereits alle hale pigmentiert waren. Es möchte vielleicht unberechtigt erscheinen, in Tabellenform die Resultate der gesamten Versuche, die zu einem „einfachen Ver- such“ zusammengefaßt wurden, vergleichend nebeneinander zu stellen. Jedoch soll einerseits die dadurch gebotene Möglichkeit, größeres Zahlenmaterial miteinander zu vergleichen und andererseits die Überlegung, daß die Beobachtungen ja nur in erträglichen Lösungen gemacht wurden, in denen also eine gleichsinnige Wirkung des einzelnen Salzes in seinen Konzentrationen auf die Versuchstiere angenommen werden muß, diese Zusammenstellung rechtfertigen. Über die Beeinflussung der Entwicklung von Kaulquappen durch Salzlösungen liegen auch bereits einige andere Untersuchungen vor. Während O. Herrwie (1895) nur die Wirkung von NaCl auf Eier untersuchte, prüften Drzewına u. G. Bonn (1907) speziell die Ein- wirkung von Meerwasser und NaCl auf die Entwicklung der Kaul- quappen. Sie fanden, daß Meerwasser eine befördernde Wirkung aus- übte, während NaCl allein keinen so günstigen Einfluß hatte. Aber auch sie geben keine Erklärung dafür. 670 Erwin Hirsch, Wir sind damit an die Frage herangekommen, wie die Salze auf den Tierkörper überhaupt wirken. Es ist bekannt, daß für diese Erscheinung die verschiedensten Erklärungen versucht worden sind. PLATEAU (1871) fand, daß die Widerstandsfähigkeit gegen Salzlösungen bei Wasserinsecten größer war als bei deren Larven und niederen Crustaceen. Das schien ihm auch erklärlich, da ja die ersteren eine viel dickere Chitinschicht hätten als die letzteren und sie sich außerdem in der Ausbildung ihrer Atmungsorgane unterschieden. Brrr (1871, 1883 und 1886) glaubte die Erscheinung durch Exosmose, also physikalisch, erklären zu können, indem er annahm, daß die Salze dem Organismus durch die Haut Wasser entzögen. FREDERICQ (1901) wies nach, daß für die Haut und die Kiemen eine unbehinderte Durchlässigkeit für Salze nicht anzu- nehmen ist. Man ließ trotzdem den gesteigerten osmotischen Druck der Salzlösung als Erklärung gelten, und auch v. Fuerra (1903) steht noch auf dem Boden dieser Theorie. Daß dieses Phänomen zur Erklärung aliein nicht ausreicht, ergaben die Unter- suchungen von WEIGELT (1885) und Warren (1900). Die Versuchs- tiere sind bei gesteigerter Temperatur empfindlicher gegen Salz- lösungen. Durch das Studium der antagonistischen Wirkung, die besonders Rrycer (1883) und Lors in den zitierten Arbeiten und auch Wo. Osrwazp (1906) getrieben hatten, gelangte man all- mählich zu der Annahme, daß bei der Wirkung der Salze neben dem osmotischen Druck die Ionen sehr wesentlich beteiligt seien. Es liegt mir fern, eine andere Erklärungsart zu suchen, da ja auch die hier vorliegenden Versuche die bisher gefundenen Tat- sachen über die Giftigkeit von Ionen sehr gut bestätigen können. Denn käme die Konzentration eines Salzes, d. h. der osmotische Druck, allein in Betracht, so müßte man fordern, dab für jedes Ver- suchstier ein in allen Salzlösungen gleicher osmotischer Druck den Tod herbeiführt. Die Tabelle 89 zeigt ohne weiteres, dab dies nicht der Fall ist, auch wenn man, was natürlich notwendig ist, den osmotischen Druck mit Hilfe der isotonischen Koeffizienten DE VRIES’ (1889) für die einzelnen Lösungen ausgleicht. Es bleiben immer die auffallenden Unterschiede zwischen den beiden Leichtmetallen K und Na bestehen. Es muß daher zur Erklärung der verschiedenen Wirksamkeit der Salze in ihren Lösungen auf die Intoxikation durch Ionen zurückgegriffen werden. Auf die möglicherweise be- stehenden Beziehungen zwischen Adsorption und Giftwirkung, auf die Wo. OsrwazD (1907) hingewiesen hat, einzugehen, erlauben die Berichtigung. In meiner Arbeit: „Untersuchungen über die biologische Wir- kung einiger Salze“ (Zool. Jahrb., Vol. 34, Phys., 1914) sind mir zu meinem größten Bedauern bei der Berechnung der Tabelle 94, S. 671, einige Fehler unterlaufen, die ich hiermit verbessern möchte. Ich gebe nachstehend die vollständige Tabelle in der richtigen Fassung wieder. Zu bemerken wäre noch, daß in allen Tabellen der Kürze halber nur die chemische Formel eines Salzes, ohne das in die Be- rechnung natürlich aufgenommene Kristallwasser, angegeben ist. Tabelle 94. Gehalt der höchsten erträglichen Konzentration an Metall (Angaben in g pro 1). In D. A. | K. | C. NaCl 1,44 11,65 2,88 3,86 Na,S0, 1,44 2,88 3,86 3,86 NaNO, 0,72 1,44 0,36 1,44 MgCl, 0,37 3,0 2,0 2,0 MgSO, 0,19 3,0 2,0 2,0 CaCl, 0,62 5,0 2,5 2,5 Ca(NO;), 0,31 1,25 0,31 1,25 KCl > 0,39 > 0,39 2,45 2,45 K,S0, 0,39 > 0,39 2,45 2,45 KNO, > 0,39 > 0,39 0,39 1,23 Jena, 10. Juli 1914. Erwin Hirscu. Biologische Wirkung einiger Salze. 