^^^mmif^' M 'imiA n-t x/^ ./^^^i riU^. /3 ARCHIV FÜR ZELLFORSCHUNG HERAUSGEGEBEN VON DR. RICHARD GOLDSCHMIDT PROFESSOR AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN DREIZEHNTER BAND MIT 59 TEXTFIGUREN UND 40 TAFELN LEIPZIG VERLAG VON WILHELM ENGELMANN I9J5 AH Inhalt des dreizehnten Bandes «AKl> Erstes Heft . .um * I. m^^ Ausgegeben am 30. Juni 191i Seite >fcW Y Hermann von Neuenstein, Über den Bau des Zellkerns bei den Algen kijtaps und seine Bedeutung für ihre Systematik. Mit 20 Figuren im Text 1 KiYOSHi Katsuki, Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins in den Geschlechtszellen von Ascaris. Mit Tafel I— III 92 Alberto Ziveri, Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoßo centrale dopo l'autolisi 119 Henrik Lundegardh, Zur Kenntnis der heterotypischen Kernteilung. Mit Tafel IV 145 Zweites Heft Ausgegeben am 4. August 1914 J. Seiler, Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. Nebst einem Beitrag zur Kenntnis der Eireifuug, Samenreifung und Befruchtung. Mit 14 Figuren im Text und Tafel V— VII 159 Andreas von Szüts, Studien über die feinere Beschaffenheit des Nerven- systems des Kegen Wurmes , nebst Bemerkungen über die Organi- sierung des Nervensystems. Mit Tafel VIII— IX 270 Drittes Heft Ausgegeben am 2. März 1915 A. A. Sapehin, Untersuchungen über die Individualität der Plastide. Mit Tafel X-XXVI 319 SiDNEY I. Kornhauser, A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis (Phil.}, with Some General Considerations of Cope- pod Chromosomes. With 9 Textfigures and Plates XXVII— XXIX . 399 Leonardo Martinotti, Ricerche sulla fine struttura dell' epidermide umaua normale in rapporto alla sua funzione eleidocheratinica. Nota II. Lo Strato granulöse e la funzione cheratojalinica. Con tavola XXX 446 Referate. Boveri, Th., Zur Frage der Entstehung maligner Tumoren. (Nachtsheim) 469 Kite, G. L. and Chambers, Robert, Ir., Vital staining of Chromosomes and the Function and Structure of the Nucleus. (v. Kemmix) . . . 462 IV Seite KiTE, G. L., Studies on the physical properties of protoplasma. I. (v. Kemnitx' 463 Schulze, Paul, Studien über tierische Körper der Carotingruppe. I. (v. Kemnitx) 463 Federley, Harry, Ein Beitrag zur Kenntnis der Spermatogenese bei Mischlingen zwischen Eltern verschiedener systematischer Verwandt- schaft, (v. Kemnitx,) 463 CowDRY, C. V., The Development of the cytoplasmic constituents of the Nervecella of the Chick. (v. Eemnitx) 465 Oppenheimer, C, Handbuch der Biochemie des Menschen und der Tiere. (v. Kemnitx) 465 RuBNER, Max, Die Ernährungsphysiologie der Hefezelle bei alkoholischer Gärung, (v. Konnitx) 466 Brächet, A., Action inhibitrice du sperme d'Annelide (Sabellaria alveolata) sur la formation de le membrane de fecondation de l'ceuf d'Oursin (Paraceniroius lividus). (v. Kemnitx) 467 Faure-Fremiet, E., Le cycle germinatif chez VAscaris megaJoeephala. (v. Kemnitx! 467 Viertes Heft Ausgegeben am 13. April 1915. Giuseppe Levi, II comportaraento dei condriosomi durante i piii precoci periodi dello sviluppo dei Mammiferi. Con 7 figure nel testo e tavole XXXI— XXXIV 471 Kaltenbach, Beitrag zur Kenntnis der Centrosomenbildung bei Thysano- zoon Brocchii. Mit 6 Figuren im Text 525 Bruno Monterosso, Su l'origine el la costituzione dei materiali deutoplas- mici nell'oocite in accrescimento dei Mammiferi. Con 2 figure nel testo e tavole XXXV e XXXVI 530 Leonardo Martinotti, Ricerche sulla fine struttura delP epidermide umana normale in rapporto alla sua funzione eleidocheratinica. Nota III. Lo Strato lucido e la produzione eleidinica. Con tavola XXXVII . 563 Bruno Geinitz, Über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. Mit 1 Figur im Text und Tafel XXXVIII-L 688 ARCHIV FÜR ZELLFORSCHUNG HERAUSGEGEBEN VON DR. RICHARD GOLDSCHMIDT PROFESSOR AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN DREIZEHNTER BAND ERSTES HEFT MIT 20 TEXTFIGUREN UND 4 TAFELN AUSGEGEBEN AM 30. JUNI J9H LEIPZIG UND BERLIN VERLAG VON WILHELM ENGELMANN J9J4 Preis: M. J4* Mitteilung an die Herren Mitarbeiter. iSämtliche Beiträge für das Archiv für Zellforschung, deren Veröffentlichung in deutscher, französischer, englischer und italienischer Sprache erfolgen kann, bittet man an die Adresse des Herrn Professor Dr. R. Goldscliniidt, Zoologisches In- stitut, München; Alte Akademie zu senden. Die Herren Mitarbeiter erhalten an Honorar Jl 40. — für den Druckbogen. Überschreitet eine Arbeit den Umfang von 4 Bogen, so wird für den Mehrumfang ein Honorar nicht gewährt. Dissertationen sind von der Honorierung ausgeschlossen. Den Herren Mitarbeitern werden 40 Sonderdrucke von ihren Abhandlungen und Aufsätzen unberechnet geliefert. Weitere Exemplare stehen auf Wunsch gegen Erstattung der Herstellungskosten und unter der Voraussetzung, daß sie nicht für den Handel bestimmt sind, zur Verfügung. Die Manuskripte sind nur einseitig beschrieben und druckfertig einzuliefern, d. h. so, daß das Lesen der Korrektur in der Ausmerznng von Satzfehlern besteht, nicht in einer stilistischen oder sachlichen Umarbeitung. Jedes Einschieben von Worten und ähnliche Änderungen sind mit entsprechenden Kosten verknüpft und sie müssen, wenn dadurch die normalen Korrekturkosten wesentlich erhöht werden, den betr. Herren Autoren zur Last gelegt werden. Die Zeichnungen für Tafeln und Textabbildungen (diese mit genauer An- gabe, wohin sie im Text gehören) werden auf besondern Blättern erbeten, auch wolle man beachten, daß für eine getreue und saubere Wiedergabe gute Vorlagen unerläßlich sind. Anweisungen für zweckmäßige Herstellung der Zeichnungen mit Proben der verschiedenen Reproduktionsverfahren stellt die Verlagsbuchhand- lung den Herren Mitarbeitern auf Wunsch zur Verfügung. Bei photographisch aufgenommenen Abbildungen wird gebeten, die Negative bei Absendung des Manuskripts unmittelbar an die Verlagsbuchhandlung zu schicken. Die Veröffentlichung der Arbeiten geschieht in der Reihenfolge, in der sie druckfertig in die Hände der Redaktion gelangen, falls nicht besondere Umstände ein späteres Erscheinen notwendig machen. Die Korrekturbogen werden den Herren Verfassern von der Verlagsbuch- handlung regelmäßig zugeschickt, und es wird dringend um deren sofortige Er- ledigung und Rücksendung (ohne das Manuskript) an die Verlagsbuchhandlung gebeten. Von etwaigen Änderungen des Äufetithalts oder vorübergehender Ab- wesenheit bittet man, die Redaktion oder die Verlagsbuchhandlung sobald als möglich in Kennttiis xu setxen. Bei säumiger Ausführung der Korrekturen hat der Verfasser es sich selbst xuxuschreiben, wenn seine Arbeit etwa für ein späteres Heft xurückgestellt werden muß. Bedaktiou und Yerlagsbachhandlung. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. Von Hermann von Neuenstein Heidelberg. Mit 20 Textfiguren. LIBRARY NEW YORK 80TANJCAI Inhaltsübersicht. Seite Einleitung 2 I. Conjugatae 3 a) Kerne in vegetativen Zellen 3 1. Zygnemaceen 3 Spirogyra 3 Zygnema 14 Andre Zygnemaceen 16 2. Desmidiaceen 17 b) Verhalten der Kerne beim Gesclilechtsprozeß 18 c) Systematische Bedeutung des Kerns 22 IL Diatomeen 24 III. Peridineen 28 IV. Heterocontae ^ 33 V. Ulothrichales 34 1. Ulothrichaceen 34 Microspora 34 Zusammenfassung der eignen Beobachtungen über Kernbau, Kern- und Zellteilung von Microspora aynoena 45 Oedogonium 46 2. Chätophoraceen 48 Draparnaldia 48 Coleochaete 48 3. Allgemeines 50 VI. Siphonocladiales 50 1. Cladophora 50 2. Sphaeroplea 54 3. Allgemeines 55 Archiv f. Zellforschung. XIII. 1 2 Hermann von Neuenstein Seite VII. Siphonales 56 Taucheria 56 Allgemeines 58 VIII. Charales 59 IX. Phaeophyceae 62 a) Bau des Kerns 62 b) Verhalten der Kerne beim Sexualakt 65 c) Generationswechsel 68 d) Systematische Bedeutimg des Kerns 69 X. Rhodophyceen 70 a) Bau des Kerns 70 b) Cytologie der Befiuchtimg und Keimung 7S c) Generationswechsel 75 d) Systematische Bedeutung des Kerns 76 Schlußwort und Zusammenfassimg der Resultate 78 Methoden 80 Literaturverzeichnis 84 i Einleitung. Die Algen waren von jeher beliebte Objekte für cytologische Stu- dien. Das beweist die umfangreiche Literatur, die wir über Algenkerne haben. Die Zellkerne einzebier grüner Fadenalgen erreichen eine be- trächthche Größe in der sonst durchsichtigen Zelle und boten deshalb besonders für die ersten Beobachter ein geeignetes Material für Kern- studien, zumal die Kerne sehr oft auch im Leben gut zu sehen sind. Für den Bau der Kerne kommt vor allen Dingen deren morpholo- gische Zusammensetzung in Betracht. Zweifellos wird aber heute die Chemie des Zellkerns und damit seine Physiologie mehr gewürdigt denn je. Die Chemie des Zellkerns wird uns auch noch Aufschluß zu geben haben über manchen dunkeln Punkt, in den die Morphologie kein Licht zu bringen vermag. Daß gerade die Teilung der Zellkerne für die Erkenntnis des Baues der Zellkerne eine wichtige Rolle spielt, ist begreifhch. Bei der Teilung — und hier handelt es sich fast ausschheßhch um die Karyokinese — löst sich der Kern gleichsam in seine Elementarbestandteile auf und ermög- licht uns dadurch einen viel besseren Einblick in seine Zusammensetzung, als uns das glückt beim Studium des ruhenden Kerns. Tiefgreifende Veränderungen eines Organismus, die zur Entstehung- neuer Arten führen, müssen auch an dem für die Vererbung so wichtigen Zellkern einschneidende Veränderungen nach sich ziehen, sodaß es wohl über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 3 möglich wäre, aus der Anordnung und Beschaffenheit seiner Elemente, sowie vor allen Dingen seinem Verhalten bei der Teilung auf verwandt- schaftliche Beziehungen zu schließen. Selbstredend wird man keine Systematik ausschließlich auf der Beschaffenheit der Kerne aufbauen, sondern man vnrd den Bau der Kerne unter vielen andern Merkmalen zur Feststellung von verwandtschaftlichen Beziehungen verwerten. Meine Aufgabe soll es sein, auf Grund der vorhandenen Literatur und gestützt auf eigene Beobachtungen, speziell den Bau des Zellkerns bei den Algen zu untersuchen und zu prüfen, ob systeinatisch sich nahe- stehende Gruppen der Algen auch in ihren Kernverhältnissen überein- stimmen, oder ob der Bau der Kerne neue verwandtschaftUche Bezie- hungen aufdeckt. Die vorhegende Arbeit wurde im botanischen Institut der Universität Heidelberg ausgeführt. Meinen hochverehrten Lehrern Herrn Geh. Rat Prof. Dr. G. Klebs und Herrn Prof. Dr. G. Tischler fühle ich mich zu tiefem Danke verpflichtet für die wertvolle wissenschaftliche Unter- stützung, die sie mir zuteil werden ließen. I. Conjugatae. a) Kerne in vegetativen Zellen. 1. Zygnemaceen. Spirogyra. So weit meine Erfahrung reicht, weichen die Kerne der verschiedenen Spirogyren im Ruhestand nicht von einander ab. Ich beschäftigte mich hauptsächlich mit drei Spccies, einer schmalen, langzelligen mit linsen- förmigem Kern, einer derben breiten Species mit rechteckigem Kern und einer mittleren Form. Da mir Zygoten fehlten, konnte ich sie nicht mit Sicherheit bestimmen. Der Kern von Spirogyra liegt in der Mitte der Zelle eingebettet in eine Plasmamasse, die ihrerseits wieder an Plasmafäden in der ZeUe, und zwar an den Pyi-enoiden aufgehängt ist. Die Längsachse des Kerns fällt bei den großkernigen Formen mit der Querachse der Zelle zusammen. Der Kern der Spirogyra ist umgeben von einer derben, zuweilen fast meßbar dicken Membran. Im lebenden Zustand sieht er völlig homogen aus. Von einer körnigen oder fädigen Struktur, wie etwa bei Peridineen ist im Leben nichts zu sehen. An fixiertem und gefärbtem Material da- gegen (Flemming-Heidenhain) ist ein deutliches Gerüstwerk im Kern 1* 4 Hermann von Neuenstein ZU sehen. Man hat den Eindruck eines mit Flüssigkeit erfüllten, von Fäden durchzogenen Bläschens. In den Knotenpunkten des Netzwerkes liegen Chromatinkörner, die nicht mit derselben Begier Farbstoff aufnehmen wie der Nucleus. Ich lasse es dahin gestellt, ob die geringere Affinität zu Farbestoffen die Folge einer lockereren Zusammensetzung der Chro- matinkörnchen ist, oder ob die Chromatinkörnchen chemisch vom Nucleus verschieden sind. Ich könnte nicht behaupten, daß die Körnchen scharf umschrieben wären oder eine konstante Form besäßen. Sie treten be- sonders scharf in älteren Präparaten hervor, wo das übrige Netzwerk ganz farblos geworden ist. Aber auch da zeigen sie sich nicht so deutlich und nicht so reichüch wie sie in normal gebauten Kernen von Oedogonium zum Beispiel oder CladopJiora zu sehen sind. Der »Nucleolus« ist allem Anschein nach von einer Membran um- geben. Eine solche glaubte ich zu sehen bei Behandlung der gefärbten Kerne mit Chloralhydrat oder Jodjodkalium. Der Nucleolus nimmt sehr begierig Farbstoffe auf und sieht noch völlig homogen gefärbt aus, wenn das Netzwerk durch das Differenzieren bereits ganz entfärbt ist. Nicht selten konnte ich im Nucleolus eine deutliche Vacuole wahrnehmen (Fig. 1 a), die schon in lebenden Exemplaren sichtbar war. Solche Va- cuolen wurden schon von andern Autoren beschrieben und zum Teil als die richtigen Nucleolen aufgefaßt. Klumpen im Nucleolus, wie sie Fig. 1 a—e veranschaulicht, dürften wohl durch die Fixierungsflüssigkeiten hervorgerufene Gerinnungs- erscheinungen sein, denn sie zeigten zu ungleiche Ausbildung an Gestalt wie an Zahl, als daß man sie für besondere Strukturen des Nucleolus halten könnte. Bald nahmen sie annähernd den ganzen Raum des Nu- cleolus ein, bald waren sie nur als kleine unregelmäßig gestaltete Körner sichtbar. Der helle Hof um sie ist wohl durch die Eingriffe der Reagen- zien entstanden, die ein Zusammenklumpen einzelner Teile bewirkten und dadurch eine Kontraktion hervorriefen, vielleicht auch andere Be- standteile, vor allem Eiweiße (Degagny, 93) herauslösten. Im Leben zerckückte Zellen zeigten am Nucleolus eine eigenartige Struktur, die ich mit der von Karsten (09) beschriebenen in Beziehung bringen möchte. Der Nucleolus wurde nänüich körnig. Diese Körnelung war deutlich zu sehen, da der Nucleolus in dem Wasser ein wenig verquoll. Ich zählte sogar des öfteren 12—14 solcher Körner, die also auch der Zahl nach den Chromosomen entsprächen. Übrigens war mir die Arbeit von Karsten zur Zeit, als ich diese Beobachtungen machte, noch nicht be- kannt. Über den Verlauf der Kernteilung bei Spirogyra war man sich lange über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 5 Zeit im unklaren. Die Beobachtungen förderten so verschiedene Re- sultate zutage, daß es gerade kein Genuß ist, sich in die Literatur über S'pirogyra einzuarbeiten. Ein Blick auf die am Schlüsse dieses Kapitels beigefügte Tabelle genügt, um das zu demonstrieren. Einer der ersten und zugleich sorgfältigsten Beobachter, Strasburger, hatte den Verlauf der Kernteilung bei Spirogyra bereits so geschildert, Textfig. 1. ■^:^^:^V^^. G d e Spirogyra. Nucleolen nacli dem Fixieren, a mit centraler Vacuole. wie er nach den neuesten Forschungen wirklich vor sich zu gehen scheint. Deshalb soll die Arbeit von Strasburger (80), die auch die Anregung gab, zu den zahlreichen folgenden Studien über den Kern von Spiro- gyra hier als Basis dienen für die Besprechung der Kernteilung von Spirogyra. Strasburger (80) konnte im Außenkern fast gar kein Chromatin sehen, dagegen enthielt der Nucleolus sehr viel Chromatin. Bei beginnen- der Teilung ninnnt der Kern bedeutend an Volumen zu. An seinen End- flächen, den Polen, sammelt sich feinkörniges Protoplasma an, das die 6 Hermann von Neuenstein Neigung hat, sich in Fäden senkrecht zu den Endflächen des Kerns an- zuordnen. Das Kernkörperchen zerfällt in eine Anzahl unregelmäßig gestalteter Körner.. Diese Körner wandern nach der Äquatorialebene und bilden dort die Kernplatte. Zur selben Zeit sieht man die Kernwand schwhiden, zuerst an den Polen. Von dort dringen die Protoplasmafäden nach der Äquatorialebene vor und bilden cÜe Spindelfasern. Diese ver- laufen parallel zueinander. Die Stäbchen der Kernplatte, die selbst wieder aus kleinen Körnchen bestehen, teilen sich nun der Länge nach. Die dadurch gebildeten Kern- plattenhälften rücken auseinander; zwischen ihnen verbleiben Spindel- fasern als Verbindungsstücke zurück, die sich alsbald zu einzelnen Gruppen vereinigen und nach außen biegen. Nun werden die Kernplattenhälften dicker und verschmelzen unter einander zu einem Chromatinklumpen. Dadurch, daß dieser Chromatinballen sich ausdehnt, entsteht che Kern- höhle, der Außenkern. Es erscheint die Kernmembran wieder. Der In- halt der Tochterkerne wii'd balkenförmig, schheßlich körnig. Auf Kosten des reichhch an den Polen angesammelten Protoplasmas wachsen die Tochter- kerne. In ihrem Innern werden zwei bis vier stark lichtbrechende Bläs- chen sichtbar, von denen eines auf Kosten der andern an Größe zunimmt. Das ist die Wiedergeburt des Nucleolus. Bleiben mehrere Bläschen er- halten, so entstehen Nucleolen in Mehrzahl. Strasburger läßt also die Chromosomen einzig und aUein aus dem Nucleolus entstehen. Es wäre nun anzunehmen, daß sie dann später beim Verklumpen auch wieder den Nucleolus bilden. Das konnte aber Stras- burger nicht beobachten; im Gegenteil, er sah aus den Chromosomen den Außenkern entstehen, während die Nucleolen neu gebildet wurden. Dieser Widerspruch wurde von Strasburger selbst beseitigt in einer folgenden Arbeit aus dem Jahre 1882. Dort konnte er tatsächüch das Verklumpen der Chi'omosomen zu einem nucleolusartigen Körper beob- achten. Strasburger unterscheidet jetzt zwei Bestandteile des Kerns: Hyaloplasma (Gerüstwerk) und Mikrosomen (färbbare Teile des Kerns). In der Hauptsache ist Strasbugrer auch jetzt noch für einen nucleolaren Ursprung der Chi'omosomen, doch soll in geringem Maße auch der Außenkern an ihrer Bildung beteiligt sein. Die Chi'omosomen zeigten sich Strasburger nicht mehr in Form von Körnern oder Stäb- chen, sondern als dünne Fäden, zusammengesetzt aus abwechselnd stark und schwach färbbaren Scheiben. In den in Bildung begriffenen Tochter- kernen sieht man zuerst noch relativ dicke Fäden. Diese Fäden sind nichts andres als die an iliren Enden vereinigten Cliromosomen. Die Fäden verschmelzen zu einem Clu'omatinklumpen, dem Nucleolus. In dem über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 7 Maße, wie der Nucleolus durch diesen Verdichtungsprozeß neu entsteht, wird der Außenkern blasser und enthält schließlich nur noch Hyaloplasma mit ganz wenig eingelagerten Mkrosomen. Nach Strasburger hätte also Spirogyra einen Karyosomkern in dem Sinne, daß der Nucleolus die Substanz zur Bildung der Chromosomen enthält, w^älu-end das Chromatin des Netzwerks nicht oder nur in ver- schwindendem Maße an ihrer Bildung beteiligt ist. Zu diesem Resultat kam auch eine Reihe andrer Forscher: Macfarlane (81), Tangl (82), Carnoy (84), Meunier (87), Moll (93), Mitzkewitsch (98), Berghs (06), Karsten (09) und Tröndle (11). Da Meunier (87) außerdem am Nucleolus eine Membran nach- weisen konnte, faßte er ihn als den eigenthchen Kern auf, der nur seiner Lage nach im Nucleus als Nucleolus angesehen werden kann. Dem- entsprechend will Meunier den Ausdruck »nucleole-noyau« von Carnoy (84) beibehalten wissen. Meunier war allerdings nicht der erste, der eine Membran um den Nucleolus beobachtete. Das soll bereits Mac- farlane (81) gesehen haben. Leider war mir dessen Arbeit nicht zu- gängüch. Ich entnehme der Literaturübersicht von Berghs (06) den Namen »Nucleolonucleus«, den Macfarlane für den Nucleolus von S'pirogijra prägte. Berghs selbst bestreitet dagegen das Vorhandensein einer Membran um den Nucleolus, während Mitzkewitsch (98) und van Wisselingh (98, 00) eine solche auch beobachteten. Ich selbst zweifle nicht an deren Existenz bei Spirogyra, nachdem ich eine solche mit ziem- licher Sicherheit nach Behandlung des Kerns mit Chloralhydrat und Jod- jodkalium gesehen habe. Natürüch wird das Vorhandensein einer Membran um den Nucleolus ganz energisch bestritten von den Forschern, die dem Nucleolus über- haupt nicht die Bedeutung eines Karyosoms zuerkennen. Das ist vor allen Dingen Zacharias, der in einer Reihe von Arbeiten durch mikro- chemische Reaktionen nachzuweisen versuchte, daß im Nucleolus ab- solut kein Nuclein zu finden sei. Der Nucleolus enthielte im Gegenteil nur Plastin (Strasburgers Hyaloplasma). Es schien sogar eine Zeit lang, als sollten die Anhänger des »normalen« Baues des Spirogyra-KQxn?, die Oberhand gewinnen über die Vertreter des »nucleole-noyau«, als auch Strasburger (88) seine frühere Ansicht vöUig verwarf. Immer und immer wieder beschäftigte sich Strasburger mit der Karyokinese von Spirogyra, jedesmal fand er etwas zu berichtigen. Ganz entschieden hat sich hier Strasburger beeinflussen lassen durch die Untersuchungen von Zacharias. Das ist aber sehr begreifUch. Die mikrochemischen Methoden von Zacharias erweckten viel mehr den Anschein der Zuver- 8 Hermann von Neuenstein lässigkeit als die reinen Färbemethoden der meisten früheren Cytologen. Zacharias war aber noch bei jeder Nachprüiung zu demselben Resultat gekommen: daß nur der Nuclus die Chromosomen bilden könne und nicht der Nucleolus. Nachdem allerdings Tröndle (12) ebenfalls auf Grund mikrochemischer Reaktionen zu der Überzeugung kam, daß der Nucleolus von Spirogyra Nuclein enthält, und zwar in Form von Nucleoproteiden, daß also die Chromosomen unzweifelhaft aus dem Nu- cleolus hervorgehen können, dürfen wir die Angaben von Zacharias als widerlegt betrachten. Die Art und Weise, wie die Chromosomen aus dem Nucleolus ent- stehen, ist aber noch lange nicht klargestellt. Eine Reihe von Forschern konnte schon im Ruhezustand das Nuclein in Form von Fäden im Nu- cleolus beobachten: Tangl (82) und vor allen Dingen Meunier (87). Karsten (09) sah im ruhenden Nucleolus Klumpen, die bei der Teilung als kurze Chromosomenstäbchen in Erscheinung traten. Ihre Zahl stimmte mit der der Chi'omosomen überein, sodaß es ziemlich walu*- scheinlich ist, daß die Chromosomen wirklich in genetischem Zusammen- hang stehen mit den 14 Chromatinklumpen des ruhenden Nucleolus. Karsten sah diese 14 Klumpen im ruhenden Nucleolus allerdings nur in einigen Fällen. Dagegen konnte van Wisselingh (98) mit Sicherheit wenigstens zwei Fäden im ruhenden Nucleolus nachweisen, indem er den Kern mit 50% Chromsäure behandelte. Dadurch lösten sich nacheinander das Zellplasma, die Kernwand, das Kernplasma, schließlich der Nucleolus, während die beiden Fäden im Nucleolus und zehn anch'e im Nucleus der Chromsäure am längsten Widerstand leisteten. Daß diese beiden Fäden auch wirklich Chromosomen sind, das konnte Wisselingh bei der Tei- lung beobachten. Jeder Faden war in einen Schlauch eingeschlossen, dessen Wände vor dem Austreten der Fäden als Chromosomen an den Enden durchbrochen werden mußten. Ich selbst konnte aber, trotz vielen Suchens, die beiden Fäden im Nucleolus nie beobachten. Bei Behand- lung mit 50% Chromsäure war der Nucleolus noch zu sehen, wenn der ganze übrige Kern bereits verschwunden war. Bei weiterer Einwirkung wurde das Aussehen des Nucleolus körnig. Ob die Körner dann aber in konstanter Zahl auftraten, das lasse ich dahingestellt. Jedenfalls waren es mehr als zwei. Eine Reihe von Forschern, die die Chromosomen aus den Chromatin- körnern des Netzwerks entstehen lassen, bringen diese insofern mit dem Nucleolus in Beziehung, als sie annehmen, daß die Chromosomen vor ihrer definitiven Ausbildung sich auf den Nucleolus zurückziehen und Chromatin, färbbare Substanz, von ihm aufnehmen (Moll [93], Degagny über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 9 [90]). Durch dieses Einwandern der Chromosomen hat es den Anschein, als stammten die Chromosomen ganz aus dem Nucleolus. So erklärt sich wenigstens Degagny (90) die Angaben der Autoren, die für Spirogyra einen Karyosomkern beschrieben. Die Chromosomensubstanz ist nicht der einzige Bestandteil des Spirogyra-'^uckoliis. Karsten (09) beschriel) das Auswandern von blassen Kugeln aus dem Nucleolus während der Teilung. Da auch De- gagny (93) solche Kugeln beobachtete, die schon bei der Berührung mit dem Kernsaft an ihrer Oberfläche koaguMerten, ist es wohl sicher, daß es sich dabei um eiweißartige Körper handelt. Vielleicht stehen sie in Be- ziehung zur Bildung der Tochternucleolen. Van Wisselingh (00) sieht in diesen ausgestoßenen Ballen auch die eigentlichen Nucleolen. Ein Teil von ihnen löst sich im Plasma auf, ein andrer Teil sanmielt sich an den Kernpolen an und nimmt die Tochterchromosomen in sich auf. Wahr- scheinUch ist die polare »Scheibe« aus körnigem Plasma, die Degagny (93) beschrieb, und die nach ihm aus Cytoplasma und Karyoplasma, das bei der Kernteilung keine Verwendung fand, bestehen soll, nichts andres als das, was van Wisselingh als die Reste der eigentlichen Nu- cleolen betrachtet. Gerade so umstritten wie die Funktion des Nucleolus bei der Kern- teilung ist die Frage nach der Entstehung der Kernspindel. Besonders der Umstand, daß die Spindel bei Spirogyra bereits in Erscheinung tritt, wenn die Kernmembran noch erhalten ist, gab schon Flemming (82) Anlaß, sich über den Ursprung der Spindel mit Strasburger, dem eifrig- sten Verfechter des cytoplasmatischen Ursprungs der Spindel, auseinander- zusetzen. Flemming bestreitet ein aktives Hineinwandern von Cyto- plasma in die Kernteilungsfigur zu einer Zeit, da die Membran noch er- halten ist. Wohl wächst später der Kern auf Kosten des Cytoplasmas, aber die Kernspindel soll noch innerhalb der Membran angelegt werden. An ihrer Bildung könnte somit nur der achromatische Teil des Netzwerks beteiligt sein, allenfalls noch als Umgrenzung die Kernmembran. Dieser Auffassung schUeßt sich auch Zacharias (85, 88, 09) an und sucht sie zu begründen, wieder mit Hilfe mikrochemischer Reaktionen. Er weist besonders auf Verschiedenheiten hin im chemischen Verhalten des Cyto- plasmas und der Kernspindel. Den Hauptbestandteil des Cytoplasmas bildet das Plastin. Sollte die Spindel aus Cytoplasma entstehen, dann müßte auch bei ihr Plastin nachzuweisen sein. Diesen Nachweis konnte aber Zacharias nicht erbringen. Dagegen gaben die Kernspindel und die Grundsubstanz des Kerns dieselben Reaktionen. Deshalb und w^eil er die ganze Kernteilungsfigur durch ein feines Häutchen gegen das Cyto- 10 Hermann von Neuenstein plasma abgegrenzt sali, kommt Zacharias zu dem Schluß, die Kernspindel entstellt aus dem Kernplasma. Anhänger dieser Auffassung ist auch Degagny (90). Dem gegenüber stehen aber die Beobachtungen der meisten andern Forscher. Manche wollten gesehen haben, daß die Kernmembran an den Polen vor ilii'er vollständigen Auflösung durchlöchert erscheint. Durch diese Löcher sollte das schon zu Beginn der Kernteilung faserig differen- zierte Cytoplasma in die Teilungsfigur einckingen und dort zu Spindel- fasern werden. Wahrscheinlicher ist, daß sich die Kernmembran an den Polen ganz auflöst und nun dem Cytoplasma freien Eintritt in die Kernteilimgsfigur gestattet. Das dürfte der Vorstellung entsprechen, die die meisten Forscher über den Ursprung der Spindel ])ei Spirogyra haben. Ich erwähne neben Strasburger (80, 82, 84, 88) noch Tangl (82), Mitz- KEWiTzcH (98), VAN WissEiLNGH (02) uud die neueren Autoren, von denen aber Berghs (06) sich ^Nieder der alten Auffassung anschließt, wonach die Kernmembran von den vordringenden Spindelfasern zuerst einge- buchtet und daim durchbrochen wird. Jedenfalls ist soviel sicher, daß l3ald nach der Fertigstellung der Kernspindel die Kernmembran an den beiden Kernpolen aufgelöst wird. Als richtigen Faktor der Mitose — gege- über der Amitose — betrachtet man eine völlige Auflösung der Kern- membran wälii'end der Teilung. Man bringt das Verschwinden der Kern- membran in Zusammenhang mit dem Austausch von Cytoplasma und Karyoplasma. Doch ist es fraglich, ob bei Spirogyra die ganze Kern- membran der Auflösung anheimfällt. Schon Tangl (82) beschrieb ein Verbindungsstück der auseinander- weichenden Kernplattenhälften. Er gab ihm den Namen » Verbindungs- schlau cli« und nahm an, daß es gebildet würde aus der Kernmembran einerseits und der Hüllhaut des Nucleolus anderseits. Diese bildeten zwei Schichten des Verbindungssclilauchs, von denen natürlich die Kern- membran die äußere Begrenzungsschicht darstellte. So ein Verbindungsschlauch wurde noch — wenn auch nicht in Be- ziehung mit der Kernmembran — von Strasburger (88) und von Beh- rens (90) beschrieben. Strasburger glaubte ihn entstanden durch Aus- biegung imd Zusammenlegen der zwischen den Kernhälften zurückblei- benden Verbindungsfasern, denen sich nach außen ein Cytoplasmamantel anlegte, während Behrens in ihm die Wände von Vacuolen sah, welche während der Teilung, angefüllt mit Zellsaft, in die Teilungsfigur ein- drangen. Ob Amitosen, wie sie von Gerassimoff und Nathanson (00, 04) geschildert werden, wirklich bei Spirogyra vorkommen, das ist zum min- über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 11 desten fraglich — van Wisselingh (03, 04) bezweifelt es. Er hält auch solche Teilimgen, bei denen die Membran fast vollständig erhalten bleibt und Spindelfasern nicht mehr sichtbar sind, nur für stark veränderte Mitosen, hervorgerufen durch den Einfluß der Narcotica, welche Gerassi- MOFF und Nathanson anwendeten, um »Amitosen« zu erzeugen. Das wäre in kurzen Zügen das, was wir über den Kern von Spirogyra wissen. Unumstritten steht nur die eine Tatsache fest, daß der Spirogyra- Kern gegen das Cytoplasma durch eine Membran abgegrenzt ist und daß diese Membran zum wenigsten in der Hauptsache aus Cytoplasma besteht. Alles andre, insbesondre die Daten über die Kernteilung, vor allem die Entstehung der Clu-omosomen, ihre Gestalt, ihre Zahl (siehe Tabelle), die Eegeneration der Tochterkerne, die Entstehung der Spindel und ihr Schicksal sowie das der Kernmembran sind Gegenstand des lebhaftesten Streites und zum Teil heute noch nicht entschieden. Für unser Thema sind sie auch nicht von der Wichtigkeit, daß sie alle hier einer eingehen- den Würdigung unterworfen werden müßten. Es interessiert uns haupt- sächlich die eine Frage: Hat Spirogyra einen Karyosomkern oder nicht? Diese Frage muß aber ohne Zweifel mit «ja« beantwortet werden. Denn alle neueren Autoren sprechen sich übereinstimmend dahin aus, Zacharias (09) ist der einzige, der nach wie vor seiner Überzeugung treu bleibt und dem Nucleolus von Spirogyra nicht die Funktion eines Karyosoms zuerkennt. Zacharias ist aber der Forscher, der seine An- schauung ledigiich auf Grund chemischer Reaktionen erhielt. Allerdings wurde von manchen Seiten schon in Frage gestellt, ob seine chemischen Reaktionen auch wirklich eindeutig sind. Die Resultate von Zacharias über die Zusammensetzung des Spirogyra-Kems wurden noch von Zimmer- mann (96) bestätigt, verlieren aber deshalb sehr an Wert, weil neuer- dings Tröndle (12) seine früher durch morphologische Studien gewon- nenen Kenntnisse durch chemische Reaktionen bestätigt fand. Er prüfte hauptsächlich das Verhalten der Chromatinkörner und des Nucleolus von Spirogyra gegenüber starken und schwachen Säuren und verdünnten Alkalien und verglich seine Resiütate mit denen, die er erhielt, wenn er die Chromosomen mit denselben Reagenzien behandelte. Da kam er zu der Überzeugung, daß der Kern von Spirogyra wirkUch ein Karoysom- kern ist, daß also den Chromosomen im Ruhezustand der Nucleolus ent- spricht. Die ausführlichste Untersuchung aus neuerer Zeit über Spirogyra ist immer noch die Arbeit von Berghs (06). Da ihr auch Karsten (09) und Tröndle (11) beipflichten, soll sie mir als Grundlage dienen bei einer 12 Hermann von Neuenstein kurzen Zusammenfassung des heutigen Standes der Kernforschung bei Spirogyra. Das spärlich vorhandene Chromatin des Netzwerks ist bei der Kern- teihmg offenljar nicht an der BikUmg der Chromosomen beteihgt. Es versch\Yindet zu Beginn der Teihmg fast vollständig. Der Kernfaden, aus dem die Chromosomen hervorgehen, hat seinen Ursprung einzig und allein im Nucleolus. Die Chromosomen sind zur Zeit ihrer typischen Aus- bildung kurze, homogene Stäbchen. Sie werden bereits in der Prophase längsgespalten, machen sich aber nicht frei vom Nucleolus, sondern blei- ben auch später noch mit einer Restsubstanz desselben in Berührung. Diese Restsubstanz bildet nach Berghs ihrerseits wieder chromosomen- ähnUche Gebilde, welchen die Aufgabe obliegt, die richtigen Chromo- somen den cytoplasmatischen Spindelfasern entlang nach den beiden Kernpolen hinzubringen. Sie unterscheiden sich von den richtigen Chro- mosomen durch ihre körnige Beschaffenheit und ihr Auftreten in der Zahl sechs. Die richtigen Chromosomen sind 12 an Zahl und liegen zu je zwei an einem Ende der sechs längsgespaltenen Chromosomen aus der Restsubstanz. Die in der Telophase zu einem Ivlumpen konzentrierte Chromosomenmasse macht eine Vacuolisation durch, verdichtet sich aber nachher wieder und bildet den Nucleolus. Der Außenkern hat das Aus- sehen einer Vacuole, in die von der jungen cytoplasmatischen Kern- wand aus allmählich kleine Körnchen vordringen und damit das Bild eines ruhenden Kerns vervollständigen. Im großen und ganzen schließen sich auch Karsten und Tröndle dieser Schilderung an. Allerdings erwähnt IL\.rsten nichts von den Chromosomen aus der Restsubstanz. Vielmehr beobachtete er eine Aus- stoßung der Restsubstanz des Nucleolus. Auf die Arbeiten von Karsten und Tröndle komme ich bei der Besprechung der Reduktionsteilung bei Spirogyra zurück. Vielleicht wäre der durch die beigefügte Tabelle S. 13 übersicht- lich dargestellte Wirrwarr der Meinungen über den Bau des Spirogyra- Kerns nicht aufgetreten, wenn die Forscher sich von vornherein über den Begriff » Chromatin <( klar gewesen wären. Ein Teil der Gelehrten identifiziert Chromatin direkt mit Nuclein, während andre darunter nur den Farbstoff verstehen, den die Chromosomen bei ihrer Bildung auf- nehmen. Da wir aber auch heute noch nicht wissen, ob das Nuclein der Chromosomen als solches im ruhenden Kern vorkommt, so sind die Akten darüber noch lange nicht geschlossen. Nach der kürzlich erschienenen Arbeit von Nemec (09) scheinen wir über die chemischen Vorgänge bei der Bildung der Chromosomen noch manches umlernen zu müssen. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 13 Die Verschiedenheiten in der Zahl der Chromosomen der einzelnen Spirogyra-S])eQiGS dürfen wir nicht ohne weiteres in das Gebiet der Un- sicherheiten verweisen. Es wurde ja schon mehrfach für ganz nahe ver- wandte Pflanzen, ja für Species ein und derselben Art, sowohl bei höheren als bei niederen Pflanzen große Unterschiede festgestellt in der Zahl der Chromosomen. Es ist deshalb sehr wahrscheinlich, daß die verschiedenen Angaben über die Zahl der Chromosomen auf Verschiedenheiten der untersuchten Species zurückzuführen sind. Tröndle (11) zählt z. B. bei Spirogyra calospom 8—10 Chromosomen, bei Spirogyra longata und negleda 10—12; van Wisselingh bei Spirogyra crassa 12, bei setiformis nur 6. Autor Membran Nucleolus Chromo- somen aus Zahl der Chrom. Species Spindel aus Strasburger (80, . Macfarlane (81) . Strasburger (82) . Flemming (82) . . Tangl (82) .... Strasburger (84) . Carnoy (84) .... Zacharias (85) . . Meunier (87) . . . Strasburger (88) . Zacharias (88) . . Degagny (90, 93) . Moll (93) Zimmermann (96) . MiTZKEWITSCH (98) v. Wisselingh (98, 02) Berghs (06) .... Zacharias (09) . . Karsten (09) . . . Tröndle (11) . . . Cytoplasma Cytoplasma Cytoplasma Cytoplasma Cytoplasma (+ Karyopl.) Cytoplasma Cytoplasma Kaiyosom » Nucleolus 7> Nucleolus _ (+ Kern) Karyosom Nucleolus » Nucleolus (+ Kern) » Nucleolus normal Kern Karyosom Nucleolus normal Kern > Kern (+Nucl.) normal Kern Karyosom Nucleolus enthält Kern 10 2 Chrom. Nucleol. 2 Karyosom Nucleolus normal Kern Karyosom Nucleolus > » 12 24 12 2 12 14 8-10 10—12 crassa subaequa crassa triformis jugalis calospora longaia neglecta Cytoplasma Aufhängefäden des Kerns Cytoplasma Karyoplasma (+ Kernmembran) Cytoplasma Karyoplasma (+ Nucleolus) Cytoplasma (+ Karyoplasma) Cytoplasma Karyoplasma Karyoi^lasma + Cytoplasma Cytoplasma 14 Hermann von Neuenstein Zygnema, Der ZeUkern von Zygnema wurde bereits 1858 von de Bary gesehen und folgendermaßen beschrieben: »In der Mitte lebhaft vegetierender Zellen liegt ein ohngefähr kugliger Cytoblast, zart konturiert, mit cen- tralem Is'ucleolus, eingebettet in einer dünnen Schicht körnigen Plasmas, die ihn sogar häufig gänzlich verdeckt« (S. 8). Die Teilung des Kerns beobachtete de Bary nicht. Entsprechend der zu seiner Zeit herrschen- den Meinung nahm er an, daß der Kern bei der Teilung verschwindet und erst nach der Zellwandbildung wieder neu auftritt. 