671 hier angeführten Versuche nicht, da sie eine genaue Bestimmung der Lebensdauer nicht ermöglichen und auch nicht zu diesem Zweck angestellt waren. Wir werden freilich im weiteren Verlauf der Besprechung bei den Anpassungserscheinungen manche Tatsachen finden, die uns darauf hinweisen, daß die Annahme, die Wirkung der Salze sei auf ihre Ionen zurückzuführen, allein nicht ausreicht, sondern vielfach auch Einflüsse des osmotischen Druckes zur Erklärung herangezogen werden müssen. In der folgenden Tabelle 94 habe ich den Gehalt an Metall (Kation) in der höchsten erträglichen Konzentration jedes benutzten Salzes für jedes Versuchstier angegeben. Tabelle 94 Gehalt der höchsten erträglichen Konzentration (Angaben in g pro 1). In D A. WK C. NaCl 1,44 US 2,88 3,66 Na,S0, 1,44 2,88 3,66 3,66 NaNO, 0,72 1,44 0,36 1,44 MgCl, 0,76 6,09 4,06 Rs MgSO, 0,38 6,09 4,06 4,06 CaCL 21005 10,02 5,01 5,01 Ca(NOs), 0,63 2,50 125 2,50 KCl 0,39 0,39 2,45 2,45 K,S0, 0,39 0,39 2,45 245 KNO, 0,39 0,39 0,39 1,23 Man sieht beim Vergleich der physikalisch sich so ähnlich ver- haltenden Na und K die erheblich größere Schädlichkeit des K. In allen Versuchen erweist sich ferner Ca als Chlorid weniger giftig als Mg in derselben Verbindung. Aus physiologischen Arbeiten ist ja auch zur Genüge bekannt, daß K-Salze auf den. Organismus weitaus deletärer wirken als Na-Salze (AUBERT u. Denn, 1874). Auch in den Arbeiten von Lors an Fundulus kommt das zum Aus- druck. Daß Ca-Salze weniger schädlich wirken als Mg-Salze, ist außer durch ihn auch durch andere Forscher bekannt geworden. Auch das Anion eines Salzes hat einen erheblichen Einfluß auf dessen Wirkung. Los (1911) beobachtete für K,SO, die doppelte Schädlichkeit als für KCl. 1902 hatte er der Meinung Ausdruck gegeben, die Säuregruppe eines Salzes beeinflusse dessen Schädlich- 672 Erwin Hirsch, keit nicht. In anderen Untersuchungen wird dagegen festgestellt, daß die Wirkung eines Kations verschieden ist je nach dem Anion, mit welchem es verbunden ist (BERT, 1886; Cor1oLan, 1901). Nach den hier vorliegenden Versuchen wirkten im allgemeinen (Cl) und (SO,) ziemlich gleichsinnig; Schwankungen kamen vor. Da- gegen wird die Schädlichkeit erheblich verstärkt durch (NO,). Man erkennt das für alle Versuchstiere aus den Tabellen 89 und 94. Nicht nur der osmotische Druck (Tabelle 90) der höchsten erträglichen Lösung bleibt hinter dem der anderen Salze des gleichen Metalles zurück; auch der Wert für den unschädlichen Gehalt an Metall wird in diesen Verbindungen stark herabgesetzt (Tabelle 94). Betrachten wir ein weiteres Ergebnis meiner Versuche: die mit der Frage nach der Wirkung der Salze eng verknüpften Anpassungs- erscheinungen. Das Hauptinteresse bei dieser Arbeit war ja, wie eingangs (S. 560) erwähnt, darauf gerichtet, festzustellen, ob eine An- passung der untersuchten Organismen an die Salze stattfindet. Bei einer Vergleichung der Ergebnisse der hier dargestellten Versuche mit den faunistischen Angaben erkennt man, daß man in der Natur die Tiere meistens in weitaus höheren Konzentrationen von Salzen noch trifft, als nach meinen Angaben in der Tabelle 89 als erträglich erscheint. Man kann über die Herkunft von Salzfaunen denken wie man will, eine gewisse Anpassungsfähigkeit der Tiere muß vorausgesetzt werden. Es ist dabei gleichgültig, ob eine Anpassung von Süßwasser- Organismen an salzreiche Gewässer oder eine solche von Meeres- tieren an schwächere, bisweilen auch stärkere Konzentrationen er- folgt ist. Daher war es auch in der vorliegenden Arbeit unbedingt notwendig, zu untersuchen, ob sich für die behandelten Versuchs- tiere irgendeine Erscheinung als Anpassung nachweisen ließ. Selbst- verständlich werden sich die Anpassungsvorgänge in der Natur sehr viel langsamer abgespielt haben als im Laboratorium-Versuch, da sie ja dort zur Entwicklung der Salzfaunen geführt haben. Wenn wir daher in den hier geschilderten Versuchen nur einmal eine Anpassung von Daphnien beobachten konnten, so soll das selbst- verständlich nicht heißen, daß diese überhaupt nicht möglich ist, denn es muß ja zugegeben werden, daß zu einem derartigen Urteil : gerade an Daphnien weitaus umfangreichere Versuche notwendig sein würden, Versuche, die mit der Züchtung von mehreren Genera- tionen in schwachen Salzlösungen zu beginnen hätten. In dieser Weise verfuhren bereits speziell für Daphnien Warren (1900) und Biologische Wirkung einiger Salze. 673 DERNoSCHECK (1912). Brrr (1883) und Prareau (1871) machten Beobachtungen über eine größere Unempfindlichkeit der 2. Genera- tion von Versuchstieren in Salzlösungen gegen solche (vel. S. 666). DERNOSCHECK arbeitete nur mit Seesalz. Auch sind seine Me- thoden mehr auf die Bestimmung der Lebensdauer gerichtet als auf die Verschiebung der Grenze für die Existenzmöglichkeit. In den vorliegenden Untersuchungen konnte ich speziell für Daphnien eine Anpassung nur in CaCl, feststellen. Ein etwas anderes Resultat ergaben schon die Versuche mit Aalen. Als an- passungsfähig erwiesen sich dort MgSO,, CaCl, und NaNO, und Ca(NO,),. Da die (NO,)-Salze aber bereits in sehr viel geringeren Konzentrationen als andere Salze Giftwirkungen erkennen ließen, so ist dieses Ergebnis geeignet, darauf hinzudeuten, daß die An- passung bei Aalen nicht so sehr an den gesteigerten osmotischen Druck als vielmehr an die Ionenwirkung erfolgte. Daß auf der anderen Seite Aale aber auch befähigt sind, sich langsam an den gesteigerten osmotischen Druck zu gewöhnen, darauf deutet ihre Lebensweise. Für Kaulquappen fanden wir mit Ausnahme von Ca(NO,), KNO, und fraglicherweise auch NaNO, bei allen Salzen die Möglichkeit für die Tiere, sich an sie anzupassen. Es ist jedoch nicht ausge- schlossen, daß die Befunde von Backman U. RUNNSTROEM (1912) zur Erklärung dieser Tatsache herangezogen werden müssen. Sie fanden, daß sich der osmotische Druck innerhalb der Larve und innerhalb des Eies während der Entwicklung steigert. Auf diese: Weise könnte man auch die Beobachtung O. Hertwie’s (1895) im Gegensatz zu denen von VariGny (1883) und von mir für Kaul- quappen erklären. Herrwıc fand, daß schon eine 0,7°/,ige NaCl Lösung eine Entwicklung der Eier nicht mehr gestattet, während. schwächere Konzentrationen die Entwicklung anormal gestalteten oder verlangsamten. Backman u. RUNNSTROEM fanden als Optimum für die Entwicklung von Froscheiern in NaCl eine n/100 Lösung. Da ich nun mit Kaulquappen arbeitete, bei denen sich ja nach den Angaben der schwedischen Autoren der innere osmotische Druck fortwährend steigert, bis er beim ausgewachsenen Frosch sein Maxi- mum erreicht, wäre es denkbar, daß dieser Prozeß auch im Verlauf der Versuche vor sich gegangen wäre. Und da ich bei den Über- setzungsversuchen stets eine ziemlich lange Versuchsdauer erzielte, könnten also wohl die Kaulquappen mit jedem Tag gegen den äußeren osmotischen Druck widerstandsfähiger geworden sein. Das setzt. 674 Erwin Hirsch, allerdings voraus, daß, wie oben angedeutet, neben der Wirkung durch Ionen auch der osmotische Druck von außen bei der Beeinflussung der Versuchstiere durch Salzlösungen eine Rolle spielt. Ebenso wie für die Kaulquappen stellte ich für die Chironomus- Larven bei allen Versuchen, denen einfache Versuche vorangegangen waren, eine Anpassung fest, sei es nun darin, daß die Zeit, während der die Larven in den Versuchslösungen aushielten, verlängert wurde, oder sei es, daß tatsächlich durch die Übersetzung Kon- zentrationen erreicht wurden, die vorher als schädlich erkannt waren. | Ich muß es mir versagen, hier die Frage zu erörtern, wie wir uns den Vorgang der Anpassung im Tierkörper vorstellen sollen; betonen möchte ich nur, daß gerade die Anpassung es wahrschein- lich macht, daß neben Ionenwirkung bei Schädigungen von Tieren durch Salze auch der osmotische Druck eine Rolle spielt. Die von CLAUDE BERNARD (1885) inaugurierten Untersuchungen über das „Milieu interne“ machten uns durch die Untersuchungen von FREDERICQ (1885), Quinton, Borazzi und HoEBER, in neuerer Zeit von BaAck- MANN (1911) mit einer Fülle von Tatsachen bekannt, die den Schluß gestatten dürften, daß die Anpassungsfähigkeit eines Tieres in einem gewissen Zusammenhang steht mit dem inneren osmotischen Druck, der entweder feststeht oder sich rasch dem Salzgehalt der Umge- bung anpaßt, wie FREDERICQ für Brackwasser-Krabben zeigte. Wir konstatierten also im wesentlichen für alle unsere Ver- suchstiere, abgesehen von den in dieser Beziehung weniger günstig dastehenden Daphnien, die Anpassungsmöglichkeit an Salzlösungen. Um jedoch diese Tatsache dem ursprünglichen Zweck der Arbeit entsprechend hydrobiologisch verwerten zu können, müssen noch eine große Reihe von weiteren Versuchen darüber ausgeführt werden, inwieweit die Vermehrungsfähigkeit der Tiere unter den Salzen leidet. Das Vorhandensein typischer Salzfaunen in salzreichen Binnen- gewässern muß uns allerdings darauf schließen lassen, daß auch für die Vermehrungsfähigkeit im Laufe der Zeit eine Anpassung von den Tieren erworben werden kann. Jedoch führen uns gerade die hier vielfach wiedergegebenen faunistischen Befunde noch zu einer anderen Erwägung. Log (1902), Wo. Osrwazp (1906) und DRZEwINA - u. Bonn (1907) fanden übereinstimmend, daß reine Salzlösungen in derselben Konzentration, wie sie im Meere enthalten sind, weitaus ungünstiger wirken als das Seewasser selbst. Daraus muß man folgern, daß die Salze im Meerwasser sich durch ihre Mengenver- Biologische Wirkung einiger Salze. 675 hältnisse ein gewisses Gleichgewicht halten und so die Schädigungen, die jedes einzeln in derselben Konzentration verursachen müßte, nicht eintreten lassen. Dies haben uns auch viele Arbeiten gezeigt, be- sonders entwicklungsgeschichtliche, Hergsr (1892), POUCHET u. CHABRY (1889) usw. | Die analoge Erscheinung ist auch aus der Botanik bekannt, wo man entsprechend der Rınser-Locke’schen Lösung für Organe die MoartıscH-Lösung als Nährlösung für Pflanzen benutzt. Hier sind jedoch meist die für Tiere schädlichen Salze besser erträglich. Es ist daher nach alledem auch nicht unwahrscheinlich, daß die Salze, die sich in natürlichen Salzgewässern des Binnenlandes finden, in derselben Weise bis zu einem gewissen Grade die Wage halten. Die Ausgleichung ist entweder eine vollkommene, oder es bleibt ein schädlicher Rest. Näheres kann zurzeit hierüber noch nicht ange- geben werden, da bisher für derartige Fragen jegliche Grund- lage fehlt. Eine Zusammenstellung sämtlicher faunistischen Arbeiten mit näheren Angaben über den Salzgehalt, die einzelnen Salze, ferner Angaben darüber, ob die Fauna sehr vielseitig und reich ist oder ob sie nur wenige Arten bei verhältnismäßig großer Individuenzahl aufweist, wäre vielleicht imstande, uns Einblicke in diese Verhält- nisse zu gewähren. Die Veröffentlichung von THIENEMANN (1913) hat leider derartige Angaben außer acht gelassen. Es läßt sich meiner Ansicht nach