1906 erschien eine Ai'beit von Mss Mabel L. Merrijl\n über den Zellkern von Zygnema. Merriman stellte fest, daß der Kern von einer cytoplasmatischen Membran umgeben ist. Desgleichen besitzt das Kern- körperchen eine Membran. Nach Merriman entspräche der Nucleolus von Zygnema nicht dem gleichnamigen Gebilde höherer Pflanzen, son- dern ähnle dem Kernkörperchen von Spirogyra. Denn aus ihm gingen zum größten Teil die Chromosomen hervor. Nur wenig sei an ihrer Bil- dung der Nucleolus beteiligt. Zuerst sollen nach Merriman f?0— 30 Körner entstehen, und zwar durch Zerfall des Nucleolus ohne Spirembildung. Das sind die Chro- mosomen der Prophase. Von diesen legen sich je vier zusammen und bil- den 6—8 Vierergruppen, die Chi'omosomen der Metaphase. In der Äqua- torialebene trennen sich je zwei der ursprünghchen Chromosomen von den beiden andern einer Vierergruppe und bilden 15—20 Chromosomen der Telophase. (Die Zahlen sind nicht ganz in Einklang zu bringen.) Nach Merrevian findet also keine Längsspaltung der Chromosomen statt, über- haupt keine Teilung, sondern einfach eine Trennung von je zwei Körnern von den beiden andern eines Chromosoms. Vielleicht kann man sich diese abweichenden Befunde so erklären, daß man etwas ähnliches annimmt, wie Lauterborn 1896 für Surirella. Dort waren die Chromosomen U-förmig gebogen und längsgespalten. Dadurch glich jedes Chromosom auf Querschnitten und in der Aufsicht einer Vierergruppe, das Aus- einanderweichen der Kernplattenhälften einer Trennung von je zwei Punkten von den beiden andern. Bei der Ankunft der Chromosomen an den Polen, welche sich direkt an die Chromatophoren anschließen, sind wieder die ursprünghchen Kör- ner, wie sie sich aus dem Nucleolus und teilweise auch aus dem Nucleus herausbildeten, zu erkennen. Beim Ausbilden der Tochterkerne werden die Körner zum Teil auf das Kernkörperchen, zum Teil auf den Kern verteilt. Das ist nach ihrer Entstehungsweise auch zu erwarten. Doch über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 15 beobachtete Merriman auch andere Fälle: "or rarely all the chromatic material may be diffused in the nuclear plasm, forming numerous more or less tetrahedral granules" (S. 49). Gelegentlich soll es auch vorkommen, daß sie einfach verklumpen und den Nucleolus bilden: "in some cases all the chromosomes may cohere to form the central body" (S. 49). Mit andern Worten, es wäre überhaupt alles möglich. Trotz all dieser Abweichungen — auch Spindelfasern konnte Merri- man nicht sehen, wohl aber Plasma, das in Form von Fasern in die Kern- teilungsfigur hineindrang — betrachtet Merriman die Kernteilung von Zygnema als eine Mitose. Denn die Kernmembran wird während der Teilung aufgelöst und dadurch ein Austausch von Zellplasma und Kern- plasma ermöglicht. Dieses Auflösen der Kernmembran sei aber der haupt- sächlichste Faktor der indirekten Kernteilung. Die Angaben von Merriman klingen zum mindesten etwas unwahr- scheinlich. Es folgte denn l)ald auch eine ^Nachprüfung, die ebenso wie spätere Arbeiten, ganz andres Tatsachenmaterial zutage förderte. Es- COYEZ (07), Dangeard (09), Kurssanow (11) stimmen darin überein, daß die Chromosomen bei Zygnema ganz normal aus dem Netzwerk des Kerns gebildet werden und zwar nach Escoyez durch Zusammenlegen der chromatischen Elemente desselben. Er zählte 30—40, also annähernd so viel, wie Merriman als ursprünghche Chromosomenzahl angibt. Dan- geard und Kurssanow zählten allerdings nur 12 bzw. 14 Chromo- somen. Escoyez konnte auch eine regelrechte Längsspaltung der Seg- mente beobachten ohne vorherige Verschmelzung einzelner zu Gruppen. Die Wiederherstellung der Tochterkerne geschieht nach demselben Autor dadurch, daß der beim Auseinanderweichen der Chromosomen entste- hende Klumpen sich lockert, Anastomosen zwischen den einzelnen Ele- menten bildet und auf diese Weise allmähUch zum Netzwerk wird. Cytoplasmatische Spindelfasern teeobachteten sowohl Escoyez als Kurs- sanow. Zygnema, an deren Verwandtschaft mit Spirogyra nicht zu zwei- feln ist, wäre also in cytologischer Hinsicht nicht mit Spirogyra in Ein- klang zu bringen. Nach Merriman soll zwar der Nucleolus an der Bildung der Chromosomen beteiligt sein, doch scheinen mir ihre Be- funde nach den neueren Arbeiten von Escoyez und Kurssanow un- sicher zu sein. Auch der Bau des ruhenden Kerns von Zygnema ist mit Ausnahme der Gestalt und Form nicht verschieden von dem der höheren Pflanzen, wie ich mich des öfteren überzeugen konnte. Der Nucleolus ist bei Zyg- nema erhebUch kleiner und unbedeutender als bei Spirogyra. Dagegen 16 Hermann von Xeuenstein treten die Chromatinkörnclien im Netzwerk hier viel deutlicher hervor als bei Sjnrogyra und fallen durch ihre Größe und scharfen Umrisse auf. Der Kern von Zygnema ist bedeutend länger als breit. Seine Längsachse fällt mit der Längsachse der ZeUe zusammen. Er ist ausgespannt zwischen den beiden Chromatophoren und läßt keine Aufhängefäden erkennen. Er erreicht durchschnittlich eine Größe von 78 ju, in der Länge und 26 ii in der Breite, wälirend der Nucleolus nur 3 ii im Durchschnitt groß ist. Sein Volum nimmt den 211. Teil des Zellvolumens ein. Wie schon de Bary bemerkte, ist der Kern oft ganz überdeckt von Plasma und Mikro- somen, sodaß man vor lauter kleinen Körnchen bisweilen den Kern nicht sieht. Andre Zygnemaceen. Recht spärlich sind unsre Kenntnisse vom Bau der Kerne andrer Zygnemaceen. De Bary erwähnt in seinem Konjugatenwerk 1858 Zellkerne von Craterospermwn {Mougeotia laeievirens) und Mesocarpus parvulus {Mougeo- tia parvula). Bei Craterospermum ist der Kern ein »zarter, homogen-trüber, farb- loser Körper«, in welchem ein Nucleolus deuthch zu sehen ist. Auch konnte de Bary feine Schleimfäden wahrnehmen, welche vom Kern zu der Zellwand verliefen. Li jungen Zellen von Mesocarpus parvulus war für DE Bary der Kern seilest mit Hilfe von Reagenzien nicht nachweis- bar. Erst in älteren Exemplaren wm'de er sichtbar und war dann der Chlorophyllplatte aufgelagert. Oft beobachtete de Bary, daß ein Zellkern durch drei Teilungen in acht Tochterkerne zerlegt wurde. Die betreffende Zelle bildete gleich- zeitig vier Scheidewände, also fünf Tochterzellen aus. Von diesen be- kamen die drei mittleren Zellen je zwei Kerne, die jeweihge äußere Zelle war einkernig. Berthold (86) bestätigte diese Beobachtung. Er ver- folgte die Teilung dieser zweikernigen Zellen und sah, daß so viele Scheide- wände angelegt werden als Kerne, bzw. Chlorophyllplatten vorhanden sind. Die beiden einkernigen Zellen teilen sich normal, die zweikernigen durch zwei Scheidewände in ch-ei Zellen, während che Kerne sich bei jeder Teilung ganz normal in zwei zerlegen. Li den zweikernigen Zellen ent- stehen also vier Kerne, wälu^end dazu nur drei ZeUen gebildet werden. Von diesen drei Tochterzellen bekommen dann die beiden äußeren je einen, die innere Zelle wieder zwei Kerne. Auf chese Weise bleibt die Zweikernigkeit gewahrt. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 17 2. Desmidiaceen. Bei den Desmidiaceen liegt der Kern in der Mitte der Zelle, und zwar bei den eingeschnürten Formen an der Stelle der Einschnürung. Er bildet, wie de Bary (58) sagt, gleichsam eine Brücke zwischen den Chro- matophoren. Klebahn (91) sah eine körnige oder stäbchenförmige An- ordnung des Chromatins im Kern. Bei vielen Closterien, die ich nicht aUe näher bestimmte, sah ich im Kern gleichmäßig verteilte Chromatinkörnchen. Das Netzwerk war leidlich sichtbar. Der Nucleolus erreichte relativ fast die Größe des Nu- cleolus von Spirogym. Er war intensiv färbbar. Der Nucleoliis von Closterium monüiferum unterscheidet sich aber nach LuTMAN (10) von dem homogenen Nwcleolus von Spirogyra durch seine unregelmäßige Umgren- zung. Er besteht nämUch °' aus einzelnen Körnern, welche nicht gleichmäßig angeordnet sind, sondern allenthalben über die Umgrenzung der Ku- gel hervorragen. -»y , 1 .. y • , Kern von Closterium Ehrenhergii (Menegh.). Nucleolus INOCn merKWUrÜlger ist aus einzelnen Komem zusammengesetzt. Vergr. 526. der Nucleolus von Closierimn Ehrenbergii. Er bildet, wie auch ich mich überzeugen konnte, keine zusammenhängende Masse, sondern besteht aus einzelnen Klumpen, die sich meist gar nicht zu einem nucleolusähnlichen Körper zusammen- schließen, sondern in unregelmäßiger Anordnung und Dichte oft fast die ganze Länge des Kerns einnehmen (Fig. 2). Van Wisselingh (10) betrachtet jedes dieser Körner als Homologon eines Nucleolus. Bei der Teilung verhalten sich die Kerne der Closterien nach van Wisselingh (10) wie die höherer Pflanzen. Aus dem Netzwerk {Closte- rium Ehrenbergii) bilden sich die Chromosomen zuerst als Fäden heraus. Diese Fäden kontrahieren sich und werden zu kurzen, dicken Chromo- somen. Ihre Zahl ist ziemlich groß, wohl über 60. Sie haben nicht alle gleiche Länge und Dicke. Besonders an den Seiten der ganz flachen, scheibenförmigen Kernplatte (Ähnhchkeit mit Cosmarium\) ragen ein- zelne längere Chromosomen in Form von Fäden heraus. Nach erfolgter Längsspaltung verklumpen die Teilhälften, stellen aber nachher durch Ausbildung von Anastomosen das Netzwerk her. Die Tochterkerne rücken nicht weit auseinander, sondern bleiben auch in fertigem Zustand noch in der Nähe der jungen Scheidewand. Erst mit zunehmender Erstarkung Archiv f. Zellforschung. XIII. 2 18 Hermann von Neuenstein der Zellen rücken sie langsam der Zellwand entlang auseinander, jeder in die Mitte der zugehörigen Zelle. Die Kernspindel ist cytoplasmatischen Ursprungs, hier aber des- halb nicht gut ausgebildet, weil die Tochterkerne ja ganz nahe zusanimen- üegen. Ihre Fasern sind sehr fein und dünn. Die einzelnen Nucleolen verteilen sich während der Kernteilung über die ganze Kernfläche. Manche verklumpen miteinander. Sie wer- den im Verlaufe der Teilung alle aus dem Kern hinausbefördert und lösen sich langsam im Plasma auf. In den Tochterkernen erscheinen die Nu- cleolen einzeln wieder. Die große und formenreiche Gruppe der Konjugaten ist in cytolo- gischer Hinsicht viel zu wenig erforscht, als daß unsre Kenntnisse vom Bau der ruhenden Kerne oder dem Modus ihrer Teilung einen Schluß auf etwaige verwandtschaftliche Verhältnisse zuließe. Die ganze Gruppe hat wohl vollständig «normal« gebaute Kerne wie die höheren Pflanzen. Nur Spirogyra macht eine große Ausnahme. Aber trotz dieser Abweichungen im Bau der Kerne finden wir wieder große Übereinstimmungen bei dem Verhalten der Kerne in den Zygoten. Und das ist meines Erachtens für die verwandtschaftlichen Beziehungen der FamiÜenglieder untereinander viel wichtiger als der vegetative Kernbau. Denn die Konjugation (eigent- lich handelt es sich hier um eine Kopulation) ist das systematisch wich- tigste Erkennungsmerkmal für die Konjugaten. Bei der Konjugation zeigen aber die Kerne aller unter obigem Namen zusammengefaßten Glie- der weitgehende Übereinstimmungen, weshalb ich das Verhalten der Kerne beim Geschlechtsprozeß für sich betrachten will. b) Verhalten der Kerne beim Geschlechtsprozeß. Auch hier war es wieder Spirogijra, an der die ersten Untersuchun- gen gemacht wurden. Bereits Schmitz (79) stellte fest, daß mit dem Zell- inhalt sich auch die beiden Kerne vereinigen bei der Konjugation. Die Vereinigung geht so vonstatten, daß die Kerne mit fortschreitender Kei- fung der Zygote einander näher rücken, bis sie zusammentreffen. Das kann oft erst nach Wochen geschehen (Klebahn, 88). Sie platten sich dann gegenseitig ab und verschmelzen zu einem Kern mit einem ein- zigen Nucleolus (Overton, 88). Vor der Verschmelzung lösen beide Kopu- lationskerne ihre Membran auf (Chemielewski, 98). Nach einer Ruhe- periode beginnt der Zygotenkern sich zu teilen; und zwar findet, wie übereinstimmend in allen neueren Arbeiten festgestellt wurde, eine Re- duktionsteilung statt. Den Prozeß der Tetradenteilung hat bereits Che- mielewski (90) beobachtet. Doch wußte man zu seiner Zeit noch nichts über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung füi- ihre Systematik. 19 von Rediiktionsteilung. Seine Angaben fanden daher nicht viel Glauben, zumal Tröndle (07) immer nur einen Kern in der Zygote von Spirogyra sehen konnte. Und doch hat Chemielewski bereits ganz richtig die Ent- stehung von vier Kernen in der Zygote beobachtet. Allerdings blieb ihm deren Bedeutung noch rätselhaft, zumal er eine folgende Verschmelzung von je zweien der Kerne oder aller miteinander zu einem einzigen zu sehen glaubte. Er deutete das als einen zweiten Befruchtungsvorgang und sagt wörtlich: »Bei den Ai'ten von Spirogijra sehen wir daher, daß die Befruchtung quasi zweimal sich vollzieht, erstens bei der Kernverschmel- zung der primären Kerne und zweitens bei Verschmelzung der sekun- dären. Die Verschmelzung der Kernelemente des mütterlichen und väterlichen Organismus vollzieht sich bei Verschmelzung der primären Kerne. Diese Verschmelzung müßte man für eine geschlechtliche halten, wenn nicht gleich nachher eine Vermehrung des verschmolzenen Kernes beginnen würde zwecks Hervorbringung zweier wieder verschmelzender sekundärer Kerne und zweier Richtungskerne. Die sekundären Kerne muß man gemäß einiger Hypothesen hauptsächhch für geschlechtliche halten, da ihre Entstehung durch Bildung von Richtungskörpern be- gleitet wird. Kurz und gut, in den Zygoten von Spirogyra stoßen wir auf Erscheinungen, welche unsre Vorstellungen von der Befruchtung verwirren. Und in der Tat, welche von den Kernverschmelzungen muß man für die geschlechtliche halten, die erste oder che zweite?« (angeführt nach Tröndle [11], S. 596). Wahrscheinlich infolge des ver- schiedenen Verhaltens -der einzelnen Species kam Tröndle (07) zu ab- weichenden Resultaten. Er deutete den einzigen Kern im jungen Keim- ling als den durch den Kopulationsprozeß entstandenen Zygotenkern. Denn eine Teilung des Verschmelzungskerns hatte er nie beobachtet. Später hat freilich Tröndle (11) diese Angaben selbst berichtigt. Er konnte dann ebenso wie Karsten (09) die CnEMiELEWSKische Angabe über die Entstehung von vier Kernen in der Zygote von Spirogyra be- stätigen. Die Tetradenteilung des Kerns verläuft nach ICarsten (09) in folgender Weise: Bei beginnender Teilung quillt der Nucleolus stark auf und entläßt helle Ballen in das Plasma, die sich oft an den Kernpolen ansammeln, aber nichts mit Centrosomen zu tun haben. Die übrige Masse des Nucleolus verdichtet sich zu einem Band, das sich in einem typischen Synapsisstadium in die Chromosomen zerlegt. Den Übergang zur nächst- folgenden Phase der Teilung konnte Karsten nicht beobachten. Er sah nur als Resultat die Bildung von 14 über den ganzen Kernraum verteilten Vierergruppen, die wohl nichts andi-es sind als 28 längsgespaltene, paar- weise zusammenliegende Chromosomen. Dieses Stadium entspricht der 9* 20 Hermann von Neuenstein Diakinese. Die Längsspaltung der Chromosomen wird wieder rückgängig gemacht. Die Doppelchromosomen dringen nach der Mitte der Kern- teihmgsfigur vor und bilden dort die Kernplatte, während gleichzeitig die Spindel erscheint. Sie ist ursprünglich mehrpolig, ^\ird aber bald durch parallele Verlagerung ihrer Fasern zweipolig. Charakteristisch ist die außerordentliche Länge der Spindelfasern. Sie erstrecken sich oft über den ganzen Zygotenraum, sodaß auch die Chromosomen nicht in einer Platte oder einem Ring auseinanderweichen, sondern in langen Zügen hintereinander. Jeder Tochterkern bekommt die HäKte der ur- sprünghch vorhandenen Chromosomenzahl, also 14. An ihnen wird nun wieder die Längsspaltung sichtbar. Während sie beginnen sich zusammen- zuballen, und während noch Reste der alten Spindel vorhanden sind, er- scheinen zwei neue Spindeln in einem Winkel von 90° zur alten. Bei der nun folgenden homöotypischen Teilung trennen sich die Längshälften der Chi'omosomen voneinander. Dadurch ist der vegetative Zustand wieder hergestellt. Wir haben als Resultat der zwei Teilungen vier Kerne mit je 14 Chromosomen in der Zygote. Was aus diesen vier Kernen weiter wird, das verfolgte Tröndle (11). Er sah drei von ihnen degenerieren, während der vierte allein erhalten blieb und zum Kern des Keimlings wurde. Damit ist der Verlauf der Reduktionsteilung in den Zygoten von Spirogyra einwandfrei festgestellt. Ich möchte aber noch einen abwei- chenden Modus der Reduktionsteilung erwähnen, den Tröndle (11) bei Spirogym longata und calosjjora sah. Da soU nämlich die eigenthche numerische Reduktion der Chromosomen nicht in der ersten Teilung er- folgen, sondern m der zweiten, der sonst homöotypischen. Bei Zygnema findet sofort nach erfolgter Kopulation auch eine Kern- verschmelzung statt. Dabei sah Ikeno (94) die beiden Kerne Anasto- mosen und Verbindungsfäden imtereinander herstellen, während Kurs- SANow (11) nichts davon sehen konnte. Vielmehr sollen sich auch hier die Kerne gegenseitig abplatten me bei Spirogyra und ihre Membran zuerst an der Stelle auflösen, wo die beiden Kerne sich berühren. Entsprechend dem früher Gesagten gehen die Chromosomen aus dem Netzwerk hervor, Synapsis und Diakinese, zwei für die Reduktions- teilung charakteristische Phasen, konnte Kurssanow beobachten. Nur sah er keine Längsteilung des Kernfadens im Stadium der Synapsis. Ebenso wenig gelang es ihm, eine Vereinigung von je zwei Chromosomen (die numerische Reduktion) direkt zu beobachten. Er zweifelt aber nicht daran, daß eine solche stattfindet. Denn von den ursprünghch vorhandenen 25 bis 28 Chromosomen rücken nur 12 oder 14 in die Äquatorialebene, über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 21 Nach erfolgter homöotypischer Teihmg erzeugen die Chi'omosomen Anasto- mosen untereinander und biklen sich so zum Netzwerk des Kerns um, entsprechend ihrer Entstehungsweise. Von den vorhandenen vier Kernen nimmt einer an Größe und Um- fang zu, die drei andern degenerieren. Sie werden zu den Ivleinkernen im Sinne von Klebahn (siehe Desmidiaceen). Nicht selten verschwin- den nur zwei Kerne und zwei bleiben als Großkerne zurück. Aus solchen Zygoten entsteht dann ein zweikerniger Keimling. Zweikernigkeit findet sich selbst in älteren Zygne7na-F äden nur selten und dann meistens als pathologischer Zustand, sodaß es interessant gewesen wäre, über das Schicksal der zweikernigen Keimünge etw^as zu erfahren. Über das Verhalten der Zygotenkerne von Mougeotia wissen wir so gut wie nichts. Kleb ahn (88) sah zwei Kerne nach der Kopulation, konnte aber deren Schicksal nicht verfolgen. Noch viel spärhcher lauten die Angaben über die Mesotäniaceen. Auch hier war es Klebahn (88), der in den jungen Sporen von Cylin- drocystis Brebissonii einen einzigen Kern sah mit zwei Nucleolen. Daraus schloß er, daß es sich hier um das Verschmelzungsprodukt zweier Kerne handelte. Aus der Zygote der Mesotäniaceen gehen vier KeiniHnge hervor. Folglich muß man annehmen, daß der Verschmelzungskern ebenfalls eine Tetradenteilung durchmacht, die — nach Analogie mit Zygnemaceen und Desmidiaceen — eine Reduktionsteilung sein wird. Dagegen gibt Klebahn (91) ausführlicher Bericht über die Kerne in den Zygoten der Desmidiaceen. Hier findet die Vereinigung der Zygotenkerne ganz kurz vor der Kei- mung statt, sodaß Klebahn (88) mit der Möghchkeit rechnete, daß die Kerne überhaupt nicht miteinander verschmelzen. Er konnte selbst in reifen Zygoten noch zwei getrennte Kerne sehen. Bereits de Bary hatte aber bei Staurastrum festgestellt, daß die Kerne beim Verschmelzen der beiden Zellen mehrmals in Berührung traten. 