zurzeit auch. noch kein Urteil darüber abgeben, ob die vielfach erörterten salzhaltigen Berg- werksabwässer, wenn sie überhaupt eine Schädigung herbeiführen, nur infolge ihres höheren Salzgehaltes oder infolge einer gewissen unglückseligen Zusammenstellung ihrer einzelnen Salzkomponenten wirken. Es ist ja durch Lor»’s Versuche bekannt geworden, daß das Salz, das zur Entgiftung eines anderen benutzt wird, in zu starker oder zu schwacher Dosis diese Wirkung nicht nur nicht aus- übt, sondern sogar die Schädlichkeit des anderen Salzes, das entgiftet werden soll, erheblich verstärkt. Als einen bestimmten Hinweis darauf, daß zwei Salze in Mischung auch bei Versuchen mit Süßwassertieren eine günstigere Wirkung hervorrufen können, betrachte ich das oben angegebene Resultat, das Prareau (1871) mit einer Mischung von MgSO, und CaSO, erzielte. Dabei waren beide Salze zusammen in einer Kon- zentration von etwas mehr als 3°/, angegeben. Und während in gleich- prozentiger Lösung NaCl und MgCl, die Daphnien in 20 Minuten Zool. Jahrb. XXXIV. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. 44 676 Erwin Hirscu, MgSO, in 1!/, Stunden tötete, hielten sie in der Mischung 2°/, Stunden aus. Eine Erklärung fiir diese Wirkung kann man nicht in einer verhältnismäßig größeren Unschädlichkeit der einen der beiden Salz- komponenten suchen. Denn nach meinen Versuchen wirkt eine 2°/,ige MgSO,-Lösung genau so schädlich wie eine gleichstarke Lösung von MgCl, oder NaCl. Ähnliches deuten auch die Ergeb- nisse einiger Versuche von MELTZER an, dem es gelang, Tiere, die mit Mg-Salzen vergiftet waren, durch nachträgliche Zufuhr einer kleinen Dosis eines Ca-Salzes am Leben zu erhalten. Ähnliche Resultate wie Puarzau erzielte Wo. Osrwarn (1905), unter dessen Gemischen ein sogenanntes „van T’Horr’sches“ die günstigste Wirkung brachte. Wenn auch in diesem Hinweis kein Rezept für eine Mischung von Salzen gegeben werden soll, um ihre Wirkung im einzelnen ab- zuschwächen oder aufzuheben, so habe ich diese Versuche nur an- geführt, um zu zeigen, daß in der Tat die Möglichkeit vorzuliegen scheint, auf diesem Wege zu einer Entgiftung von Salzlösungen zu kommen. Auch die Versuche von LoEB verweisen uns auf diesen Weg. Ich möchte jedoch nicht verfehlen, gerade in Rücksicht auf die Er- gebnisse LozB’s, noch einmal zu betonen, daß man die einmal aus- probierten Gemische nicht ohne weiteres bei den verschiedenen Tierspecies zur Anwendung bringen darf mit der Erwartung auf Erfolg, sondern daß wahrscheinlich für jeden Organismus ein be-. sonderes Gemisch gesucht werden muß, das vielleicht nur gering- fügige Abweichungen von einem allgemeinen darstellen wird (vgl. S. 656). Es wird dann auch ein leichtes sein, eine Formel für eine günstig wirkende Mischung mehrerer Salze zu finden, die für den gesamten Tierbestand eines Gewässers heilsam sein kann. Nachtrag während der Drucklegung. Herr Geheimrat Zuntz, dem ich wegen seines vielfachen Rates zu großem Dank verpflichtet bin, machte mich während der Druck- legung dieser Arbeit auf einen Artikel von TyRoDE !) aufmerksam. 1) Tyrope, M. V., The mode of action of some purgative salts, in: Arch. internat. Pharmacodyn. et Therapie, Vol. 20, 1910. \ Biologische Wirkung einiger Salze. 677 Diesem Forscher gelang es, durch geringfiigige Anderung der Rıneer-Locke’schen Lösung in der H-Ionen-Konzentration — er benutzte eine an Natriumkarbonat reichere Lösung als Rınser und Locke — eine günstigere Wirkung auf das Überleben und die Er- haltung der Funktion von ‚Organen zu erzielen, als es den beiden anderen genannten Autoren möglich gewesen war. Literaturverzeichnis. AUBERT, H. und A. DEHN, Ueber die Wirkungen des Kaffees, des Fleischextractes und der Kalisalze auf Herztätigkeit und Blutdruck, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 9, 1874. BACKMAN, L., Der osmotische Druck bei einigen Wasserkäfern, in: Ctrbl. Physiol., Vol. 25, 1911. —, Ueber die Entstehung der homoiosmotischen Eigenschaften, ibid., ol 25, 1911. BACKMAN, L. und J. RUNNSTROEM, Der osmotische Druck während der Embryonalentwicklung von Rana temporaria, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 144, 1912. BALBIANI, E. G., Etudes sur l’action des sels sur les Infusoires, in: Arch. Anat. microsc., Vol. 2, 1898. BERNARD, Cu., Introduction à l’étude de la médecine expérimentale, Paris 1885. Bert, P., Note sur la mort des poissons de mer dans l’eau douce, in: Mém. Soc. Sc. phys. nat. Bordeaux, Vol. 4, 1866. —, Sur les phénomènes et les causes de la mort des animaux d’eau douce que l’on plonge dans l’eau de mer, in: CR. Acad. Sc. Paris, Vol. 73, TS —, Sur la cause de la mort des animaux d’eau douce qu’on plonge dans l’eau de mer et réciproquement, ibid., Vol. 97, 1883. —, Animaux d’eau douce dans l’eau de mer, in: CR. Soc. Biol., Vol. 37, 1885. BEUDANT, F. S., Sur la possibilité de faire vivre des Mollusques d’eau douce dans les eaux salées et des Mollusques marins dans les eaux douces, in: Ann. Chim. Phys., Vol. 2, 1816. Binz, C., Ueber die Wirkung antiseptischer Stoffe auf Infusorien von Pflanzenjauche, in: Ctrbl. med. Wiss., 1867. 44* 678 Erwin Hirsch, BLANCHARD, R., Résultats d’une excursion zoologique en Algérie, in: Mém. Soc. zool. France, Vol. 4, 1891. Borrtazzı, F., Osmotischer Druck und elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeiten der einzelligen pflanzlichen und tierischen Organismen, in: Ergebn. Physiol., Vol. 9, 1908. BULLOT, G., On the toxicity of distilled water for fresh-water Gammarus, in: Univ. California Publ., Physiol., Vol. 1, 1904. BUTSCHINSKY, P., Die Protozoenfauna der Salzsee-Limane bei Odessa, in: Zool. Anz., Vol. 20, 1897. CATTA, J. D., Sur un Amphipode nouveau, in: Act. Soc. helv. Se. nat., 1877. CHEVREUX, EH. et J. DE GUERNE, Description de Gammarus Delebecquei, nov. sp., in: Bull. Soc. zool. France, Vol. 17, 1892. Caux, C., Ueber die geographische Verbreitung der pelagisch lebenden Seethiere, in: Zool. Anz., Jg. 9, 1886. Coun, J. F., Entwicklungsgeschichte der microscopischen Algen und Pilze, in: Nova Acta Acad. Leop., Vol. 24, 1854. CoupiTz, F. V., Beiträge zur Biologie des Mansfelder Sees, in: Z. wiss. Zool., Vol. 108, 1914. COLIOLAN, P., L’action physiologique des differents sels de soude sur les poissons, in: OR. Soc. Biol., Vol. 52, 1901. ÜZERNY, V., Einige Beobachtungen an Amoeben, in: Arch. mikrosk. Anat., Vol. 5, 1869 v. DADAY, E., Ueber eine Polythalamie der Kochsalztümpel bei Deva in Siebenbürgen, in: Z. wiss. Zool., Vol. 40, 1884. DERNOSCHECK, A., Studien über die Giftigkeit von Seewasser für Süß- wassertiere, mit besonderer Berücksichtigung der Anpassungs- — erscheinungen, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 143, 1912. DRZEWINA, A. et G. Bonn, De l’action de l’eau de mer et NaCl sur la croissance des larves des Batraciens, in: OR. Soc. Biol., Vol. 62, 1907. ENTZ, G., Ueber einige Infusorien des Salzteiches zu Szamusfalva, 1879. FISCHER, F., Das Wasser . . ., Leipzig 1914. FLORENTIN, R., Etudes sur la faune des mars salées de Lorraine, in: Ann. Sc. nat. (8), Zool., Vol. 10, 1899. FREDERICQ, L., Influence du milieu ambiant sur la composition du sang des animaux aquatiques, in: Arch. Zool. exper. (2), Vol. 3, 1885. —, Sur la perméabilité de la membrane branchiale, in: Bull. Acad. Roy. Belo Cl Se, 100% v. FUERTH, O., Vergleichende chemische Physiologie der niederen Tiere, Jena 1903. Giarp, A., Sur l’adaption brusque de l’Epinoche aux eaux alternativement douces et marines, in: OR. Soc. Biol., Vol. 52, 1900. GRANDEAU, L., La soudière de Dieuze, Paris 1872. N Biologische Wirkung einiger Salze. 679 GRUBER, A., Biologische Studien an Protozoen, in: Biol. Ctrbl., Vol. 9, 1889. HAMBURGER, H. J., Ueber den Einfluß chemischer Verbindungen auf Blutkörperchen im Zusammenhang mit ihren Molekulargewichten, in: Arch. Anat. Physiol., 1886. — , Ueber die durch Salz- und Rohrzuckerlôsungen bewirkten Ver- änderungen der Blutkörperchen, ibid., 1887. — , Die isotonischen Koeffizienten und die roten Blutkörperchen, in: Zitschr. physik. Chem., Vol. 6, 1890. . HASELHOFF, E., Wasser und Abwässer, Leipzig 1909. HEIDENHAIN, R., Versuche und Fragen zur Lehre von der Lymphbildung, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 47, 1891. HERBST, C., Experimentelle Untersuchungen über den Einfluß der ver- ‘änderten chemischen Zusammensetzung des umgebenden Mediums auf die Entwicklung der Tiere, in: Z. wiss. Zool., Vol. 55, 1893. . HERTWIG, O., Beiträge zur experimentellen Morphologie und Entwicklungs- geschichte, Teil I, in: Arch. mikrosk. Anat., Vol. 44, 1895. HIRSCHMANN, E., Ueber die Reizung motorischer Nerven durch Lösungen von Neutralsalzen, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 49, 1891. HOoEBER, R., Physikalische Chemie der Zelle und der Gewebe, Leipzig 1911. HOFER, B., in: Gutachten des Reichsgesundheitsrates über den Einfluß der Ableitung von Abwässern aus Chlorkaliumfabriken auf die Schunter, Oker und Aller, in: Arb. kais. Gesundheitsamt, Vol. 25, 1907. HOLLEMANN, A. F., Lehrbuch der anorganischen Chemie, Leipzig 1907. KoENIG, J. und E. HASELHOFF, Ueber die Schädlichkeit industrieller Abgänge für die Fischzucht, in: Landw. Jahrb., Vol. 26, 1897. KORENTSCHEWSKY, W., Vergleichende pharmakologische Untersuchungen über die Wirkung von Giften auf einzellige Organismen, in: Arch. exper. Pharm., Vol. 49, 1903. KUEHNE, W., Ueber direkte und indirekte Muskelreizung mittelst che- mischer Agentien, in: Arch. Anat. Physiol., 1859. —, Untersuchungen über das Protoplasma und die Contractilität, Leipzig 1864. ~ LitLieE, R. S., The relation of ions to contractile processes, part 4, in: Amer. Journ. Physiol., Vol. 24, 1909. —, The physiology of cell-division, part 2, ibid., Vol. 26, 1910. Locke, F., On the supposed action of distilled water as such on certain animal organisms, in: Journ. Physiol., Vol. 18, 1895. Log, J., Ueber den Einfluß der Werthigkeit und möglicherweise der elektrischen Ladung von Ionen auf ihre antitoxische Wirkung, in: Arch. ges. Physiol., Vol. 88, 1902. —, Können die Eier von Fundulus und die jungen Fische in destilliertem Wasser leben?, in: Arch. Entw.-Mech., Vol. 31, 1911. —, Die Erhöhung der Giftwirkung von KCl durch niedrige Kon- zentrationen von NaCl, in: Bioch. Ztschr., Vol. 32, 1911. 