1891 sah dann Klebahn die Verschmelzung der Kerne in der Zygote von Closterium. Nach der Vereinigung beginnt der Kern sofort sich auf karyoki- netischem Wege zu teilen. Die Kernspindel zeichnet sich dabei aber nicht wie bei Spirogyra und Zygnema durch besondere Länge aus, sondern sie- wird im Gegenteil durch die beiden in der Mtte der Zygote zusammen- schließenden Chromatophoren von den Spindelpolen her fast zu einer Scheibe zusammengedrückt und in die Breite gequetscht, sodaß sie ringsum die Zygotenwand berührt. Auf die erste Mitose folgt eine 22. Hermann von Neuenstein zweite. Als Resultat haben ^Tir vier Kerne, in jeder Halbkugel zwei. Der eine ist jeweils größer als der andre. Klebahx bezeichnet ihn als Großkern, den andern als Kleinkern. Die Ivleinkerne verschwinden gleich nach dem Ausschlüpfen der KeimÜnge. Ob sie mit den Groß- kernen verschmelzen oder im Plasma aufgelöst werden, läßt Klebahn dahingestellt. Das erstere hält er für walu-scheinlicher. Denn bei Cosmarium, wo der Vorgang in der Zygote ziemlich der gleiche ist wie bei Clostenu7n, sah er den Kleinkern sich dem Großkern nähern. Bald darauf enthielt der Großkern einen viel größeren IS^ucleolus, was Klebahn als die Folge der Verschmelzung ansah. Bei Parthenosporen, die natürhch nur einen Keimhng haben, beobachtete Klebahn auch eine doppelte Mitose. Das Resultat waren dann vier Kerne, darunter aber nur ein Großkern. Er vermutete, daß auch hi?r die drei Kleinkerne mit dem Großkern verschmolzen seien. Dadurch bekäme der Kern des Keim- hngs — hier nur ein Keimling, nicht wie unter normalen Verhältnissen zwei — das Vierfache der normalen Chromosomenzahl. Die numerische Reduktion soll dann dadurch zustande kommen, daß einzelne Kern- segmente mit einander verschmelzen. Nach allem, was wir über die Be- fruchtung wissen, ist aber anzunehmen, daß keine Verschmelzung der vier Kerne stattfindet, sondern daß die überschüssigen Kerne, zu denen keine Zellen gebildet werden, die Ivleinkerne, degenerieren. Diese An- nahme ist umso mehr berechtigt, als die Degeneration der Ivleinkerne bei Sjnrogyra und Zygnema bereits beobachtet wurde. c) Systematisclie Bedeutung des Kerns. Überschauen wir die Resultate der cytologischen Forschungen über Konjugatenzygoten, so finden wir für diese Familie ein selir charakte- ristisches Verhalten der Kerne, das allerdings in Einzelheiten variiert, aber gerade dadurch eine Stufenleiter von einer Gruppe zur andern darstellt. Ganz verschieden verhalten sich che einzelnen Glieder der Konjugaten in bezug auf die Verschmelzung der Kerne. ]\Iit der Konjugation zweier Zellen ist eine Vereinigung ilu-er Kerne verbunden. Bei Zygnema folgen diese beiden Vorgänge unmittelbar aufeinander, wähi'end bei Spirogyra erst 3—4 Wochen — bei manchen noch später — nach erfolgter Kopu- lation auch die Kerne verschmelzen. Koch weiter gehen die D es midi a- ceen. Hier findet erst unmittelbar vor der Keimung die Kern Verschmel- zung statt. Wir haben mit andern Worten bei Zygyiema und Spirogyra eine Zygote mit einem cUploiden Kern, bei Des midi aceen ein Zygote mit zwei haploiden Kernen. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 23 Der junge Keimling, der nach einer Euheperiode aus der Zygote ausschlüpft, ist überall haploid. Es muß aber zwischen der Kernver- schmelzung und der Keimung einer Reduktionsteilung stattfinden. Wie die Erfahrung lehrt, vollzieht diese sich innerhalb der Zygote kurz vor der Keimung, und zwar bei allen Konjugaten mit einziger Ausnahme von Spirogyra in gleicher Weise. Zu den entstehenden vier Kernen werden bei den Mesotäniaceen auch vier Zellen gebildet, wir haben vier Keim- linge. Bei Desmidiaceen l)ildet die Zelle nur eine Querwand, es entstehen zwei Zellen, zwei Keinüinge. Jede dieser Zellen bekommt einen Kern, den Klebahn Großkern nannte. Die beiden andern Kerne, die Klein- kerne, degenerieren und lösen sich im Plasma auf. Bei Zygnemaceen endlich bleibt nur ein Kern von den vier durch die Reduktionsteilung entstehenden erhalten, die andern chei degenerieren. Aus der Zygote kommt nur ein Keimung hervor. Wie die Morphologie beweist, steht es außer allem Zweifel, daß die Mesotäniaceen auf einer primitiven Ent- wicklungsstufe stehen geblieben sind, während sich die Desmidiaceen und Zygnemaceen ungemein vielfältig und formenreich weiter entwickelten. Da aber auch die Zygnemaceen noch vier Kerne in der Zygote ausbilden, während jegliche Zellteilung dazu unterbleibt, wollte Kurs- SANOW das Entstehen dieser vier Kerne als Atavismus auffassen, als einen Rückschlag zum Mesotäniaceentypus. Das ist natürüch nicht angängig. Die Bildung von vier Kernen ist vielmehr einzig und allein eine Folge der durch den Geschlechtsprozeß notwendig gewor- denen Reduktionsteilung. Mit zunehmender Organisationshöhe wurde dann die Zahl der zu den vier Kernen abgeschnürten Zellen immer geringer, bis bei den Zygnemaceen die Teilung der Zygote überhaupt ganz unterblieb. Das Verhalten der Kerne bei der für die Konjugaten so sehr charakteristischen Kopulation zeigt also bei den drei Untergruppen der Konjugaten weitgehende, gesetzmäßige Übereinstimmungen. Cha- rakteristisch ist vor allem der Zeitpunkt, an dem die Reduktions- teilung einsetzt, nämlich unmittelbar vor der Keimung — das ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal gegenüber den Diatomeen — , die stark verlängerte Form der Kernspindel und das Degenerieren der über- flüssigen Kerne bei den Desmidiaceen und Zygnemaceen. Wir können somit nicht umhin, die unter dem Namen Conjugatae zusammengefaßten Organismen auch in cytologischer Hinsicht als nahe Verwandte zu be- trachten. Es ist deshalb kein Grund vorhanden, die Desmidiaceen aus dem ziemlich einheitlichen Gebäude der »Acontae« im Sinne von Oltmanns 24: Hermann von Neuenstein (Diatomeen freilich außer Betrachtung) herauszureißen und ihnen ganz isoUert ein Plätzchen am Schlüsse der verschiedenen )>Kontae(( anzu- weisen, wie es Lotsy in seiner botanischen Stammesgeschichte tut. II. Diatomeen. Wie schon die ersten Beobachter (Lüders [62], Schaarschmidt [83]) sahen, liegt der Kern der Diatomeen inmitten einer Plasmabrücke^ welche von einer Schalenmitte zur andern zieht. Er ist umgeben von einer deutlich sichtbaren Membran. Sein Chromatin ist in Form von Ivlümpchen im Netzwerk verteilt. BüTSCHLi (91) beschrieb für den ruhenden Kern von Surirella zum erstenmal ein Centrosom. Er fand es als Mittelpunkt einer Plasmastrah- lung in der Einbuchtung des nierenförmigen Kerns. Lauterborn (96) weist auf enge Beziehungen zwischen Kern und Centrosom hin. Beide bleiben beim Isolieren des Kerns durch Druck oder Zerzupfen der Zelle beisammen. Im ruhenden Zustand konnte er ebensowenig wie Karsten (00) Plasmastrahlungen sehen. Lalterborn deutet das Centrosom als »kinetisches Centrum, von dem beim Beginn der Kernteilung Wirkungen auf Kern und Plasma ausgehen, die morphologisch als Strahlungserschei- nungen um das Centrosom in Erscheinung treten« (S. 75). Die Kernteilung verläuft — soweit bis jetzt bekannt — bei fast allen Diatomeen gleich, und zwar in sehr charakteristischer und eigen- tümlicher Weise, die hier näher für SurireUa (Lauterborn, 96) geschil- dert werden soll. Eigentümhch ist sie deshalb, weil die Spindel außerhalb des Kerns angelegt wird und in fast fertigem Zustand durch die Membran in den Kern eindringt. Eigentümlich auch darum, weil die Kernspindel nicht, wie wir sonst annehmen, aus Cytoplasma gebildet wird, sondern nach Lauterborn durch Knospung aus dem Centrosom entsteht, nach I^^RSTEN (00), (12) durch Umbildung des Centrosoms selbst. Lauter- born hat ihr hier den Namen Centralspindel gegeben. Das ist umso mehr berechtigt, als sie auch in ihrer Form (garbenförmig) von einer ge- wöhnlichen Kernspindel abweicht. Das Centrosom verschwindet, bevor die Spindel ganz in den Kernraum eindringt. Lauterborn beobachtete aber an den beiden Polen der Spindel ein dunkles Kügelchen, welches seiner Ansicht nach später zu je einem neuen Centrosom wird. Karsten (00) dagegen läßt die neuen Centrosonien aus den Resten der Central- Spindel entstehen. Während der Teilung befindet sich der Kern nicht mehr in der Mitte der Zelle, sondern wird durch Plasmaströmungen an das breitere Zell- über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 25 ende geführt. Er zeigt oft dreieckige Form. Eine Ecke ist nach dem Centrosom hin gerichtet. Das betrachtet Lauterborn ebenfalls als eine Folge der vom Centrosom ausgehenden Ziigmrkung. Die Bildung der Chromosomen geht so vor sich, daß die Chro- matinkörner des Netzwerks sich zu perlschnurförmigen Fäden hinter- einanderreihen. Diese Fäden segmentieren sich in mehr oder weniger lange, schleifenförmige Abschnitte. Kurz vor ihrer Längsspaltung in der Äquatorialebene haben die Chromosomen U- oder C-förmige Gestalt und sind bedeutend dicker als ursprünglich. Die längsgeteilten Schenkel eines Chromosoms stellen im Querschnitt Vierergruppen dar. Das Aus- einanderweichen der Chromosomenhälften geschieht in ringförmiger An- ordnung um die Centralspindel. Nach dem Auseinanderweichen schnürt jeder Chromosomenring den zu ihm gehörigen Spindelpol von dem mitt- leren Teil der Centralspindel ab, und zwar dadurch, daß der Chromosomen- ring sich zu einer Scheibe vergrößert. Vermutüch werden dann die Fa- sern des mittleren Spindelteils in die polaren Spindelkörper einbezogen. Um diese Zeit liegen die Kerne wieder in der Mitte der Zelle. Sie kehren ihre größte Oberfläche, die Seite mit der Einbuchtung, in der sich auch das Centrosom befindet, der neuen Schale zu. Nachdem dann die Chromosomen sich aufgelöst haljen in ein Geflecht von Strängen und Chromatinkörnern, erfolgt eine weitere Drehung des Kerns um 90°, dieses- mal in entgegengesetzter Richtung. Dann ist der Ruhezustand wieder erreicht, der Kern kehrt seine größere Außenfläche der Breitseite der Zelle zu. Die Centralspindekeste werden wahrscheinlich in die beiden neuen Centrosomen aufgenommen, falls sie sich nicht überhaupt zu diesen umbilden. Die Vorgänge bei der Auxosporenbildung der Diatomeen hatte schon sehr früh die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich gelenkt. Kle- bahn (96) verfolgte das Verhalten der Kerne bei Rhopalodia gihha. Er beschreibt eine zweifache Kernteilung in jedem der beiden kopulierenden Individuen. Die dadurch entstandenen vier Kerne w^erden verteilt auf zwei durch eine Zellteilung aus jedem Individuum gebildete Gameten. Jeder enthält einen «Groß-« und einen »Kleinkern« (im selben Sinne wie bei den Konjugaten). In diesem Zustand verschmelzen die beiden Ga- meten mit den beiden andern. Die Großkerne vereinigen sich, die Klein- kerne degenerieren. Wir halben als Resultat zwei Zygoten mit je einem diploiden Kern. Bei Surirella saxonica entsteht nach Karsten (00) nur eine Zygote. In jedem Gameten wird nur ein Großkern, dagegen drei Kleinkerne ge- bildet. 26 Hermann von Neuenstein Die eigentliche Reduktionsteilung, welche mit der Gametenlnldung verknüpft ist, wurde erst 1912 von Karsten in einwandfreier Weise nach- gewiesen. Er sah die für die Reduktionsteilung charakteristischen Sta- dien der Synapsis und der Diakinese. Bei der Synapsis liegen die Kern- fäden auf der dem Centrosom abgekehrten Seite. Karstex glaubt das auf eine vom Centrosom ausgehende Ki-aft zurückführen zu müssen. Er zählte bei Surirella saxonica etwa 120 Chromosomen, die sich paarweise zusammenlegen und dadurch die numerische Reduktion bewii'ken. Denn er konnte nachher nur noch 64 bis 65 Doppelstäbchen wahrnehmen. Diese Stäbchen bilden, wie das auch Lauterborn beschrieb, einen Ring um die Centralspindel und stehen senkrecht auf der Oberfläche der Spindel. Auf diese erste Teilung folgt bald die homöotypische, deren Central- spindel nach Ivarsten (00) aus den Resten der ersten Spindel hervor- geht. Von den vier entstandenen Kernen mit haploider Chromosomen- zahl degenerieren bei Surirella di'ei. Nur einer bleuet zurück als Groß- kern und verschmilzt mit dem Großkern der kopulierenden Zelle, sodaß nach ganz kurzem Haploidstadium gleich wieder die 2 x Generation her- gestellt ist. Da wäre denn die notwendige Folge, daß wir unsere Auffassung über die Verwandtschaft der Diatomeen und Konjugalen, die Oltmanns zu begründen suchte, aufgeben. Den Diatomeen wäre auf Grund der di- ploiden Ts'atur ihrer Kerne eine höhere Stellung im System der Algen ein- zuräumen als den Konjugaten. Lotsy hat das schon durchgeführt. Er trennte die Diatomeen von den Konjugaten und stellte sie in die Nähe der Phäophyceen. Die auf den ersten Anbhck so viel Gemeinsames zeigende Kopulation bei den Konjugaten und Diatomeen ist im Grunde genommen bei beiden doch recht verschieden. Bei den Diatomeen wird die Gametenbildung durch eine Reduktionsteilung eingeleitet, wälu-end bei den Konjugaten einfach zwei Zellen im Zustand der Ruhe verschmelzen. Die Bildung von Groß- und Kleinkernen darf l)ei den beiden Fa- niiUen nicht als Zeichen einer Verwandtschaft gedeutet werden. Sie ist einzig und allein eine Folge der Reduktionsteilung, welche hier nur mit einer oder gar keiner Zellteilung verknüpft ist. Dadurch werden zwei oder drei Kerne überflüssig und müssen degenerieren. Da aber die Re- duktionsteilung bei beiden FamiUen auf ganz verschiedenen Entwick- lungsstufen eintritt, spricht das eher »gegen« als »für« eine Verwandt- schaft von Konjugaten und Diatomeen, ganz abgesehen von den vielen sonstigen Unterschieden. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ilu-e Systematik. 27 Allerdings haben wir auch Spirogyren kennen gelernt (calospora und longata), bei denen die numerische Reduktion der Chromosomnen erst in der zweiten Teilung, der sonst honiöotypischen, auftritt. Hier bestünde also der diploide Zustand schon etwas länger. Doch sind das nur Variationen innerhalb ein und derselben Gruppe, die man nicht etwa als Rückbildung des Diatomeentypus oder eine fortschreitende Entmcklung des Konjugatentypus betrachten darf. Wir halten also an unsrer Überzeugung fest, daß die Konjugation der Diatomeen und Konjugaten außer einer äußeren ÄhnUchkeit cytologisch kaum etwas Gemeinsames hat. Ebensowenig kann man Parallele ziehen zwischen den Konjugaten und Diatomeen auf Grund des Baues der Kerne in vegetativen Zellen. Man denke nur an das Centrosom und die sonderbare Centralspindel der Dia- tomeen und deren Einfluß auf die ganze Kernteilung; anderseits an die normal gebauten und normal sich teilenden Kerne der Desmidiaceen. Der Bau der Kerne in vegetativen Diatomeenzellen zeigt eher Anklänge an manche niedere Organismen (Centralspindel, Centrosom mit Plasma- strahlung). Wir wissen heute weniger denn je, wo wir die Diatomeen im System unterbringen sollen. Die Cytologie bedingt ihre Trennung von den Kon- jugaten. Vielleicht ist es doch nicht so ganz von der Hand zu weisen, wenn wir die Diatomeen mit Lotsy den Phäophyceen näher bringen. Das Vorhandensein des Centrosoms bei beiden Gruppen spräche dafür neben dem braunen Farbstoff. Doch scheinen die Centrosomen bei Phäo- phyceen und Diatomeen ganz verschiedene Funktionen zu haben. Bei den Phäophyceen sind sie ledigHch kinetische Centren, die nur indirekt die Spindelbildung beeinflussen, während bei den Diatomeen die Spindel direkt in genetischem Zusammenhang steht mit dem Centrosom, mag man nun annehmen, daß das Centrosom selbst sich in die Centralspindel umbildet, oder daß die Spindel durch Teilung aus dem Centrosom ent- steht. Immerhin reichen die Analogien in beiden Familien doch nicht so weit, daß man ernstlich an einen Zusammenschluß der Phäophyceen und Diatomeen denken könnte. Die morphologischen Unterschiede sind zu groß. Näheres darüber gebe ich bei der Besprechung der Phäo- phyceen (IX). Mit einer Familie, welche nach den neuesten Untersuchungen von Klebs (12) als Übergang zwischen Flagellaten und Algen in Betracht kommt, werden die Diatomeen auch vielfach in Beziehung gebracht, mit den Peridineen. Besonders Schutt begründet diese Zusammengehörig- keit mit der bei beiden Famihen vorkonmienden Zweischaligkeit. 28 Hermann von Neuenstein Eine Zeitlang glaubte man noch andere tiefgreifende Ähnlichkeiten entdeckt zu haben, als Zederbauer (04) und Entz (07) Kopulationsvor- o-äno-e bei Peridineen beobachtet haben wollten. Doch betrachtet man heute den Nachweis einer Sexualität bei Peridineen als noch nicht erbracht. Eine Form mit Kieselskelett, Monaster, könnte eventuell als Über- gang zwischen Peridineen und Diatomeen in Betracht kommen. Es wäre vielleicht nicht aussichtslos, auch einmal die Cytologie der beiden Gruppen einer vergleichenden Betrachtung zu unterziehen. Dieser Betrachtung will ich zur Orientierung eine Literaturübersicht über die Peridineenkerne vorausschicken. III. Peridineen. Über die Peridineen, die wie die Diatomeen Schmerzenskinder der Systematiker sind, liegen besonders aus neuerer Zeit eingehende cyto- logische Untersuchungen vor. »Der Zellkern der Peridineen stellt ein sehr charakteristisches Ge- bilde vor, das sich von dem gleichen Organ andrer niederer Organismen- gruppen deutlich unterscheidet. Allerdings bestehen auch heute noch große Gegensätze in der Auffassung über den eigentlichen Bau des Zell- kerns«. Diese Worte stellt Klebs (12) S. 416 dem Kapitel über Kerne voran. Die Kerne der allermeisten Peridineen sind aus parallel verlaufen- den Fäden zusammengesetzt. So wurden sie schon von den ersten Be- obachtern beschrieben: Allmann (55) und Pouchet (83). Klebs (83, 84) sah noch eine feine Querrunzelung der Kernfäden. Bei Behandlung mit Wasser zerfielen sie in bakterienähnliche Stäbchen. Bütschli (84), Lau- terborn (95) und Borgert (10) nahmen Anastomosen zwischen den ein- zelnen Fäden wahr. Die Kerne hatten dadurch das Aussehen eines Netz- werks. Bütschli und Lauterborn deuten die Fäden und die Anasto- mosen als Wände eines Wabenwerks. Ihnen schließen sich Jollos (10) und Entz (07) an. Schutt (96) dagegen und Dogiel (06) fassen die parallelen Kern- fäden als Köhren auf. Bisweilen sahen sie zwei dieser Fäden ineinander- geschachtelt. Klebs (12) beschreibt Formen mit fädigem und solche mit körnigem Kernbau. Die Fäden sind bereits im Leben zu erkennen, noch besser natürlich an fixiertem Material. Zumeist sind sie zu einem dichten Knäuel verschlungen. Die Kerne, die sich Klebs als körnig gebaut zeigten, sieht er nur als Modifikationen des Fadentypus an: »Alle diese Variationen würden sich am einfachsten verstehen lassen, wenn man von der An- über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 29 schauung ausgeht, daß überall die Chromatinmasse fadenförmig ist, daß aber die Fäden bald dicker, bald dünner, bald lockerer, bald enger mit- einander verschlungen sind« (S. 421). Weder Klebs (12) noch die meisten früheren Forscher konnten an Peridineenkernen eine Membran sehen. Jollos (10) wollte zwar an Gym- nodinium fucorum im Leben ein Häutchen um den Kern bemerkt haben, doch war ein solches nach der Fixierung und Färbung, wo es doch schärfer hervortreten sollte, nicht zu sehen. Dagegen beschreibt Dogiel (06) für zwei Formen eine Membran um den Kern; für Gijmnodinium spimle und Pouchetia armata. Nucleolen kommen ebenfalls nicht bei allen Peridineen vor. Den fädig gebauten Kernen sollen sie nach Klebs (12) zumeist abgehen. Die feinkörnig gebauten Kerne weisen dagegen fast immer Nucleolen in Ein- oder Mehrzahl auf. Diese können oft buckelartig über die Peripherie des Kerns hervorragen, wie von Lauterborn (95), Borgert (10) und Klebs (12) beschrieben wurde. Solche Nucleolen liegen dann ))in besondern Taschen, die nach außen nicht von Kernsubstanz bedeckt sind« (Klebs [12], S. 420). Durch Druck kann man die Nucleolen aus dem Kern heraus- pressen. All ihrer Stelle bleibt dann ein scharf umschriebener, heller Fleck im Kern zurück. ^ Jollos (10) mißt den Nucleolen einiger Peridineen ganz besondre Bedeutung bei. So soll nach ihm der Nucleolus von Gymnodinium die Funktion eines Karyosoms besitzen. Das Wort Karyosom wird hier allerdings in etwas freier Weise gebraucht. Hartmann (10) versteht unter Karyosom eine homogene Kugel, in der alle Kernsubstanz: Chro- matin und Plastin (Nucleolarsubstanz) vereinigt ist. So ein Karyosom ist nach demselben Autor gegen das Plasma durch einen hellen Ring, die Kernsaftzone (Außenkern) abgegrenzt. Schlechthin spricht man von einem bläschenförmigen Kern. Was aber Jollos bei Gymnodinium unter einem Karyosom versteht, deckt sich keineswegs mit dieser Definition. Denn der Außenkern von Gymnodinium enthält das Chromatin in Form eines feinen Wabenwerks mit zahlreichen Chromatinkörnchen. Der Nu- cleolus ist sogar im Gegensatz zu Karyosomen chromatinarm, unterscheidet sich aber von einem normalen Nucleolus durch das Vorhandensein einer Membran und eines Centriols. Letzteres konnte Jollos allerdings zu- meist nur während der Teilung beobachten. Da sich der Nucleolus bei der Teilung nicht auflöst, sich vielmehr nach der Art der Nucleolen der Siphonocladiales und Siphonales teilt, und weil Jollos in ihm ein Centriol gesehen haben wollte, deshalb taufte er ihn «Karyosom«, ob- wohl man darunter, wie ich eben zeigte, etwas ganz andres versteht. 