680 Erwin Hirsox, Logs, J., Ueber die Entgiftung von Kaliumsalzen durch die Salze von Calcium und anderen Erdalkalimetalien, in: Biochem. Ztschr., Vol. 32, 1911. —, Ueber den Mechanismus der antagonistischen Salzwirkungen, ibid., Wok Bio, LOT —, Die Abhängigkeit der relativen Giftigkeit von Na und Ca von der Natur des Anions, ibid., Vol. 39, 1912. —, Ueber die Hemmung der Giftwirkung von NaJ, NaNO,, NaCNS und anderen Natriumsalzen, ibid., Vol. 43, 1912. LoEB, J. und H. WASTENEYS, Die Entgiftung von Kaliumsalzen durch Natriumsalze, ibid., Vol. 31, 1911. — —, Die Entgiftung von Natriumchlorid durch Kaliumchlorid, ibid., Vol. 33, 1911. — —, Die Entgiftung von Säuren durch Salze, ibid., Vol. 33, 1911. — —, Weitere Versuche über die Entgiftung von Säure durch Salze, ibid., Vol. 39, 1912. MASSART, J., Sensibilité et adaption des organismes à la concentration des solutions salines, in: Arch. Biol., Vol. 9, 1889. NEUDOERFER, A., Versuche über Anpassung von Süßwasserfischen an Salzwasser, in: Arch. Entw.-Mech., Vol. 23, 1907. OsTWALD, Wo., Versuche über die Giftigkeit des Seewassers für Süß- wassertiere (Gammarus pulex DE GEER), in: Arch. ges. Physiol., Vol. 106, 1905. —, Ueber die Beziehungen zwischen Adsorption und Giftigkeit von Salz- lösungen für Süßwassertiere (Gammarus), ibid., Vol. 120, 1907. PAPANICOLAU, G., Experimentelle Untersuchungen über die Fortpflanzungs- verhältnisse der Daphniden, in: Biol. Otrbl., Vol. 30, 1910. PLATEAU, F., Recherches physico-chimiques sur les Articulés aquatiques, Part I, in: Mém. cour. et Mém. Acad. Belg., Vol. 36, 1871. PETERS, A. W., Metabolism and division in Protozoa, in: Proc. Amer. Acad., Vol. 39, 1904. POUCHET, G. et L. CHABRY, De la production des larves monstrueuses d’Oursin par privation de chaux, in: CR. Acad. Sc. Paris, Vol. 108, 1889. PURKINJE, J. E. et G. VALENTIN, De phaenomeno ..., Warschau 1835. Quinton, R., Communications osmotique chez l’Invertébré marin normal entre le milieu intérieure de l’animal et le milieu extérieur, in: CR. Acad. Sc. Paris, Vol. 131, 1900. QUIRMBACH, J., Studien über das Plankton des Dortmund-Ems-Kanals und der Werse bei Miinster i. W., Inaug.-Diss., Miinster 1912. RICHET, C., De l’action physiologique des sels de Lithium, de Potassium et de Rubidium, in: CR. Acad. Sc. Paris, Vol. 101, 1885. —, De l’action toxique des sels alcalins, ibid., Vol. 102, 1886. NS Biologische Wirkung einiger Salze. 681 RINGER, S., On investigation regarding the action of Rubidium and Caesium salts compared with the action of Potassium salts on the ventricle of the Frog’s heart, in: Journ. Physiol., Vol. 4, 1883. =, Lhe Influence of saline media on Fishes, ibid., Vol. 4, 1883, —, Further experiments regarding the influence of small quantities of lime Potassium and other salts on muscular tissue, ibid., Vol. 7, 1886. —, Further observations regarding the antagonism between Calcium salts and Sodium Potassium and Ammonium salts, ibid., Vol. 18, 1895. RINGER, S. and D. W. BUXTON, Concerning the action of small quantities of Calcium, Sodium and Potassium salts upon the vitality and function of contractile tissue and the cuticula cells of Fishes, ibid., Vol. 6, 1885. ROTH, M., Ueber die Reaction der Gewebe mit protoplasmaartigen Be- wegungserscheinungen, in: Arch. pathol. Anat., Vol. 36, 1866. —, Ueber einige Beziehun gen des Flimmerepithels zum contractilen Protoplasma, ibid., Vol. 37, 1866. SEMPER, K., Die natürlichen Existenzbedingungen der Thiere, Leipzig 1880. : SCHMANKEWITSCH, W., Ueber das Verhältnis der Artemia salina MILNE- EDWARDS zur Artemia Mühlhausenii MILNE-EDWARDS und dem Genus Branchipus, in: Z. wiss. Zool., Vol. 25, Suppl., 1875. —, Zur Kenntnis des Einflusses der äußeren Lebensbedingungen auf die Organisation der Thiere, ibid., Vol. AD 1877. — , Ueber den Zusammenhang der Salzseeform Diselmis Dunalii mit den Süßwasser-Monaden, ibid., Vol. 28, 1877, p. 400. SIEDLECKI, M., Sur la résistance des Épinoches aux changements de la pression osmotique du milieu ambiant, in: CR. Acad. Se. Paris, Vol. 137, 1903. SPITTA, O., Die Wasserversorgung, in: Hdbch der Hygiene, RUBNER, GRUBER und FICKER, Vol. 2, Abt. 2, Leipzig 1911. THIENEMANN, A., Die Salzwassertierwelt Westfalens, in: Verh. Dtsch. zool. Ges., 1913. DE VARIGNY, H., Influence exercée par les principes contenues dans l’eau de mer sur le développement d’animaux d’eau douce, in: CR. Acad. Sc. Paris, Vol. 97, 1883. DE VRIES, H., Plasmolytische Studien über die Wand der Vakuolen, in: Jahrb. wiss. Bot., Vol. 16, 1885. WARREN, E., On the reaction of Daphnia magna (STRAUS) to certain changes in its environnment, in: Quart. Journ. microsc. Sc., Vol. 43, 1900. WEIGELT, C., Neue Beitrige zur Frage der Schädlichkeit von Industrie- und Haus-Abwissern für die Fische, in: Die landw. Versuchsst., Vol. 27, 1882. a Die Schädigung von Fischerei und Fischzucht durch Industrie- und Haus-Abwässer, in: Arch. Hyg., Vol. 3, 1885. 