30 Hermann von Neuenstein Für einen typischen Karyosomkern ist charakteristisch, daß sich das cigenthchc Karyosom (sonst Nucleolus) zuerst teilt. Auch das trifft bei Gijmnodiniuni nicht zu. Vielmehr schnürt sich nach vorhergegangener Teilung des Centriols zuerst der Außenkern durch, wobei die aus ihm hervorgegangenen Clii'omosomen quergeteilt werden. Dann erst teilt sich der Nucleolus und bildet noch lange die Verbindung zwischen den beiden Kernhälften. Die Hälften des Centriols bleiben ebenfalls verbunden durch eine sogenannte Centrodesmose. Senn(II) beschreibt auch für Oxyrrhis marina einen Karyosomkern, aber ohne Centriole. Er mißt allerdings dem Karoysom lange nicht die Bedeutung bei, die ihm Jollos zu- spricht. Denn auch bei Oxyrrhis teilt sich der (hier chromatinarme) Außenkern zuerst und nachher erst das Karyosom. Man kann demnach dem Karyosom keineswegs eine kinetische Rolle bei der Kernteilung zuschreiben. Spindelbildung konnte weder Jollos noch sonst einer der Peri- dineenforscher beobachten. Allerdings sah Jollos an »kleinen Schwär- mern«, die er für eine Entwicklungsstufe von Oymnodinium hielt, eine Spindel, die aber nur kurzen Bestand hatte und aus dem Karyosom her- vorgegangen sein sollte. Es ist aber mehr als fraglich, ob diese kleinen Schwärmer wirklich Entwicklungsstufen von Gymnodinium waren und nicht Bodo ähnUche Flagellaten. Jollos faßt die Peridineen auf Grund ihrer Cytologie systematisch zusammen. Wegen des »Karyosomkerns « betrachtet er Oymnodinium als am niedrigsten stehend unter den Peridineen. Ihm folgte nach oben Ceratium. Dort sind die Kernkörperchen bereits echte Nucleolen. Da- neben soll jedoch im Kern immer noch ein Centriol vorhanden sein, das Jollos aber nur schwer und selten nachweisen konnte. Wie bei Gymno- dinium werden aber auch hier noch keine eigentlichen Chromosomen ausgebildet, sondern die bereits im ruhenden Zustand sichtbaren Fäden, die nicht einmal in konstanter Zahl auftreten sollen, werden einfach quer- geteilt. Als am höchsten entwickelte Peridinee faßt Jollos Gonyaulax auf. Dort werden regelrechte Chromosomen ausgebildet und diese längs- gespalten. Zweifellos stimmt diese Reihenfolge, Wenn man auch über das »Karyosom« von Gymnodiniimi streiten kann, so ist doch so viel sicher, daß Gymnodinium den primitivsten Kernbau von den uns be- kannten Peridineen aufweist. Von ihm führen alle möglichen Übergänge bis zu dem »normal« gebauten Kern von Gonyaulax. Die in bezug auf den Kernbau festgestellte progressive Entwicklung äußert sich aber auch in morphologischer Hinsicht, sodaß hier die Cytologie einen für syste- matische Zwecke nicht zu unterschätzenden Faktor bedeutet. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutiuig für ihi-e Systematik. 31 Im allgemeinen gilt als Kegel bei den Peridineen, daß die Chromo- somen quer gespalten werden (Lauterborn [95], Borgert [10], Jollos [10]). Deshalb spricht auch Lauterborn nicht von einer Mitose, sondern von einer Art Übergang zwischen Mitose und Amitose. Borgert (10) beobachtete aber neben der Querteilung der Chromosomen noch eine Längsspaltung. Jollos (10) konnte davon an demselben Objekte nichts wahrnehmen. Die Längsspaltung wird nach Borgert (12) bei Cer. tripos bereits im Knäuelstadium sichtbar und bleibt während der Querteilung der Chro- mosomen in der Äquatorialplatte erhalten. Erst beim Auseinanderweichen der Chromosomen trennen sich auch deren Längshälften von einander. Wir haben also die doppelte Chromosomenzahl in den Tochterkernen. Es müßte auf jede indirekte Kernteilung auch wieder eine Reduktion folgen. Diese soll nach Borgert durch direkte Teilungen bewerksteUigt werden. Die direkten Teilungen unterscheiden sich von den Mitosen dadurch, daß keine Spaltung der Chromosomen eintritt. Die Chromo- somenmasse wird bei der Durchschnürung des Kerns gleichsam in zwei Portionen zerlegt, von denen je eine einem Tochterkern zufällt. Jeder Tochterkern bekommt darnach nur noch die hallte Anzahl der mütter- lichen Clu'omosomen. Nach dieser Auffassung von Borgert wäre eigentlich das notwen- dige Postulat, daß auf jede Karyokinese unmittelbar eine Amitose folgte, die den haploiden Zustand wiederherstellte. Amitosen sind aber nach Borgerts eigenen Angaben ungleich spärlicher zu beobachten, als indi- rekte Kernteilungen. Sie w^urden in diesem Sinne bisher überhaupt nur bei Cer. tipos beobachtet. Nun gibt aber neben Borgert auch Jollos eine ganz bedeutende Schwankung in der Chromosomenzahl der Peri- dineenkerne an. Demnach wäre es schon möglich, daß gelegentlich In- dividuen mit diploiden Kernen neben solchen mit haploiden Kernen vor- kommen. Deshalb kann man Borgert (12) nicht widersprechen, wenn er die direkte Kernteilung als ein »regulatorisches Mittel« betrachtet, das dem übermäßigen Anwachsen der Chi'omosomenzahl entgegenwirkt. Immerhin hätten wir, wenn die Beobachtungen von Borgert sich be- stätigten, bei den Peridineen ein eigentünüiches Verhalten der Chromo- somen, das im Hinblick auf die sonst geltende Zahlenkonstanz der Chro- mosomen etwas unwahrscheinlich khngt. Borgert vergleicht die Chro- mosomen von Cer. tripos mit denen gewisser tripylen Radiolarien, bei denen er ähnliche Verhältnisse gefunden hatte. Wenn Borgert nicht ausdrücklich betonte und in einer weiteren Arbeit (12) bestätigte, er habe eine Längsspaltung der Chromosomen 32 Hermann von Neuenstein neben der Querspaltimg gesehen, könnte man annehmen, daß nur eine Vereinigung von je zwei Cliromosomen in der Prophase stattgefunden habe. Tatsächhch sind auch die Gründe, die Borgert (10) gegen ein Zu- sammenlegen von Chromosomen anführt, nicht stichhaltig. Er meint, man müßte dann eine Auflockerung der Kernmasse wahi'nehmen können. Ob das aber so gut zu sehen wäre, wie es Borgert wünscht, glaube ich nicht. Wo etwa 200 Chromosomen auf einen relativ kleinen Raum zu- sammengedrängt sind, wird kaum eine Auflockerung zu sehen sein, wenn nur ihre Zahl, nicht aber ihre Masse auf die Hälfte reduziert wird. Wie schon erwähnt, konnte aber Jollos weder von einer Längs- spaltung, noch von einer Vereinigung von Chromosomen bei Ceratium fusus etwas sehen. Doch heße sich für die BoRGERTSche Auffassung noch das anführen, daß vielleicht die Chromosomen nicht längsspalten oder einzelne Chromosomen sich zusammenlegen, sondern daß jedes Chromo- som aus zwei Stäbchen zusammengesetzt ist. Um die Chromosomen- masse dann gleichmäßig auf die Tochterkerne zu verteilen, werden die Stäbchen nicht auseinandergerissen, sondern jedes Cliromosom quer- geteilt. Abgesehen von diesem, uns noch nicht klaren Verhalten der Chromosomen, bleiben noch genug EigentümHchkeiten, die gerade die Pericüneen ])ei ihrer Teilung zeigen. Die Kernteilung ist so charakte- ristisch für diese Famihe, daß Senn (11) auf Grund ähnhchen Ver- haltens von Oxyrrhis bei der Teilung, diese von den Flagellaten trennte und zu den Peridineen stellte. Jeder Peridineenkern fällt selbst in der Ruhe durch seinen Reichtum an Chi'omatin, durch die fadenförmige Anordnung des Chromatins und das Fehlen einer Membran auf. Die Querteilung der Chromosomen und das Fehlen einer Kernspindel bei der Teilung sind ebenfalls so bezeich- nend, daß es schwer wird, die Peridineen mit einer andern Gruppe, seien das nun niedriger oder höher stehende Organismen, cytologisch in Be- ziehung zu bringen. Zweifelsohne haben sie viele Anklänge an niedere Organismen, Fla- gellaten hauptsächhch. Klebs (12) sucht ihren Ursprung in den Crypto- monadinen, eventuell auch Chiysomonaden. Hier ist die Arbeit von Jollos insofern von Interesse, als ja Jollos ein Karyosom zu sehen glaubte mit Centriol, was eine Verwandtschaft der Peridineen mit Flagellaten wahr- scheinlicher machte als mit Algen. Allerdings sind diese Angaben von Jollos noch keineswegs bestätigt. Inwiefern die Cytologie die Annahme von Klebs (12) rechtfertigt, die Phyto diniaceen, eine bereits algenähnhche Famihe, an Peridineen, und zwar Hyynodinium, anzuschheßen, ist jetzt noch nicht zu entscheiden. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 33 Am meisten werden die Peridineen noch mit den Diatomeen in Pa- rallele gestellt. Es ist aber ein Ding der Unmöglichkeit, auf Grund der Cytologie irgend welche Analogien nachzuweisen. Leider sind mir keine cytologischen Untersuchungen über Monaster bekannt. AVie ich aber schon bei Besprechung der Diatomeen erwähnte, wäre Monaster wegen seiner Kieselschale vielleicht geeignet, einen Übergang zwischen den bei- den Gruppen zu bilden. Für die Diatomeen ist das Centrosom und die Centralspindel ungemein charakteristisch. Von beiden scheint bei Peri- dineen nichts vorhanden zu sein. Das von Jollos beschriebene Centriol hat natürlich — schon seiner Lage im Kern nach — mit dem Centrosom der Diatomeen nichts gemeinsam. Jedenfalls steht der Vorgang der Kernteilung bei den Peridineen ein- zig da und ist keineswegs mit dem der Diatomeen in Beziehung zu brin- gen. Das möge auch die Querteilung der Chromosomen und das Fehlen der Kernmembran bei den Peridineen illustrieren. IV. Heterocontae. Aus der großen Gruppe der Grünalgen schält Oltmanns eine Fa- miUe heraus, deren Schwärmsporen zwei ungleich lange Cilien haben, die Heterocontae. Oft kommt nur eine Cilie vor, niemals aber zwei gleich lange. Unter »Heterocontae« fassen wir in bezug auf Kerne sehr hetero- gene Arten zusammen. Conferva, der Hauptvertreter der Gattung, ist einkernig. Eine Reihe ancher Vertreter weist mehrere Kerne in einer Zelle auf. Das gilt insbesondre für Opliiocytium und Botrydium. OpMo- cytium stellt Oltmanns wegen des Membranbaues, Botrydium wegen der Ähnlichkeit der Schwärmsporen zu Conferva. Zweifellos haben Ophio- eytiuni und Conferva in ihrem vegetativen Aufbau große Ähnlichkeiten. Die Vielkernigkeit von Ophiocytium ist allein kein Grund, es von Con- ferva zu trennen. Beide stammen nach Lotsy wahrscheinlich von einer einkernigen Form ab, der CMoramoela. Folgt auf jede Kernteilung dieser Flagellate eine Zellteilung und bleiljen die einzelnen Zellen in fadenför- migen Verljänden beisammen, so entstehen Conferva ähnliche Gebilde. Unterbleibt die Zellteilung, so entstehen vielkernige Lidividuen wie Ophio- cytium. Da für Conferven auch Formen mit zwei Kernen beschrieben werden, z. B. Binuclearia, wäre diese Annahme Lotsys nicht von der Hand zu weisen. Jedenfalls ist die Zahl der Zellkerne hier für die Syste- matik nicht allein maßgebend. Ophiocijtiiim stellt kein Mensch zu den Siphoneen, sondern man betrachtet es als eine Verw^andte von Conferva, Archiv f. Zellforschung. XIII. 3 34 Hermann von Neuenstein obwohl nicht emmal Schwärnisporen, sondern nur Aplanosporen be- kannt sind. Dagegen ist die Zugehörigkeit von Botrydmm zu den Con- fervales mehr als zweifelhaft, Boinjäium ist bei den Siphonales immer noch besser untergebracht als bei den Confervales. Unsere cytologischen Kenntnisse von Heteroconten sind zu gering, als daß wir an sie Betrach- tungen über Verwandtschaften anschließen könnten. Schmitz (79) und Wille (87) begnügten sich damit, die Zellkerne überhaupt nachzuweisen. Auch ich bescliränkte mich darauf, meine Färbe- und Fixierungs- methoden an Conferva zu erproben. Ich habe den Einckuck, daß es sich hier um einen primitiven, bläschenförmigen Kern handelt. Es ist gar nicht einfach, in den mit Cliromatophoren und fetten Ölen vollgepfropften Zellen der meist kleinzelligen Conferven überhaupt einen Kern zu sehen. Größere Formen von Conferva, die sich allein für cytologische Untersuchun- gen eigneten, standen mir nicht zur Verfügung. Auch Teilungen sah ich nicht, und nur an diesen könnte man eventuell Einblick bekommen in die Zusammensetzung des Kerns. Dagegen beobachtete ich des öfteren Conferva-Zelhii mit zwei Kernen. Diese traten aber nur in besonders großen Zellen auf, die w^ohl auch an Alter die andern Zellen übertroffen haben. Das ist aber keine besondere Erscheinung, daß ältere Zellen zwei- kernig sind. Wir kennen noch mehr solche Fälle unter den Algen: Chroo- lepus, Calliiliamnion. Für rasche Orientierungen kann ich die Chloralhych'atmethode empfehlen. Man legt die Fäden nach erfolgter Färbung (Heidenhain) in eine Lö- sung von fünf Teilen Chloral in einem Teil Wasser. Dadurch verquillt der Zellinhalt und auch die Chromatophoren zerfließen, sodaß man den Kern in der Mitte der Zelle verhältnismäßig recht klar zu sehen bekommt. V. Ulothrichales. 1. Ulothrichaceen. Über den Bau der Kerne bei den Ulothrichaceen wissen wir wenig. Strasburger (76, 78) und Schmitz (79) erwähnen wohl das Vorkommen eines Zellkerns in jeder Zelle von Ulothrix und Ulva, machen aber keinerlei Angaben über dessen Bau. Nach einer kurzen Mitteilung von Haase (10) hat die Kernteilungsfigur von Ulothrix suUilis hanteiförmige Ge- stalt, ähnlich der, wie sie uns später noch begegnen wird bei den Siphono- cladiales und Siphonales. Microspora. Oltmanns bespricht mit Ulothrix noch einige unsichere Gattungen wie Microspora und Hormidium. In bezug auf deren Cytologie finde ich über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 35 nur eine Angabe bei Wille (87) über nConferva amoena^( {Microspora anioena). »In der Mitte der Zelle fand sich, an einem Protoplasmafaden hängend, ein ziemlich großer, linsenförmiger, zuweilen beinahe runder Zellkern, dessen Längsachse wie bei Spirogyra lotrecht gegen die des Fadens gestellt war« (S. 439). Ein Kernkörperchen war sichtbar. Das Kernkörperchen spielt nach Wille bei der Teilung eine wichtige Rolle. Es nimmt bedeutend an Größe zu und schnürt sich dann in der Mitte durch. Haben die beiden Hälften den nötigen Abstand voneinander, so sammeln sie die übrige Kernsubstanz um sich und bilden mit ihr zu- sammen die Tochterkerne. Wille spricht ihnen also die Bedeutung von «Attraktionscentra« zu. Die Tochterkerne hängen schließlich noch an einem Faden zusammen, der aus dem Plasma besteht, das die Kerne ursprünglich umgab. Die durch Einschnürung gebildeten neuen Kerne »liegen nicht mehr in der Richtung der Längsachse des Fadens, sondern zuweilen in einer schiefen Stellung zu derselben« (S. 441). In verschiedenen Ortschaften der Umgebung von Heidelberg tritt die Microspora amoena ziemlich häufig in Brunnentrögen mit ständig fheßendem Wasser auf. Sie erscheint in größeren Mengen erst Mitte Juli und bleibt dann bis zum Eintritt von Frösten. Man erkennt sie schon makroskopisch an ihrer schmutzig braungrünen Farbe. Nur in der Jugend sind die Fäden frischgrün. In ihrer Gesellschaft finden sich zumeist Diatomeen, die 1)isweilen so reichlich auf den Fäden selbst wachsen, daß these gänzlich braun er- schienen. Daneben kommt TJlothrix, Spirogyra und besonders Conferva (und Hormidium) vor, je nach dem Standort des Brunnens. Zum Fixieren der Microspora benutzte ich mit Vorliebe 2% Clirom- säure. Meist wurde das Material direkt an Ort und Stelle fixiert, und zwar zu allen Tages- und Nachtzeiten. Chromsäure eignet sich für diese Alge deswegen sehr gut, weil durch sie der Chromatophor ganz entfärbt wird und nachher bei der Betrachtung der Kerne nicht mehr so sehr stört, als wenn er durch die Osmiumsäure der FLEMMiNGschen Fixierungs- flüssigkeit noch dunkler wird, als er schon im Leihen war. Meistens unter- suchte ich fixiertes Material, versäumte aber auch nicht, zum Vergleich lebende Zellen heranzuziehen. Die Zellen der mir vorliegenden Fäden von Microspora amoena maßen im Durchschnitt in der Länge 31/<, in der Breite 24 /<; die Kerne 37|«. Das Volumen der Kernmasse nimmt also -rz7 der o-anzen Zellmasse ein 45 ^ (ZeUe als CyHnder nach der Formel: ZV = Tcr'^h, Kern als Kugel nach: 3* 36 Hermann von Neuenstein j^ 7 =_7f>-3 berechnet). Ich muß aber bemerken, daß die Zahlen auch ö von solchen Zellen genommen wurden, welche kurz vor dei- Teilung standen und l)ereits beträchtlich größer waren als ihre ruhenden Schwester- zellen. Im Verhältnis ändert das aber nichts, da vor der Teilung auch der Kern entsprechend größer wird. Jedenfalls woUen wir hier im An- schluß an die Zahlen schon feststellen, daß der Kern von Microspora amoena einen ganz bedeutenden Bruchteil des Zellvolumens einnimmt. Der Kern von Microspora liegt in der Mitte der Zelle in einer Plasma- masse, welche sich bandförmig zwischen den beiden Längswänden der Zelle ausbreitet und in zarte Fäden ausgesponnen ist, welche den Kern im Zellraum befestigen. Der Kern zeigt sich meist in rechteckiger Ge- stalt. Daneben beobachtete ich Textfig. 3. aber auch oft eine etwas zartere Form mit hnsenförmigem Zell- kern. Die Längsachse des Kerns fällt mit der Querachse der Zelle zusammen. Der Kern ist umgeben von einer ziemlich derben Membran. In seinem Innern findet sich ein im Leben stark lichtbrechender, im fixierten Zustand energisch Farbstoffe aufnehmender Nucleo- Auf einen im Durchschnitt 7,3 ji langen Kern kam ein Nucleolus von 2,3 /.i Durchmesser. Das Netzwerk des Kerns besteht aus einem Geflecht sehr zarter Fäden, in deren Knotenpunkten Chromatinkörnchen hegen von nicht konstanter Größe, aber scharf umrissener Form (Fig. 3). Vor der Teilung nimmt der Kern bedeutend an Größe zu und wd kugelrund. Noch schärfer als vorher heben sich die Chromatinkörnchen von dem zarten Netzwerk ab. Die einzehien Körner sind bedeutend größer als vorher, dafür weniger zahkeich. Daraus schließe ich, daß von den kleineren Körnchen sich jeweils einige zusammenlegen und ein größe- res bilden. Da ich nie einen Kernfaden beobachten konnte, werde ich nicht fehlgehen, wenn ich annehme, daß die Chromosomen direkt durch Verschmelzung von einzelnen Chromatinkörnchen gebildet werden. Diese Chromosomen in Körnerform wandern nach der Mitte der ZeUe auf den Nucleolus zu. Eines nach dem andern dringt vermutUch in den Nucleolus ein, sodaß nach diesem Prozeß der Nucleolus intensiv gefärbt, das Netz- Microspora amoena. Kern und Zelle kurz vor der Teilung. Vergr. 1532. lus von relativ bedeutender Größe. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 37 werk des Kerns dagegen nur noch wie ein heller Hof um den Nucleolus erscheint (Fig. 4 und 5). Nach Analogie mit andern Objekten muß ich annehmen, daß die Chromosomen den Nucleolus wieder verlassen, nach- dem sie Substanzen, vermutlich Chromatin, aus ihm aufgenommen haben. Tatsächlich zeigt auch der Nucleolus nicht mehr seine fridierc Färbbar- keit, sieht vielmehr aus wie ein mit Flüssigkeit angefülltes Bläschen. Was dann aus ihm wird, weiß ich nicht anzugeben. Ich habe ihn einmal Textfig. 4. Textfig. 5. Microspora amoena. Die Chromosomen ziehen sich auf den Nucleolus zurück. Veigr. 1532. am Eande des Kerns beobachtet, schon halb ins Zellplasma hinausragend (Fig. 6), sodaß die Vermutung nahe liegt, er würde ausgestoßen. Ander- seits könnte man ihn in Zusammenhang bringen mit der Spindelbildung. Denn diese tritt gerade dann auf, wenn der Nucleolus verschwindet. Um diese Zeit beginnt die Kernwand dünner zu werden. Sie löst sich aber vorerst nur an den Polen auf und bleibt zu beiden Seiten noch deut- lich erhalten. Dann erscheint die Kernspindel, die in der Mehrzahl der Fälle nur sehr schwer zu sehen ist (Fig. 7 und 8). Alle diese Stadien ver- laufen überhaupt sehr rasch. Denn von den vielen Hunderten von Kern- teilungen, die ich bei Microspora sah, fand ich kaum 10 Spindelstadien, 38 Hermann von Neuenstein Textfig. 6. sodaß auch die Frage nach der Herkunft der Spindel unentschieden bleiben muß. Die Chromosomen werden in der Äquatorialebene geteilt. Ob Längs- oder Querspaltung erfolgt, ist hier gleichgültig. Denn die Chromosomen haben nicht Stäbchenform, son- dern sind würfelförmige, kleine, meist isocüametrische Klötzchen. Ich zählte deren 8—10. Keines- ^ -s— 1^ wegs sind es mehr als 12. '^^j 1^1 Zur Zeit des Auseinander- ^Yeichens der Clu'omosomen ist die Kernspindel am schönsten zu sehen (Fig. 8). Sie ist tonnen- förmig. Die seitlichen Begren- zungsfasern sind sehr stark aus- gebildet; vielleicht sind das sogar noch die alten Membranreste. Die Bilder erinnerten mich immer an den »Verbindungsschlauch«, den Strasburger 1888 für Spirogyra be- schrieb. Die Chromosomen verklumpen in der Telophase; zunächst nur ein- zelne, dann diese wieder zu größeren Körnern (Fig. 9, 10, 11), sodaß ich Microspora umoeiia. Äquatorialplattenstadium. An der Peripherie des Kerns ein nucleolusartiger Körper. Vergr. 1532. Textfig. 7. Microspora umoena. Spindelstadium. Chromosomen kurz nach der Teilung in der Äquatorialplatte. Vergr. 1532. ursprünglich geneigt war, anzunehmen, der Nucleolus verdanke diesem Prozeß seine Entstehung. Da jedoch die Chromosomen sicher aus dem Netzwerk des Kerns stammten, so war es miwahrscheinhch, daß aus ihnen der Nucleolus hervorgehen sollte. Der Nucleolus erscheint bereits auf einem sehr frühen Stadium, wenn die Kernwand erst als äußerst feines, über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 39 Textfig. 8. Microspora amoena. Spindelstadium. Beaclitenswert ist die Richtung der Kernspindel. Yergr. 1532. eben sichtbares Häutchen angelegt wird. Niemals sah ich einen Nucleolus auftreten, so lange noch mehrere Chromosomenpäckchen da waren. Ich Textfig. 9. Microspora amoena. Wiederherstellung der Tochterkerne. Die Kernmembran erscheint. Erste Anfänge der Zellwandbildung. Vergr. 1532. Textfig. 10. kann mir das alles nur so erklären, daß die Chromosomen verklumpen, um an den jungen Nucleolus, den man in dem stark gefärbten Cliromosomen- haufen nicht sehen kann, ihr Chromatin abzugeben und nachher sich wieder auflösen in einzelne Körnchen, die Chro- matinkörnchen des Netzwerks. Sobald der Nucleolus als solcher in Erscheinung tritt, ist er be- reits kräftig färbbar und von einem deutüchen hellen Hof umgeben. Der Außenkern unter- 3IUrospora amoena. Kern in der Telophase. Die Chro- 1 • 1 , • 1 n , mrsomen verklumpen zu größeren Körnern. Kernmem- scheidet sich anfangs kaum von ,,^^ ,^, .„^^t, ausgebildet, vergr. 1532. 40 Hermann von Neuenstein Textfiff. 11. dem umgebenden Zellplasma. Die Chromatinkörnchen sind aber deut- lich zu sehen, speichern allerdings nicht in dem Maße Farbstoffe, wie in fertigem Zustand. Das alles spricht für meine Annahme, daß die Chro- mosomen von ihrem Farbstoff an den Nucleolus abgeben. Was aus der Kernmembran während der Teilung wird, entzieht sich meiner Beobachtung. Zur Zeit, da die Kernspindel vöhig ausgebildet ist und die Chromosomen bereits in zwei Gruppen gespalten sind, scheint sie an den Seiten noch vöUig erhalten zu sein. Der Verlauf der Teilung geht aber so rasch, daß mir Zwischenstadien nicht zu Gesicht kamen. Jedenfalls erscheint die neue Membran zuerst an den einander abge- wendeten Seiten der Tochter- kerne (Fig. 9). Nach innen zu sind die Tochterkerne noch lange unbegrenzt. Da sie von einer sehr dichten Cytoplasma- masse umgeben sind, liegt der Schluß nahe, daß die Kerne auf Kosten dieser Plasmamasse wachsen. Denn die Größenzu- nahme der Kerne findet jetzt sehr rasch statt. Textfig. 12. Dagegen wei- Microspora aiiioena. Nach der Teilung. Die Tocliter- kerne liegen dicht zusammen. Sie platten sich gegen- seitig ab und sind nur getrennt durch die anfangs sehr dünne Zellscheidewand. Hier hat man den Eiudruclc eines amitotisch geteilten Kerns. Vergr. 15:)2. chen sie nicht auseinander, Sie liegen vielmehr sehr eng an- einandergepreßt , oft so eng, daß sie sich gegenseitig ab- platten und ausbuchten. Selbst wenn die Zelle bereits vollständig ge- teilt ist, liegen die beiden Kerne noch ganz eng zusammen, nur getrennt durch die Zcllwand (Fig. 10, 11, 12). Dann beginnen sie ganz langsam auseinanderzurücken (Fig. 10, 13) und die Mitte der zugehörigen Zelle einzunehmen. Sehr merkwürdig für Microspom ist die Stellung der jungen Tochter- kerne zu einander. In den allermeisten Fällen hegen sie, wie die Fig. 13 zeigt, und wie es auch schon Wille beschrieb, nicht nebeneinan- der, sondern schräg übereinander. Das kommt daher, daß die Kern- spindel nicht in der Richtung der Längsachse der Zelle ausgebildet wird, sondern ähnhch wie bei gewissen Zellen der Characeen, schräg zur Längs- über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 41 richtung. Nur einmal sah ich eine Spindel ganz in der Richtung der Längs- achse der Zelle, dagegen nie parallel der Querachse. Wohl aber wird die Äquatorialplatte oft so angelegt, daß die Spindel in der Richtung der kürzesten Zellachse verlaufen müßte. Aber das ist nur eine vorübergehende Lage. Denn gleich darauf findet eine Drehung der ganzen Kernteilungs- figur statt, sodaß die Spindel zur Zeit ihrer Ausbildung sehen wieder in der Richtung einer Diagonale der Zelle verläuft. Die Tochterkerne rutschen ganz allmählich aneinander vorbei, bis jeder der Mitte der neugebildeten Zellwand anliegt (Fig. 11, 12). Oder aber sie bleiben in der schrägen Lage in der Zelle und rücken so auseinander. Das ist sogar der (Fig. 13). Die schräg häufigere Fall Textfig. 13. Microsfora amoena. I>ie Zellscheidewand ist bereits }:ut ausgebildet. Die Keine liegen immer noch dicht an der Zellscheidewand. Vergr. 1510. Übereinander liegenden Tochterkerne sind sehr charakteristisch für Micro- spora. Die Tatsache, daß sie kurz nach der Teilung lange Zeit so eng aneinander gepreßt sind und die eigentliche Tei- lung sehr rasch vor sich geht, so daß man Spindel- und Kern- plattenstadien schon suchen muß, während frisch geteilte Kerne sehr häufig sind, gab wohl Wille Grund zur Annahme einer Amitose bei Microspora. Ich glaube nun aber gezeigt zu haben, daß von einer Amitose unter normalen Verhältnissen bei Microspora nicht die Rede sein kann. Frisch geteilte Kerne von Microspora findet man zu allen Tages- und Nachtzeiten. Spindel und Kernplattenstadien dagegen wird man mit dem meisten Erfolg früh am Morgen suchen. Die Ausbildung der Tochterkerne geht dann so langsam vor sich — im Gegensatz zur eigent- lichen Teilung — , daß der endgültige Ruhezustand erst nach Verlauf von etwa 15—20 Stunden erreicht ist. Die Kernteilung verläuft also, was den Ursprung der Chromosomen und die sonstigen charakteristischen Bilder betrifft, ganz wie bei höheren Pflanzen. Die Zellteilung geschieht succedan. Der Bau der Zellwand ist schon lange bekannt durch die Untersuchungen von Bertold (86), Wille (87) und andrer. Bei Behandlung der Fäden von Microspora mit 20% Chromsäure kann man die Membran sehr schön in ihre einzelnen I förmigen Stücke zerlegen ; oder man läßt die ganze Zelle in Chloral- 42 Hermann von Neuenstein hydrat oder Kalilauge aufquellen, um den Bau ihrer Membran sichtbar zu machen. Nach K. Meyer (13) wird die Struktur der Membran auch sehr schön sichtbar bei der Verschleimung der Membran anläßhch der Zoosporenbildung. Die I förmigen Stücke berühren sich mit ihren Spitzen, greifen sogar ein wenig übereinander. Sie werden zusammengehalten durch ein sehr feines, aber äußerst widerstandsfähiges Häutchen, das auf ihrer Außenseite ununterbrochen über den ganzen Zellfaden verläuft. Es färbt sich nicht mit den gewöhnlichen Membranfarbstoffen, konnte aber auch bei vorsichtiger Behandlung der Zellen mit Schwefelsäure nicht als solches erhalten werden wie etwa eine Cuticula. Dagegen kann man es sichtbar machen, wenn man die Fäden mit Chromsäure behandelt. Durch die ent- Textfig. 14. Microspora amoena. Bau der Zellmenibran. (Nach Behandlung der Zelle mit 50% Chromsäure.) stehenden Druckdifferenzen werden die Fäden in Stücke zerrissen. Nicht selten hängen dann zwei Spitzen der X Stücke einer Zelle zusammen eben an diesem feinen Häutchen auf ihrer Außenseite (Fig. 14). Auch im Leben tritt es bisweilen in Erscheinung als heUer Streifen auf der Außen- seite der Membran. Doch ist dort schwer zu sagen, ob es nicht eine op- tische Erscheinung ist. Dieses Häutchen allein aber wäre nicht imstande, die Membranstücke zusammenzuhalten. Dazu dienen noch andre Membranteile, welche so den iStücken nach innen angelagert sind, daß ihre dickere, mittlere Partie unter den zugespitzten Enden der I Stücke liegt, K. Meyer (13) nennt diesen Membranteil »Zellulosecyhnder«. Da er bei der Zellteilung, wie wir gleich sehen werden, eine bedeutende Rolle spielt, gab ihm Wille den Namen »Verlängerungsschicht«. Bei Behandlung mit Chromsäure oder bei Druckveränderungen reißt die Membran an der Stelle, wo die älteren Stücke, die äußeren, übereinandergreifen. Das Auseinander- weichen geschieht sogar mit ziemlicher I^raft, sodaß man annehmen muß, über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 43 daß die inneren Membranteile einen großen Druck auf die äußeren aus- üben, d. h. nur passiv, indem sie selbst von dem Protoplasten angepreßt werden. Diese Einlage auf der Innenseite der X Stücke, die «Verlängerungs- schicht«, ist es, welche die Zelle bei der Teilung durchs chnürt. Annähernd in ihi'er Mitte bildet sie (im Längsschnitt gesehen) einen zuerst sehr kleinen, zarten Zapfen nach innen, der natürlich in Wirklichkeit eine ringförmige Textfig. 15. Microspora amoena. Zellteilung. Bildung der Querwand von dem inneren Membranstück aus. Leiste ist (Fig. 15). Diese Leiste dringt von allen Seiten als ganz dünnes Häutchen nach innen vor, schiebt sich zwischen die noch zusammenliegen- den Tochterkerne und schnürt die Zelle durch (Fig. 10, 11, 12, 15). Erst mit fortschreitender Entwicklung der Tochterkerne nimmt die Zellscheide- wand an Dicke zu. Das ist vielleicht der Grund, weshalb die Kerne so Textfig. 16. Microspora amoena. lange zusammenbleiben. Auf Beziehungen zwischen Kern- und Zellwand- bildung wurde ja schon oft aufmerksam gemacht. Hier handelt es sich um eine sehr derbe Membran. Da scheinen mir diese Beziehungen be- sonders in die Augen zu springen. Sobald die Zelle ganz durchschnürt ist, nimmt die Innenschicht der Membran (welche die Zellscheidewand gebildet hat) an Dicke zu und übt einen Druck aus auf das alte, äußere X förmige Stück der Membran. Durch diesen Druck reißen die beiden übereinandergreifenden Enden aus- einander — vermutlich dadurch, daß das äußere Schutzhäutchen springt 44: Hermann von Neuenstein — und gleiten dann ganz allmählich auf der Rückseite des nunmehr neu gebildeten I förmigen Stückes auseinander. In dem Maße, wie die äußeren Teile auseinanderweichen, wd zwischen ihnen Kittsubstanz abgeschieden, welche das Ganze zusammenhält. Man kann diese Kittsubstanz sichtbar machen durch Färbung mit Kongorot in alkalischer Lösung. Die ältesten Membranteile (in der Fig. 16 ganz schwarz gehalten) färben sich nur schwach rosa. Etwas intensiver die neu gebildeten I Stücke (schraffiert). Das Zwischenband dagegen, das die auseinanderweichenden Membranstücke Textfig. 17. Textfig. 18. Textfig. 19. Microspora amoena. Zellen im Begriff Zoosporen zu liilden. 2, 4 und 8 Kerne in einer centralen Plasmaanhäufung. zusammenhält, ist intensiver rot gefärbt. (In der Figur durch die beiden Begrenzungslinien angedeutet.) Seinem Verhalten auch andern Reagen- zien wie Chlorzinkjod und Schwefelsäure -|- Jod gegenüber, sowie wegen seiner LösUchkeit in Kupferoxydammoniak, könnte es aus Zellulose be- stehen. Die übrigen Membranteile waren mit obigen Reagenzien eben- falls ein wenig färbbar (Chlorzinkjod intensiv), zeigten aber eine bedeu- tende Resistenz gegenüber Kupferoxydammoniak. Sehr merkwürdig waren einzelne Zellen, die mehr als einen Kern hatten. Ich sah solche mit 2, 4, sogar mit 8 Kernen. Wie ich aus der Schrift von K. Meyer (13) erfahre, handelt es sich hier um den Beginn der Zoosporenbildung. Die Zellen mit mehreren Kernen, die mir zu Gesicht kamen, stammten aus an Ort und Stelle fixiertem Material, an dem ich über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 45 natürlich den weiteren Verlauf der Zoosporenbildung nicht beobachten konnte. Die Kerne liegen durchweg in der Mitte der Zelle, meist paarweise zusammen in einer dichten Plasmamasse, die aber keine Aufhängefäden erkennen läßt (Fig. 17, 18, 19). Solche mehrkernige Zellen finden sich stets in großer Anzahl in einem Faden. Die Zoosporenbildung geht auch hier von einem Punkte aus und pflanzt sich von dort über den ganzen Faden fort. K. Meyer (13) gibt Abliildungen von dem Verlauf der Zoo- sporenbildung und den Zoosporen selbst. Zusammenfassung der eigenen Beobachtungen über Kernbau, Kern- und Zellteilung bei Microspora amoena. Fassen wir kurz die Resultate unsrer Beobachtung zusammen, so können wir den Kern von Microspora amoena dem gleichnamigen Zell- organ höherer Pflanzen vollständig gleichstellen. Sein Chromatin ist in Form von gut sichtbaren Körnern auf das Netzwerk verteilt. Der Nu- cleolus ist stark färbbar und erreicht eine ziemliche Größe. Eine Mem- bran grenzt den Kern gegen das Cytoplasma ab. Die Längsrichtung des Kerns fällt mit der Querachse der Zelle zusammen. Ein Plasmaband, das nach allen Seiten hin durch Fäden mit der Zellwand oder dem Chro- matophor zusammenhängt, befestigt den Kern in der ZeUe. Der Kern erreicht eine ganz bedeutende Größe. Seine Masse nimmt ungefähr den 45. Teil des Zellvolumens ein. Was die Teilung betrifft, können wir die Angabe von Wille (87) dahin berichtigen, daß die Kernteilung der Microspora unter normalen Verhältnissen nicht amitotisch verläuft, sondern auf indirektem Wege. Die Karyokinese selbst stimmt im wesentlichen mit dem Modus über- ein, den wir für die indirekte Kernteilung von höheren Pflanzen kennen. Allerdings gehen bei Microspora die Chromosomen nicht in Form von Fäden aus dem Nuclein des Netzwerks hervor, sondern die »Chromatin- körnchen« des Kerns verschmelzen direkt zu homogenen, polyedrischen Chromosomen. Diese (etwa 8—10 an Zahl) ziehen sich vor ihrer end- gültigen Ausbildung auf den Nucleolus zurück und geben bei der Wieder- herstellung der Tochterkerne anscheinend wieder Substanzen an den jungen Nucleolus ab. Die Richtung der Teilungsfigur wechselt bei einzelnen Zellen ganz bedeutend. In den allermeisten Fällen liegt die Spindel annähernd in der Richtung einer Diagonale der Zelle. Dadurch wird uns auch die charak- 4:6 Hermann von Neuenstein tcristische Lage frisch geteilter Kerne zu einander, wie sie Fig. 13 veran- schaulicht, verständUch. Die beiden Tochterkerne hegen nach der Teilung noch lange cUcht beisammen. Sie weichen erst nach vollständiger Ausbildung der hier sehr derben Zellscheide\Yand auseinander. Die Zellscheidewand entsteht succedan von dem Membranteil aus, welcher zwischen je zwei I för- migen Stücken eingelagert ist. Die einzelnen Stücke der Zellmembran werden durch ein sehr feines, ununterbrochen — nach Ai't einer Cuticula — über den ganzen Algen- faden verlaufendes Häutchen zusammengehalten. Der bei der Zellteilung vorübergehend durch Sprengung des äußeren Häutchens gelöste Verband der einzelnen Membranstücke wird durch eine Kittsubstanz ersetzt, deren chemische Konstitution mir nicht genau bekannt ist. Oedogonümi. Wie bei Microspora sind auch die Kerne andrer Glieder der Ulo- thrichaceenreihe »normal« gebaut. Da ist vor allem Oedogonium noch genauer erforscht, das ich mit Oltmanns an dieser Stelle besprechen möchte. (Lotsy reißt Oedogonium aus der Gruppe der Ulothrichaceen heraus und stellt es wegen des Wimperki-anzes der Schwämier ganz isoliert mit Derhesia zusammen als »Stephanocontae« ins System.) Der Zellkern von Oedogonium liegt der Zellwand an und ist infolge- dessen manchmal einseitig abgeplattet. Er ist rings umgeben von Proto- plasma. In jüngeren Zellen ist er häufig verdeckt von einem großen Pp'e- noid. Seine Größe schwankt bei verschiedenen Species. Ich hatte Keim- Unge aus Zoosporen, deren Zellen durchs chnittUch 21 /.i lang und 12 /i breit waren, mit Kernen von 4,2 ^t Durchmesser, während die Kerne einer ausgewachsenen, sehr langzelhgen Form (141 /i lang, 24 /t breit) 10 i-i im Durchmesser hatten. Bei beiden war aber das Verhältnis von Zellvolumen zu Kernvolumen annähernd gleich : Für die erste Form = 7^ , für che d2 langzeUige ^ . Die Kerne sind also verhältnismäßig sehr groß. In jun- gen ZeUen nehmen sie oft die ganze Zellbreite ein. Eine Kernmembran ist in den meisten Fällen sehr gut zu sehen. Das Gerüst des Kerns besteht aus distinkten Chromatinkörnchen, die bisweilen eine ganz beträchthche Größe erreichen. Sie weisen deutÜch und Verbindungsfäden untereinander auf. Bisweilen hatte ich den über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 47 Eindruck, als nähmen die Chromatinkörnchen eine konstante An- ordnung in Spiralen oder konzentrischen Ivreisen um den Nucleolus ein. Der Nucleolus ist hier nicht so groß wie hei Spirogyra. Im Mittel verhält sich die Kerngröße bei Spirogyra zur Nucleolusgröße wie 11 : 6, bei Oeäogoniimi: 12,6 : 4,4. Nach Strasburger (80) verläuft auch die Teilung ganz wie bei hö- heren Pflanzen. Die Chromosomen entstehen aus den Chromatinkörnchen des Netzwerks, indem diese sich zu Fasern oder Stäbchen, den Chromo- somen zusammenlegen. Diese Fasern sehen nach van Wisselingh (08) wie perlschnurförmige Fäden aus, aus denen erst wieder die Chromosomen durch Verkürzung hervorgehen, van Wisselingh zählte deren 19. Die ungerade Zahl ist merkwürdig. Die Spindel entsteht nach Strasburger aus dem Cytoplasma, wäh- rend MiTZKEWiTSCH (99) sich für einen intranuclearen Ursprung derselben ausspricht. Sie erreicht eine zienüiche Größe und zeigt scharf zugespitzte Pole. An ihr weichen die längsgespaltonen Chromosomen auseinander. Die ganze Teilungsfigur ist sehr in die Länge gezogen. Bei einigen Kern- teilungsstadien, die ich bei Oedogonium sah, hatten die Chromosomen — entsprechend der ganzen Teilungsfigur — in der Anaphase die Form von ziemlich langen Fäden, von denen die äußeren im Sinne der Tonnenform der Spindel gebogen waren. Sie hatten nicht alle dieselbe Länge, wie das auch van Wisselingh hervorhebt. Vielmehr ragten die Enden einzelner Chromosomenfäden weit nach der Mitte zu vor. Diese waren gewöhnUch auch am meisten gebogen. In der Telophase lösen sich nach Strasburger die Chromosomenstäbchen wieder in einzelne Körner auf und werden so zu den Chromatinkörnern des Netzwerks. Die Tochterkerne wachsen auf Kosten des zwischen ihnen angesammelten Protoplasmas. Ob sie auch die Spindelfasern, wie Strasburger meint, »verschlucken«, das bezweifelt van Wisselingh. Er hält eine Auflösung der Spindelfasern im Cytoplasma für walu-scheinUcher. Klebahn (92) macht auf Unterschiede im Bau der Kerne von Sexualzellen aufmerksam. Die männlichen und weiblichen Kerne von Oedogonium sind verschieden an Clu-omatingehalt und Größe, und zwar sind die männlichen Kerne kleiner, im Verhältnis zur Zelle aber größer, als die weiblichen und haben bedeutend mehr Chromatin. Da- gegen fehlt ihnen der Nucleolus. Etwas ähnhches beschreibt auch Behrens (86) für die Gresclilechtskerne bei Fucus, Klebahn (99) für SpJiaeropIea usw. Von dieser letzten Gruppe der Ulothrixi-eihe, den Ödogoniaceen, führt BulhocJiaete, eine durch die Art der geschlechthchen Fortpflanzung 48 Hermann von Neuenstein (Zwergmämiclien) nahe Verwandte von Oedogonium durch Ausbildung von Haaren und Verzweigung über zu den Chätophoraceen, deren Be- sprechung wir uns nun zuwenden wollen. 2. Chätophoraceen Draparnaldia. Leider ist auch hier nur wenig Cytologisches bekannt. Neben Coleo- chaete finde ich nur noch etwas über den Zellkern von Draparnaldia, und das ist weiter nichts, als eine Abbildung des Kerns in Josts Pflanzen- physiologie (08). Dort ist eine Z)ra2-)amß?flm-Stammzelle als Schema für eine pflanzliche Zelle abgebildet. Der Kern ist der Figur nach normal gebaut und hegt dem äquatorialen Chlorophyllband an. Gelegenthch einer Fußwanderung durch den Taunus fand ich Dra- parnaldia in Mengen in überschatteten Waldbächen. Das Material wurde mit ungefähr 2% Chromsäure fixiert und in Heidelberg gefärbt. Meist liegt der Kern so in der Zelle, daß er dem Beschauer die schmale Seite zu- kehrt und noch von dem ringförmigen Chi'omatophorem'est der Stamm- zelle verdeckt wu'd. Er hegt also nicht in der Mitte der Zelle, sondern peripher im Protoplasma imd läßt eine deuthch körnige Struktur, eine Membran und einen Nucleolus erkennen. Er ist in keiner Weise von dem gewöhnlichen Bau eines pflanzhchen Zellkerns verschieden. Den Kern in den mit Chlorophyll vollgepfropften Seitenzweigen sichtbar zu machen, war anfangs mit großen Schwierigkeiten verknüpft. Wohl bekam ich regelmäßig in den Zellen gefärbte Punkte, konnte aber nicht mit Bestimmtheit sagen, ob ich einen Kern oder etwa ein Pyrenoid vor mir hatte. Genau so bei Stigeoclonium. Ich wendete alle mögUchen Färbemethoden an, um den Kern in den Seitenzweigen von Draparnaldia sichtbar zu machen, blieb aber schließlich bei den Hämatoxyhnen. Waren die Pyrenoide schon älter und hatten Stärke gebildet, so konnte man sie gut von den Kernen unterscheiden, indem man den Stärkehof mit Chloral- jod blau färbte. Anders dagegen die jungen Pyrenoide. Durch Kochen der Zellen oder noch besser durch Zusatz von Chloralhydi'at (manchmal nach vorausgegangener Behandlung mit verdünntem Wasserstoffsuper- oxyd) verquoll der ganze Zelhnhalt, der Kern behielt seine Farbe in hö- herem Maße als die Pyrenoide und konnte dadurch sicher als solcher nach- gewiesen werden. Ich stellte fiü' ihn eine durchschnittÜche Größe von 2,5,« fest für eineZeHänge von 12,6,« und eine Breite von 9,« in den Seiten- zweigcn. Coleochaete. Diese Alge, die den Endpunkt der Chaetophorareihe bildet, hat liistori- sche Bedeutung. Allen (05) wies bei ilu- zum erstenmal eine nach der über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 49 Befruchtung einsetzende Reduktionsteilung nach. Oltmanns hatte noch 1898 nach Richtungskörpern bei der Öffnung des unbefruchteten Oogons gesucht. Nach Oltmanns scheint der ruhende Kern keine Besonderheiten gegenüber dem der höheren Pflanzen aufzuweisen. Oltmanns beobachtete die Verschmelzung der Geschlechtskerne. Allen (05) verfolgte die auf die Verschmelzung einsetzende Teilung. In Form von abwechselnd stärker und schwächer färbbaren Fäden gehen die Chromosomen aus den Chromatinkörnern des Netzwerks hervor. Schon sehr frühzeitig legen sich je zwei dieser Fäden zusammen und ver- schmelzen, zuerst an ihren Enden. Das ist die eigentliche Reduktion der Chromosomen. Die Fäden bilden eine typische Synapsis und zerfallen bald darauf in kurze Stäbchen oder Körner, die Chromosomen. In der nun folgenden Prophase werden die paarweise zusammenliegenden Chro- mosomen auch noch längs gespalten. Dadurch sehen sie wie viergeteilt aus. Sie verteilen sich über den ganzen Kernraum. Wir haben das Sta- dium der Diakinese. Allen zählte 32 Chromosomen. Diese werden kurz, dick und homogen und bilden die Kernplatte. Gleichzeitig wird die Spindel sichtbar, die nach Allen aus Kernsubstanz besteht und nicht aus Cytoplasma. Die Membran ist auf diesem Stadium nicht mehr zu sehen. Das Kernkörperchen tritt erst in der Telophase wieder auf. Auf diese Teilung folgt sofort eine zweite, bei der die Chromosomen länger und schmäler sind als bei der ersten. Allen betrachtet mit Recht die erste Teilung als die heterotypische, die zweite als die homöotypische. Coleochaete hat also bei der Befruchtung und Keimung noch ganz den Charakter von niederen, haploiden Pflanzen. Ein diploider Kern ist nur während der Ruhe, während des Zygotenzustandes vorhanden. An die Resultate von Allen knüpft Lotsy (07) noch einige Bemer- kungen. Er gibt die ALLENschen Befunde an Coleochaete scutata mit aller Vorsicht wieder, und zwar deswegen, weil Oltmanns für Coleochaete pul- vinata eine nach der ersten Kernteilung einsetzende Querteilung des gan- -zen ZeUinhaltes beschi'ieb, der dann eine völlig unabhängige Weiter- entwicklung der beiden Hälften — jede bildet vier Zellen (Zoosporen) — folgt. Daraus glau})t Lotsy schheßen zu müssen, daß die erste Teilung bei Coleochaete pulvinata eine homöotypische ist und die Re- duktion erst in der zweiten Teilung einsetzt. Es wäre ja schon denkbar, daß die zwei Species sich verschieden verhalten. Ohne Zweifel steht auch Coleochaete pulvinata durch Ausbildung von farblosen Spermatozoiden auf einer höheren Entwicklungsstufe als Coleochaete scutata. Da man sich immer wieder bemüht, an Coleochaete die höheren diploiden Pflanzen Arcliiv f. Zellforsctung. XIU. 4 50 Hermann von Neuenstein anzuschließen, wäre es sehr erwünscht, wenn man wenigstens bei einem Vertreter der Coleochäten eine diploide Generation fände, die etwas länger bestünde, als nur im Kuhestadium. 3. Allgemeines. Zusammenfassend kann man für die Familie der Ulothrichales, wie sie Oltmanns aufstellt, konstatieren, daß ihr Kern in morphologischer Hinsicht völlig dem der höheren Pflanzen gleichsteht. Darin sind sich alle Forscher einig. Wir hätten es hier mit einer auch in cytologischer Hinsicht hoch entwickelten Algenfamihe zu tun, sodaß der Schluß berech- tigt erscheint, von ihnen die höheren Pflanzen abzuleiten. Der Sprung vom haploiden zum diploiden Charakter der Kerne in vegetativen Zellen wäre allerdings sehr* groß. Darauf nuiß aber viel Wert gelegt werden. Vertreter aus dieser Algengruppe mit diploiden Kernen oder solche mit nur einigermaßen ausgeprägtem Generationswechsel sind uns aber nicht bekannt. Somit bleibt nach wie vor die Ableitung der höheren Pflanzen von den Ulothrichales, speziell dun Coleochätaceen eine nur schwach gestützte Hypothese. VI. Siphonociadiales. Die bisher behandelten Familien der Grünalgen zeigten makrosko- pisch noch keinen ausgeprägten Habitus. W^ohl aber läßt sich miki'osko- pisch eine fortschreitende Entwicklung erkennen in dem Sinne, wie wir die Algen hier besprochen haben. Dagegen finden wh bei den Siphono- ciadiales bereits Formen, die auch makroskopisch schon wohl charak- terisiert sind. Man kann sie gleichsam als Übergang der bisher bespro- chenen «cellulären« Algen zu den »nicht cellulären«, den Siphonales^ betrachten. Diesen Übergang vermittelt die Vielkernigkeit. Wir haben es hier mit Organismen zu tun, welche zahheiche Kerne in jeder Zelle aufweisen und dadurch eine ziemhch einheitliche Gruppe bilden, wenn auch sonst Vielkernigkeit ganz und gar nicht für verwandtschaftUche Beziehungen spricht. Ich habe dafür schon bei den Heteroconten Beispiele angeführt und möchte im Anschluß an die Ulothrichales hier erwähnen, daß auch bei Chi'oolepideen zwei und mehr Kerne beobachtet werden, die aller- dings in Zellen auftreten, welche in der Jugend einkernig waren. CladopJiom. Einer der wenigen Vertreter der Siphonocladiaceen im süßen Wasser ist CladopJiora. Im Neckar bei Heidelberg kommt allenthalben eine auf über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 51 Steinen nahe der Oberfläche festgewachsene, wenig verzweigte Clado- phora vor, welche im Habitus der Cladophora fracta sehr ähnlich ist. Da- neben tritt im Frühjahr hauptsächlich die CladopJiora glomerata in großen Mengen auf. Trotz der dicken Zelhnembran nehmen die Cladophoren ungemein begierig Farbstoffe auf, namentlich nach voraufgegangener Fixierung mit Chromsäure. Sie geben aber mit derselben Leichtigkeit den Farbstoff auch wieder ab. Hier erwies sich die HEiDENHAiNsche Hämatoxylin- färbung nicht als die zweckmäßigste. Dagegen ist das DELAFiELDSche Hämatoxylin (nur i/2Stündige Einwirkung!) ein geradezu ideales Kern- färbemittel für Cladophora. Die sonst so störenden zahlreichen Pyre- noide traten hierbei kaum in Erscheinung. Sie zeigten vielleicht eine schmutzig grüngelbe Farbe — bei richtiger Differenzierung — während die Kerne schön blauviolett gefärbt waren. Die Zellmembran war bis- w^eilen violett angehaucht. Doch störte diese Farbe im Kanadabalsam nicht mehr. Das Netzwerk des Kerns ist nach der DELAFiELDSchen Färbung mit seltener Schärfe zu sehen. Es werden in ihm gleichmäßig große Körner wahrnehmbar, die scharf umschrieben sind und deutliche Querverbin- dungen aufweisen. Oft sah es aus, als lägen die Chromatinkörner in spi- raliger oder konzentrischer Anordnung um den stark gefärbten Nucleo- lus. Letzterer erreichte relativ lange nicht die Größe, wie der Nucleolus von Spirogyra. Die Kernmembran tritt nicht besonders scharf hervor, wird aber gut sichtbar bei Behandlung der gefärl^ten Kerne mit Chloral- hydrat. Die Anzahl der Kerne in einer Zelle variiert natürlich mit der Größe der Zelle. Die von mir gemessenen Zellen der wenig verzweigten Clado- pJiora waren im Mittel 267 /t lang und 49 /< breit. Auf eine Zelle kamen im Durchschnitt 20 Kerne. Ein Kern ist ungefähr 7,7 /< groß und nimmt etwa den 2150. Teil des Zellvolumens ein, die ganze Kernmasse also den 106. Teil. Selbstverständhch sind solche Zahlen mit Vorsicht aufzunehmen. Bleibt beim Messen der kleinen Kerne dem persönlichen Augenmaß schon sehr viel überlassen, so multipliziert sich ein etwa gemachter Fehler bei der langen Rechnerei noch. Immerhin ist es interessant, einmal solche Verhältniszahlen auf- zustellen und sie mit denen von einkernigen Zellen zu vergleichen. Dazu muß aber eine Menge Vergleichsmaterial vorliegen und solches mangelt mir, insonderheit von den polyenergidsn Algen. Was ich an Messungen (ZV vorgenommen habe, will ich hier tabellarisch wiedergeben. 1 =-^ bedeutet 4 * 52 Hermann von Neuenstein das Verhältnis von Zellvolumen zu Kernvolumen; ersteres nach der 4 \ Formel 7jY = Ttr^h, letzteres nach A' F = ^^rr^ berechnet.) ZV KV Spirogyra (lange Zellen mit schmalem Kern) .... 1/726 » (breite, kurze Zellen mit rundem Kern) . . 1/35 » (mittlere Zellgröße, breit hnsenförmiger Kern) 1/83 Zygnema 1/211 Oedogonium 1/65 Microsjjom 1/45 Cladopliora 1/106 Die Masse der zahh*eichen Kerne von Cladophora ist also auch nicht größer als die Kernmasse eines einzigen Kerns in den Zellen monoenergider Algen. Mir scheint, als stünde die Kerngröße mit der Dicke der Zellmembran in einem proportionalen Verhältnis. Die langzelligen Spirogyi'en haben eine sehr zarte Membran und wenig Kernmasse. Je breiter die Zelle, desto dicker ist die Membran, desto größer die Kernmasse. Microspora mit ihrer eigenartigen, derben Membran, hat einen Riesenkern, während Zygnema, der Zartheit des Objektes (der Membran) entsprechend, nur wenig Kernmasse aufweist. Cladophora hat eine sehr derbe Membran, im Verhältnis zu den andern aber wenig Kernmasse. Das kommt daher, daß hier nicht ein einziger Kern die Energie für die ganze Zelbiiemljran zu liefern hat (vgl. Gekassimoff, Klebs [87]), wobei natürUch die Kern- masse in irgend einem Verhältnisse zur Entfernung von der Wand der hier ziemlich großen Zelle zunehmen müßte, sondern daß viele kleine Kerne über die ganze Zelle verteilt sind und jedem nur ein kleiner Bezirk der Membranbildung zufällt. Dabei ist natüriich vorausgesetzt, daß der Kern wirklich an der Membranbildung beteiUgt ist. Klebs (87) führt diesen Nachweis gerade für eine Alge, nänüich für Zygnema, Gerassimoff in verschiedenen Arbeiten für Spirogyra. Die Kernteilung verläuft bei Cladopliora und überhaupt bei allen Siphonocladiaceen in sehr bezeichnender Weise und völüg unabhängig von der Teilung der Zelle. Bildung der Chromosomen aus dem Chronia- tin des Netzwerks — Nemec(IO) zählte mehr als 30 Chromosomen — , ihi'e Teilung und die Wiederherstellung der Tochterkerne stimmt mit dem übereiii, was w von höheren Pflanzen wissen. Dasselbe gilt auch für die Kernspindel. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 53 Dagegen. spielt hier der Nucleolus eine eigenartige Rolle. Stkas- BURGER (80) hatte bereits einen Verbindungsfaden zwischen den ausein- anderweichenden Kernhälften beobachtet. Er faßte ihn als das Ver- schmelzungsprodukt von Fasern auf, die zwischen den beiden Kernhälften ausgespannt waren. Nemec (10) wies aber nach, daß dieses Verbin- dungsstück nichts andres ist, als der Nucleolus, der sich in der Mitte eingeschnürt hat. Die Durchschnürung wird anfangs nicht vollständig durchgefiüirt. Zwischen den beiden mit den Chromosomen auseinander- weichenden Hälften des Nucleolus bleibt vielmehr ein Verbindungsfaden übrig. Die ganze Teilungsfigur wird dadurch hantelförmig. Neben diesem Nucleolus sind aber noch andi'e Nucleolen da, welche sich bei der Teilung auflösen und später neu gebildet werden. Das sind die richtigen Nucleolen. Nemec nennt sie Nebennucleolen im Gegensatz zu dem sich teilenden Hauptnucleolus. Beide stehen nicht in genetischem Zusammenhang miteinander. Den Hauptnucleolus könnte man ebensogut wie Jollos bei Gym- nodinium als Karyosom auffassen, da er sich selbständig teilt. Richtiger ist jedoch ein Vergleich mit dem «NucleolocentrosonKc, das Blochmann und Keuten (95) für Euglena beschrieben. Da aber bei Cladophora eine regelrechte Kernspindel angelegt wird, die bei Euglena fehlt, läßt sich da- rüber streiten, ob man dem Hauptnucleolus von Cladophora denselben kinetischen Einfluß auf die Kernteilung zusclireiben kann, wie dem »Nu- cleolocentrosom« bei Euglena. Dieses Verbindungsstück zwischen den auseinanderweichenden Kern- plattenhälften w^urde übrigens schon sehr früh auch bei andern Siphono- cladiaceen beobachtet. Schmitz beschreibt es bereits 1879 für Valonia. Fairchild (94) beschäftigte sich dann näher mit der Kernteilung von Valonia. Er kommt zu dem überraschenden Resultat, daß bei der Tei- lung die Kernmembran nicht aufgelöst wird, sondern daß sie es ist, welche die Verbindung herstellt zwischen den sich trennenden Kernhälften. Außer- dem beobachtete Fairchild an den Polen der Spindel, außerhalb der Kernmembran, stark färbbare, lichtbrechende Punkte. Um sie war das Cytoplasma in radiären Streifen angeordnet. Er faßt die Punkte als Centro- somen mit Plasmastrahlung auf. An ruhenden Kernen war davon nichts zu sehen. Die Centrosomen traten nur während der Kernteilung in Er- scheinung. Mehr wissen wir nicht von Kernen nicht oogamer Siphonocladiaceen. Ich könnte höchstens erwähnen, daß Schmitz (80) und Golenkin (99) zahheiche Kerne in den Zellen von Aceiabularia sahen, Berthold (80) dasselbe bei Dasycladus. 