682 Erwin Hırsca, Biologische Wirkung einiger Salze. WOLTERECK, R., Ueber Veränderung der Sexualität bei Daphniden, in: Intern. Rev. Hydrobiol., Vol. 4, 1911. WunpsCH, H., Artemisia (Artemia) salina in Mitteldeutschland, in: Zool. Anz., Vol. 43, 1914. YASUDA, A., Studien über die Anpassungsfähigkeit einiger Infusorien an concentrierte Lösungen, in: Journ. Coll. Se. Japan, Vol. 13, 1900—1901. ZACHARIAS, O., Zur Kenntnis der Fauna des süßen und salzigen Sees bei Halle a. S., in: Z. wiss. Zool., Vol. 46, 1888. ZUELZER, M., Ueber den Einfluß des Meerwassers auf die pulsierende Vakuole, in: SB. Ges. naturf. Frde. Berlin, 1907. G. Pätz’sche Buchdr. Lippert & Co. G. m. b. H., Naumburg a. d. S. = Le SSNS ee Fo oe D tee SS Z lg) Jahrbücher Bd. 34. Abt. f. allg. Zool. u. Physiol. Ÿ \ Brunelli | | Verlag von Gusta Tate her in Jena. € Lith. Anst.v. A.Giltsch, Jena Zoolog. Jahrbücher Bd. 34. Abt. f allg. Zool. u.Phystol. Hans U. avFis|ther in Jena. Verlagvon Gust Lith Anstv. A Giltsch, Jena Brunelli De SENTE lee Zoolog. Jahrbücher Bd. 34. Abt.f'allg. Zool.u.PluysioL. ne. th Anst v.E AFunke ‚Leipzig. Zoolog. Jahrbücher Ba. 34 Abt. Fally. Zool.u.Physiol, 2 TE ah ee Saint-Hilaire: E 3 = = —— = aire = Verlag von Gus Zoolog.. Jahrbücher Ba. 34Abt. frallg, Zool.u.Phıysiol, 5 © © SEES PTS B Verlag von bustavÜscherin Tena. Th Anst ve Aone Lepage sis RAT 7 Ir Zool:u.Phıysto 7 43 A IH ADE: flo: = Zoolog Jahrbücher Bi Tak 4, 2 Leipzig : init vEA LT Anst = pies Verlag von. Gusta"lischerin Jena 7 Zool.uw.Phiysiol, J Lf. Jahrbücher Ba.S4Y ALE foal Zoolog. Säint-Bilsire à Zoolog. Jahrbücher Bd. 5% Abt.f-allg. Zool.u.Phystol. [6 Los mt Tuto 7 = 138. 7 \% 9 GLa: . cher in Loolog.. Jahrbuicher Bd. 34-Abt.frallg. Zool.u.Playstol. Fe. 7 Re Fu Verlag von bustav Eh Anst vB AFuike Leipzig Saint-Hilaire Fischer in Tena ie Loolog. Jahrbücher Bd. 34 Abt. fallg. Zoo iba a | Saint-Hilaire. : E Verlag von Gu her in Jena. | Tih AnstvE Afimke Leipzig: 1 | 1 ee TE Zoolog. Jahrbücher Bd. 34 Abt. frallg. Zool.u.Physiol. Saint-Hilaire. 17% à: 1 Ser; PERS CE Verlag von Gustav Fischerin Jena. 150 FO 66, Tah 6. Th AnstvE Anke Leipzig. Royer xe: Zoolog. Jahrbücher Bd. 34 Abt. allg. Zool.u.Phaysiol, Saint-Hilaire. 6 Verlag von G TES ( ) A No re herin Jena. ; th Anst vEAFımke ‚Leipzig. ise Zoolog. Jahrbücher Bd. 34 Abt. f.allg. Zool.u.Phiysiol, : oes Ith AnstE AFunke Leipzig 7 oolog. Di Bil 34Abt. frallg. Zool.u.Phaysi OL" lawe. —Hi Saint = 2 ischer in Jena. Tat 6. Tin Anstve Alimke Leip zig. l'a JE Loolag. Jahrbücher Bd. 34 Abt.fallg. Zool.u.Physiol, Tats. Bar Ome L 9 0 a0 0 AE Poo Eo | c m c i Ÿ 2 3 283. (iy 0 wl Saint-Hilare. = -rlag von Gustav Fischer in fn Anst ve AFunke Leipzig. pri Lyend. I; Zoolog. Jahrbücher Bd.3%Abt. fallg. Zool.u.Physiol. Säint-Hilaire. = Verlag von Gu Zig. ip = fe u pat AFinke Tin AnstvE cher in Jena. | i ua 4 1 f ; 4 Zoolog. Jahrbücher Bd. 34Abt.f-allg. Zoot. u.Physiol, Th AnstvEAFunike Leipzig Verlag von Gustav Fischerin Jena. Saint-Eilaire. iy N Un ï vers OT En Zoolog. Jahrbucher Bd. F4Abt. f: allg. Zool. no Malp. gsch. An.Gorka gez. Vag SE Verlag von Gu scher in Jena. Zoolog. Jahrbücher Bd.54Abt. f: allg. Zool. u. Physiol. Ax.Gorka gez. : - Veriaë von Gustav Fischer :» LithAnstvkWesser, Jena. Zoolog. Jahrbücher Bd. 34 Abt. f: allg. Zool. u. Physiol. ja À \ = PE 4 ea I AUD ON ees) Blaise! I a et >) m) Ex RC Ses An.Gorka gez. Verlag von Gi Taf. 71. = LithAnstvK Wesser Jena. cher in Jena. Zoolog. Jahrbücher Ba.54Abt, f: allg. Zool. u. Physiol. Axn.Gorka fez. (AT FUN “1 1) i) Ws fe om Ti \ < N N N \ \ N | | in) Taf 1. Verlag von Gustav Fischer in Jena. Lith AnstvK Wasser. Jena LR re ue in ne Dr : lee Dr K. Holdhaus (Wien), Dr. H. v. Lengerken ( | ee = Ref en Ss a jeder sigan 5 ‘Mark Se Das Handbuch na in etwa 14 Lieferungen im Umfang. von je 10 Druckb und wird in 3 Bänden vollständig wert 4 En Handbuch der Entomologie, welches einen treuen Spiegel vom Sta wärtigen Forschung mit ihren zahlreichen Problemen geben will, erfordert ein se - Studium der umfangreichen Literatur. Daher haben sich, um die Lena eines zusammenfassenden Handbuches zu ermöglichen, mehrere Fachgenossen, 1 eigene Forschungen tiefere Einblicke in einzelne ts der Entom logie | zu gemeinsamer Arbeit vereinigt. 3 ur Wesentliche Gesichtspunkte für den Ausbau a Werkes haben a aus _ Mitwirkung der Mitarbeiter ergeben, die mit hingebender Vertiefung in die Zi eigene Wünsche im Interesse des Ganzen zurückstehen ließen, um ihr a kanntes W ‘Dienst eines Werkes zu stellen, das eine ungewöhnliche Förderung denn nc Das „Handbuch der Entomologie“ will eine erschôpfende, 1 _sicht über das gesamte Wissensgebiet der Entomologie geben, der vorliegenden einstweilen in Beschränkung der Bearbeitung einer Geschichte der Entomologie, und Musealtechnik u. ä., der Psychologie wie der. deszendenztheoretischen Fragen Auf keinem anderen Gebiet der Zoologie erscheint die Literatur so äußerst and zerstreut, derart daß ihre möglichst vollständige Zusamm ng nach den b Tatsachenergebnissen wie in bezug auf die grundlegenden Probleme und ua enen + unter besonderer Berücksichtigung auch der exper mentell-entomologischen schun - ganz wesentliche Aufgabe des „Handbuches“ betrachtet worden ist, a Band I bringt die Bearbeitung der Anatomie, Histiologie und Morp Larven und Imagines, der Oo- und Spermatogenese wie Embryogenie, ‚ der Morphologie, der Erscheinungen der Parthenogenesis, Dimor hose gy phose. Autoren sind die Herren Dr. C. Börner (St. Julien-Metz), Prof. ] (Berlin), Dy. H. v. Lengerken (Berlin), Dr. 0. Prochnow (Herlin-Tiehtert ( EN - Band II enthält die Bionomie (einschl. der ökonomischen Entomolo ‘biologie, Psychologie, Zoogeographie, Deszendenztheorie (ein mentellen Entomologie). Autoren sind die Herren Prof. Dr. K. Eckste Prof. Dr, O0. Heineck (Alzey), Dr. K. Holdhaus Wien) Dr. Le Reh emp upon (Berlin), der Herausgeber. = Band III gehört der Bearbeitung der Ba lianiotvete and logenie u systematischen Uebersicht. Autor Herr Dr. A. Handlirsch A Sou Da auch auf die illustrative Ausstattung des Werkes besonderer Wert gelegt darf dieses „Handbuch der Entomologie“ erwarten, seinem mit ernster Hin strebten Ziele voll zu entsprechen, ein Fundament zu werden _ Insek teas auf dem auch kommende Forscher weiterbauen können, zur zeitigen Vertiefung unserer Kenntnisse dieser Bo Ti ET | re Geschehens RR : é Es liegen vor: tt 1 | : enthaltend Gala I, Bien 1-33 und Band IT, Ben esa, ins Inhalt: ER ae ne i “Kap. 1 S Hat und Hautorgane. Von Prof, 38 Abbi der; Nebst Anhang: e Organe : Von | Lichterfelde. A 12 Abbild. ce 1—75.) — Berlin. Mit 40 Abbild. (S. 76—139.) — a (8. 140—233.) — Kap. 4. Der Darmtraktus und sein 1 N Von demsel (8: 284-315.) — + 5. Respirationso en Ya nee on. Mit 88 AMIS (Se Kap. 6. Zirkulationso Von demselben. en | Rap. Coes za. sskulatar und Andoskelett 2 an . Von Prof. demsel eu. See anc a ae de en Von et (8. 22—32.) — a 3. ee EN © Kan. Nomenklatur, 1 ER . ne M an rennen nn ee —_ ; Ter di Mit a LE & Len “Verlag von Gustav Fischer in Jena Vergleichende Physiologie und Morphologie Spinnentiere unter besonderer Berücksichtigung der Lebensweise. Von | Prof. Dr, Friedrich Dahl. Erster Teil: Die Beziehungen des Körperbaues und der Farben zur Umgebung. Mit 223 Abbildungen im Text, (VI, 113 8. gr. 80.) 1913. Preis: 3 Mark 75 Pf. Inhalt: 1. Das System der Spinnentiere. Uebersicht der Ordnungen. Uebersicht der Unterordnungen und Familien. — 2. Deszendenzgedanke und Physiologie. A. Der Funktionswechsel als Folge eines Wechsels der Lebensweise. B. Entgegengesetzte Entwicklungsrichtungen. — 3. Die Beziehungen des Körper- baues, der Größe und der Farbe zur Umwelt. A. Der Körperbau im all- gemeinen: Die bilaterale Symmetrie. Die Körpergröße. Die äußere Gestalt des Stammteiles. Die Gliedmaßen. Die Lage der Geschlechtsöffnungen. Die Lage des Nervensystems. Die Literatur über den Arachnidenkörper im allgemeinen. — B. Engere Beziehungen des Baues und der Farbe zur Umgebung: Formanpassungen. Täuschende Aehnlichkeit. Trutzfarben und Trutzformen. rkennungsmerkmale, oe Schmuck und Polymorphismus. Das Zustandekommen der Farben und der Farben- \,. wechsel. Literatur über die engeren Beziehungen des Baues und der Farbe zur Umgebung. © Das Buch geht zum erstenmal von der außerordentlich wechselnden, oft bei- nahe verwandten Arten völlig verschiedenen Lebensweise der Tiere aus, mit anderen Worten, befolgt die biozentrische Methode bis ins einzelne. Von zwei Bau nachfolgenden Teilen des Buches wird der nächste die Physiologie der Bewegun und der Nerventätigkeit, der dann folgende dritte Teil die Physiologie des Stoff- wechsels und der Fortpflanzung enthalten. Wie der vorliegende erste Teil besonders auf sog. ökologischen Tatsachen basiert, so wird der zweite die Ethnologie oder die Lehre von den Lebensgewohn- heiten der Tiere zur Grundlage haben. Der letzte Teil wird das enthalten, was man sonst in erster Linie als Physiologie bezeichnet hat. — Der gegenwärtige erste Teil sucht den Bau der Spinnentiere, soweit diese als Ganzes mit ihrer Umgebung in Beziehung stehen, physiologisch zu erklären. Natur und Kultur, 11. Jahrg., Heft 9 v. 1. Febr. 1914: Es ist wirklich zu begrüßen, daß endlich einmal ein zusammenfassendes Werk über diese Tiergruppe geschaffen wird, und um so ee als es von dem kenntnisreichsten Spezialisten anf diesem Gebiete geschieht. . « Dr. Völler. Araneae, Acarina und Tardigrada. Réicdrieh Dahl, Berlin, | F. Koenike, Bremen; Prof. Dr. A. Brauer, Berlin. (Süßwasser-Fauna Deutschlands. Hrsg. von Prof. Dr. A. Brauer, Berlin. Heft 12.) (191 S. Taschenformat.) 1 09. Preis: 4 Mark, geb. 4 Mark 50 Pf. TS m ——— —— ——" ———— ————————————————_—_—_—_—_————————— 1a “Wes By B. H. Buxton. With | _Coxal Glands of the Arachnids. 37 pisces,” a Frontispiee and 7 Figures in the Text. (Zoologische Jahrbücher. Supplement 14, Heft 2.) s 1913. (52 S.) Preis: 30 Mark. eo > Diesem Heft liegt ein “Prospekt bei von Gustav Fischer, Verlagsbuchhandlung ~ in Jena, betr. »Spengel, Ergebnisse und Fortschritte der Zoologie‘. > G, Patz’sche Buchdr. Lippert & Co, Gm, b.H,, Naumburg a. d.S. À ER, EN ar “A a> | | | : | My : à | Nt | — ! i: ATEN ee ; ” ge L ei af { à à 3 c À ae 4 pe fon : | LA be u Pe . = i 2% 5 nl | | ( F \, \ = er aa Neer aaa FE em ABB .S Passe ST EN “lt a a hy, A a Er Sr SS BEN mt OF pil - Lebel 5 TE RN Tal, 2 DH 7 ee : ze 00? Roe ie ie Se, Hl {| i 3 Al 1% ty 3; > x Re TUE TE a EC Fy EX ER - 2 ras Lo a Ga en “he 4 cs SON A Mita a AN Pave Pa hi Il, [il ill I pi d ii Aye itil ne | | | i i A TOOT spe i N de een So 2 ali li Sin | Mi | a | | Ss cn | | FER 2 1 D ty = VE oe i 4 Ex à = or MEN SIS “s aya Le. SH. et earl (se Ca SRE = ee EN N ar ME: Rs, m DT