54 Hermann von Neuenstein Spliaeroplea. Etwas älteren Datums sind auch die Berichte über Kerne der Sphaero- pleaceae, der einzigen oogamen Familie der Siphonocladiales. Fkesenius (51), Schmitz (82), Heinricher (83), Eauw^enhoff (88) beobachteten zahh'eiche Kerne in der Zelle der Sphaeroplea annulina. Heinricher zählte deren 40 in einer Zelle, je zwei in einem Plasmaring. Die Geschlechtsorgane sind dagegen einkernig. Eauwenhoff denkt sich den Eikern entstanden durch Verschmelzung von mehreren der vielen Kerne. Die Kerne der Spermatozoiden, so beschreibt es Klebahn (99), sind infolge der vielen aufeinanderfolgenden Teilungen sehr klein und chromatinarm geworden. 1 u ist die Durchschnittsgröße für sie. Aus der durch die Befruchtung gebildeten Zygote entstehen nach Heinricher (83) vier Keimlinge, welche vermutlich durch eine heterotypische und eine homöotypische Teilung gebildet werden. Beobachtet wurde aber die Keduktionsteilung bis heute noch nicht. Über den eigenthchen Bau der Kerne von Sphaeroplea berichtet Klebahn (99). Die sehr kleinen, 3,5—4,5 /t langen und 2—3 /i breiten Kerne haben eine Membran und ein Netzw^erk mit Chromatinkörnchen, aus denen bei der Teilung die Chromosomen hervorgehen, während der Nucleolus nur in der Ruhe zu sehen ist. Die Kernteilung verfolgte Kle- bahn aber nicht weiter. Er nahm nur von den Stadien Notiz, die ihm gerade zu Gesicht kamen und die führten ihn zu der Überzeugung, daß die Teilung bei Sphaeroplea genau so verläuft, wie bei höheren Pflanzen. Dagegen beschreibt Golenkin (99) für Sphaeroplea und auch andi'e Siphonocladiaceen Karyosomkerne. Nach ihm zerfällt der Nucleolus in die Chromosomen, während die Kernspindel aus Nucleussubstanz ent- steht. Bei der Bildung der Tochterkerne verklumpen die Chromosomen zu dem Nucleolus. Doch unterbleibt dieser Prozeß nach Verlauf einer Anzahl von Teilungen. Die Chromosomen finden sich dann unverändert in den Tochterkernen wieder. Bei derartigen Kernen konnte aber Go- lenkin auch nie mehr Teilungsbilder sehen und schheßt deshalb, daß sich diese Kerne durch die vielen Teilungen erschöpften und schÜeßÜch nicht melir für richtige Mitosen ausreichten. Solche Kerne teilten sich nur noch amitotisch. Amitosen waren auch früher schon für Valonia und anche Siphonocladiaceen beschrieben und in demselben Sinne wie von Golenkin als senile Erscheinungen gedeutet worden. Was Sphaeroplea anbetrifft, so stehen wir wieder vor demselben Rätsel me bei Spirogyra. Die Untersuchung von Golenkin scheint recht sorgfältig zu sein. Anch-erseits ist aber auch Klebahn als guter über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 55 Beobachter bekannt. Klebahn hat jedoch die Kernteilung von Sphaero- plea nur nebenbei beschrieben, während Golenkin sie genau verfolgte. Wenn also die Angaben von Golenkin sich bewahrheiteten, so würde Sphaeroplea im Kreise ihrer Verwandten eine ähnliche Ausnahmestellung einnehmen, wie Spirogyra unter den Konjugaten. Allgemeines. Oltmanns sucht die Siphonocladiales aus dem Ulotlirichales abzu- leiten. Die Vorgänge bei der Kernteilung der Siphonocladiales wäre dann aber als Rückbildung aufzufassen gegenüber dem ganz normalen Verlauf der Karyokinese bei den Ulothrichales. Ich greife als charakteristischen Vertreter der Siphonocladiales Cla- dophora heraus. Diese Alge ist noch am besten cytologisch untersucht. Wir erinnern uns der sonderbaren Rolle des Nucleolus, der sich selb- ständig teilt und seine Hälften den Tochterkernen einverleibt. Der ]\"u- cleolus spielt also eine wichtige Rolle bei der Teilung. Vielleicht könnte man ihm, analog dem, was wir durch Kjeuten von Euglena wissen, in Zu- sammenhang bringen mit dem Auseinanderweichen der Chromosomen. Der Hauptnucleolus, der wälu'end der Spirembildung exzentrisch gelagert war, rückt nach erfolgter Längsspaltung der Chromosomen in die Mitte der Teilungsfigur. Mit seinen polaren Enden berührt der bereits einge- schnürte Nucleolus die beiden auseinanderweichenden Chromosomen- hälften. Es wäre nicht ausgeschlossen, daß der Nucleolus eigentlich die bewegende Kraft der Chromosomen ist. Die Chromosomen würden dann nur passiv den Spindelfasern entlang bewegt. Vielleicht haben wir hier ein Übergangsstadium vor uns, das die Rückbildung eines »normalen« Kerns zu einem Karyosomkern veranschaulicht. Der sich teilende Hauptnucleolus schiebt die Chromosomen vor sich her. Es ist leicht denk- bar, daß die Chromosomen dabei mit dem vordringenden Nucleolus in Berührung kommen und sich nicht mehr von ihm zu trennen vermögen. Auf diese Weise würde der Ursprung der Chromosomen in den Nucle- olus verlegt, der »normale« Kern reduziert zu einem Karyosomkern. Sphaeroplea hat dann, wenn die Befunde von Golenkin sich be- stätigen, einen solchen Karyosomkern. Sie aber auf Grund des gleichen Kernbaues mit Spirogyra zusammenzubringen, ist selbstverständlich aus- geschlossen. Sphaeroplea ist in bezug auf ihre Sexualität so weit vor- geschritten, daß Spirogyra ihr gegenüber als »nieder« bezeichnet werden muß. Die Untersuchungen lassen für die Siphonocladiales viel zu wünschen übrig, so daß man noch kein abschheßendes Urteil geben kann, zumal 56 Hermann von A^euenstein gerade neuere Forschungen fehlen. Jedenfalls haL^n die Siphonocladiales (von Sphaeroplea abgesehen) einen von dem gewöhnlichen Schema etwas abweichenden Modus der Kernteilung, charakterisiert durch die Persi- stenz und die Teilimg des Kucleolus. Der ruhende Kern zeigt dagegen nichts Besonderes. Die Übereinstimmung im Verlauf der Kernteilung rechtfertigt den Anschluß von VaJonia an die SiphonoclacUales. VII. Siphonaies. Die Zahl der Kerne bei den Siphonales ist bekanntUch bedeutend größer als bei den Siphonocladiales. Wir haben hier auch Pflanzen, die nicht mehr in einzelne Zellen gegliedert sind, sondern monocelluläre, polyenergide Algen. Sonst zeigen aber die Kerne der Siphonocladiales und Siphonales sowohl in der Ruhe als auch während der Teilung keine nennenswerten Unterschiede. Eine Menge älterer Autoren hat die Vielkernigkeit der Siphoneen nachgewiesen und zum Teil die Teilung der Kerne verfolgt. Vor allen Dingen Beethold (80), dann Schmitz (79) und Golenkin (99). Vaucheria. 1911 erschien eine Arbeit von Kurssanow über die Zellkerne von Vaucheria. Das ist die einzige ausfülu-hche Untersuchung über Bau und Teilung von Siphoneenkernen. An sie will ich mich hier ausschließlich halten. Die Kerne der Siphoneen sind außerordentlich klein. Das erschwert ihr Studium. Schon in der Ruhe fielen Kurssanow an dem Kern von Vaucheria eine Menge Fäden auf, welche das Kernkörperchen gleichsam im Kern befestigten. Durch den Zug dieser Fäden wird der Nucleolus oft eckig. Ein regelrechtes Kerngerüst sah Kurssanow nur bei den grö- ßeren Kernen von Vaucheria uncinata und terrestris. Die Kerne der an- dern von ihm untersuchten Formen, deren Größe kaum über 3 jli hinaus- ging, sahen meist körnig aus. Schon bei den Siphonocladiales war die Kernteilung unabhängig von der Zellteilung. Hier kann die Kernteilung so ziemlich überall im Thallus stattfinden, mit Ausnahme natürlich an den ältesten Teilen. Gewöhnhch tritt sie in einiger Entfernung vom Vegetationspunkt auf und verbreitet sich von da aus wellenförmig weiter. Vor der Teilung nimmt der Kern bedeutend an Größe zu und lockert sich auf. Sein Gerüst wird gröber, die Maschen des Netzes deuthcher, über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung fiu- ilu-e Systematik. 57 die radialen Fäden zum Nucleolus verschwinden. Das Chromatingerüst bildet einen Knäuel, der Nucleolus wird unsichtbar. Er hat aber mit der Chromosomenbildung nichts zu tun. Die Chromosomen entstehen vielmehr — 10 an Zahl — aus dem luiäuel, den das Netzwerk bildete und haben Stäbchenform. Die Kernmembran löst sich erst auf, wenn die Spindel bereits angelegt ist. Nach ihrer Teilung in der Äquatorialebene rücken die Chromosomen in ringförmiger Anordnung auseinander. Diese ring- oder sternförmige Gruppierung der Chromosomen kennzeichnet alle Tochterkerne. Wie bei den Siphonocladiales sind die Tochterkerne noch lange durch Verbindungsfäden verbunden. Allerdings scheinen diese Verbindungsfäden hier nichts zu tun zu haben mit dem Nucleolus. Denn nach Kurssanow verschwindet der Nucleolus während der Teilung. Die Chromosomen geben im weiteren Verlauf der Teilung ihre ringförmige Anordnung auf und wandern in Form von Stäbchen der Peripherie zu. Dort liilden sie Anastomosen untereinander und stellen so den netzför- migen Zustand des ruhenden Kerns wieder her. Viel umstritten ist das Verhalten der Kerne bei der Oogonbildung. So viel hatten bereits die ersten Forscher (Schmitz [79] und Behrens [90]) gesehen, daß im fertigen Oogon nur ein Kern vorhanden ist, während vorher noch zahlreiche Kerne da waren. Schmitz und Behrens ver- muteten daher, daß dieser eine Kern ein Verschmelzungsprodukt von vielen darstelle. Dem gegenüber beschreibt OLT:vrANNS (95) ein Auswandern der überflüssigen Kerne aus dem Oogon in den Tragfaden zurück. Davis (04) will aber auch der OLTMANNSschen Auffassung das Urteil sprechen. Er beobachtete weder ein Verschmelzen von Kernen, noch ein Auswandern aus dem reifenden Oogonium. Wohl aber hielt er es für wahrscheinUch, daß auch bei VaiicJuria sich alle Kerne auflösen bis auf einen, der dann zum Eikern wird, analog dem Verhalten ver- wandter Pilze wie Saprolegnia oder einiger Peronosporales. Die Auf- lösung soll nach ihm so vonstatten gehen, daß zuerst die Kernwand schwin- det, nachher das Kernplasma. Der Nucleolus hält sich am längsten. Schheßhch liegen an der Peripherie des Oogons noch eine Menge von Chromatinkörnern, die letzten Reste der verschwindenden Kerne. Dagegen brachte aber Heidinger (08), ein Schüler von Oltmanns, in einer sorgfältigen und klaren Arbeit den Beweis, daß von einer Degeneration der überflüssigen Zellkerne bei der Entwicklung des Oogons von VaucJieria nicht die Rede sein kann. Die dunklen Punkte an der Peripherie des Oogons, die Davis für degenerierende Zellkerne hielt, sind weiter nichts als Körnchen, welche nicht nur im reifenden, sondern auch 58 Hermann von Neuenstein im ganz jungen Oogonium ebenso gut vorkommen w-ie überall im Trag- faden. Sie haben allerdings nicht dieselbe Färbbarkeit wie die Kerne und konnten erst bei Überfärbung nach vorausgegangener intensiver Beizung deutlich sichtbar gemacht werden, Sie hatten bereits vor Davis Anlaß gegeben zu der Fabel von »Richtungskörpern«. Entgegen Davis konnte Heidinger die Beobachtungen von Olt- MANKS in vollem Umfang bestätigen. Das passive Auswandern der Kerne verfolgte Heidinger nicht nur an fixiertem Material, sondern er sah auch im Leben die Tätigkeit des »Wanderplasmas«. Dieses »Wanderplasma« nimmt die überzähligen Kerne, die sich auf der Eückenseite des Oogons ansammeln, mit sich und befördert sie in den Oogonstiel, wo sie auch nach der Abgrenzung des Oogons durch eine Membran zu sehen sind. An dem Oogonkern geht die Tätigkeit des Wanderplasmas spurlos vorüber. Er zeichnet sich bereits in frühem Entwicklungszustand durch seine Größe aus, liegt an der Spitze des Oogons und ist wahrscheinlich durch beson- dere Fäden mit der Peripherie des Oogons unbeweglich verbunden. Er liegt außerdem in einer dichten Plasmamasse, die ebenfalls dazu beiträgt, ihn vor dem Mitgerissenwerden durch die Plasmaströmung zu retten. Der Eikern weist in jugendüchem Zustand einen großen Isucleolus auf, dagegen ein nur wenig differenziertes Netzwerk. Mit fortschreiten- der Entwicklung gewinnt aber das Netzwerk dem verblassenden Nucleolus gegenüber an DeutUchkeit in der Ausbildung. Die von einem Pol des Eikerns ausgehende Plasmastrahlung deutet Heidinger als die Wirkung eines Centrosoms, Eine Reduktionsteilimg wurde flu* Vaucheria noch nicht beschiieben. Vermutlich findet sie bei der Keimung statt. Allgemeines, Im Ruhezustand zeigt der Kern der Siphonales nichts Besonderes. Ob die durch die Aufhängefäden bedingte eckige Form überall zu finden ist oder nur bei Vaucheria, ist nicht bekannt. Auch die Kernteilung verläuft im großen und ganzen nach dem übhchen Modus. Nur ist hier wieder dasselbe Verbindungsstück zwischen den auseinanderweichenden Chro- mosomcnhälften, das wir bei den Siphonocladiales schon besprachen. Nach der Ai-beit von Kurssanow scheint es hier aber nichts mit dem Nu- cleolus zu tun zu haben, sondern scheint seine Entstehung der Verschmel- zung von Verbindungsfasern, die z\Nischen den beiden Tochterkernen zurückblieben, zu verdanken. Jedenfalls sind uns solche Teilungsbilder von Kernen unter den Algen nur aus diesen beiden FamiUen bekannt. Daher kann man die hanteiförmige Gestalt der Kernteilungsfigur neben über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 59 der Vielkernigkeit als ein Charakteristikum der Siphonales und Siphono- cladiales bezeichnen. Gleichzeitig rechtfertigt das gleiche Verhalten der Kerne den Zusammenschluß dieser beiden Gruppen im Sinne einer Ver- wandtschaft (Oltmanns [05] II, S. 15). VIII. Charales. Damit verlassen wir die eigenthchen Grünalgen und wollen noch einen Augenblick bei einer andern Pflanzenfamilie verweilen, die man im guten alten Sinne von »Algen« an dieser Stelle zu nennen pflegt, bei den Characeen. Nur ganz wenige Forscher haben die Cytologie der Characeen einiger- maßen erschöpfend behandelt. Man muß, um ein Gesamtbild von den Kernen dieser Familie zu bekommen, die Beobachtungen der einzelnen Forscher kombinieren. Der Characeenkern ist nach Johow (81) scharf gegen das Plasma durch eine Membran abgegrenzt. Nur an älteren Kernen vermißte Johow die Membran. Das Netzwerk des Kerns besteht, wie das besonders Stras- BURGER (07) hervorhebt, nicht etwa aus Waben, sondern aus Fäden. In den Knotenpunkten dieser Fäden liegt das Chromatin in Form von unregelmäßigen Körnern und Ivlümpchen. Sind diese Körner sehr fein, dann kann der Kern gelegentlich ganz homogen aussehen (Belajeff [94]). Jeder Kern besitzt mindestens einen Nucleolus. Dieser pflegt bei den weiblichen Geschlechtskernen (Debski [98], Goetz [99]) vacuolig zu sein. Die Kernteilung verläuft nach dem gewöhnlichen Muster. Die Chro- mosomen gehen aus einem Spiremfaden hervor und sind zur Zeit ihrer typischen Ausbildung homogen. Sie werden längsgespalten. Die Kern- spindel ist bipolar oder multipolar, je nach der Gestalt der Zelle. Diese bedingt auch die Richtung der Teiiungsfigur in der Zelle. Da der Nu- cleolus während der Teilung in Form von Bläschen aus dem Kern aus- gestoßen wird und Debski (97) das Vorch'ingen der Spindel von zwei solchen polaren Bläschen aus beobachtete, vermutet er einen genetischen Zusammenhang der Spindel mit dem Nucleolus. Die Zahl der Chromosomen ist natürlich für die ganze Familie nicht in einer Pauschalsumme anzugeben. Debski (97) zählte bei Cliara fragilis 24, Goetz (99) dagegen nur 16—18, Auch Strasburger (07) zählte 18 bei Chara fragilis und bei Chara crinita. Nitella syncarjM dagegen hat nur 12. Die von Debski beschriebenen polaren Ansammlungen, aus denen die Spindelfasern hervorgehen, haben, vdc er ausdi'ückhch betont, mit 60 Hermann von Neuenstein Centrosomen nichts zu tun. Solche wurden aber für Characeen des öfteren beschrieben. Schottländer (92) spricht von Attraktionssphären mit je zwei centrosomartigen Körnchen. Kaiser (96) sah an den Spindelpolen Centrosomen in Form von kleinen, nur wenig mehr als die Mikrosomen färbbaren Körnchen. Je zwei liegen beisammen und sind umgeben von einem hellen Hof. Während der Teilung soll eine deutliche Plasmastrah- lung vorhanden sein. Debski konnte aber nichts von solcher Plasma- strahlung sehen. Die Körnchen, die Kaiser als Centrosomen anspricht, sind auch sonst überall mit demselben hellen Hof im Plasma zu finden und dürften nichts zu tun haben mit Centrosomen. Die wirkliche Exi- stenz von Centrosomen bei Characeen harrt also noch der Bestätigung. In älteren Zellen der Characeen, hauptsächlich solchen, die sich nicht mehr weiter teilen, z. B. die Liternodialzellen und Hüllschläuche der Eizellen, finden keine Karyokinesen mehr statt, sondern nur noch Ami- tosen. Diese Amitosen erregten schon lange das besondre Interesse der Forscher und wurden bereits von Schmitz (79) beschrieben. Bei der Amitose oder Fragmentation spielt nach den übereinstim- menden Resultaten der Forscher der Nucleolus eine hervorragende Rolle. Er streckt sich in die Länge, wird nacheinander sichel-, ring- und schrauben- förmig und zerfällt schließlich ganz in einzelne Körner, die anfangs noch miteinander verbunden sind, nachher aber vollständig den Zusammen- hang verlieren. Der Kern hat sich währenddessen auch in die Länge ge- streckt, ist würfelförmig geworden und beginnt dann einzelne Lappen abzuteilen. Diese Lappen nehmen von den Zerfallsprodukten des Nu- cleolus in sich auf und bilden mit ihnen zusammen neue Kerne in der alten Zelle. Bisweilen findet eine neue Teilung statt, bevor die eben sich abschnürenden Fragmente selbständig geworden sind. Auf diese Weise kommen die wunderbarsten Formen von Zellkernen zustande. Die Kernmembran bleibt bei der Amitose unangetastet. Sie wird nur durchgeschnürt. Johow (81) beobachtete oft eine äquatoriale An- ordnung der aus dem Nucleolus bei der Amitose hervorgegangenen Körn- chen und deutete solche Bilder als Übergänge zwischen Mitosen und Ami- tosen, Doch konnte bald darauf Zacharias (85) mikrochemisch nach- weisen, daß im Nucleolus von Chara absolut kein Nuclein enthalten ist, daß also diese Körnchen mit Chromosomen auch nicht entfernt etwas zu tun haben können. Aber auch andre Gelehrte, so vor allem Debski (98), der sich am ausführlichsten mit Characeenkernen beschäftigte, teilen die Ansicht von Zacharias. Da die Amitosen immer nur in solchen Zellen auftreten, die ihre Tei- lungsfähigkeit verloren haben, so lag es am nächsten, die Fragmentation über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 61 als clie Äußerung einer Degeneration des Zelllierns, als eine senile Erschei- nung zu betrachten. Nun muß man aber bedenken, daß die Internodial- zellen der Characeen, die sich nicht mehr teilen, noch ganz beträchthch in die Länge wachsen, oft ums tausendfache ihrer ursprünglichen Größe (Debski [94]). Das gab Strasburger (07) Anlaß, die Amitosen anders zu erklären. Sie stellen nach ihm «nicht einen senilen Vorgang dar, viel- mehr ein Mittel, um gewisse Bestandteile der Kernsubstanz im Verhältnis zu der Massenzunahme des Cytoplasmas zu vermehren« (S. 40). »Die in Amitose eintretenden Kerne büßen ihre gestaltenden Funktionen in der Characeenpflanze ein und haben allem Anschein nach nur noch ernährungs- physiologischen Aufgaben obzuliegen« (S. 35). Dementsprechend würde sich auch unsre Erklärung der Amitosen bei Valonia und andern Siphonocladiaceen ändern. Da die Amitosen mit Sicherheit in allen nicht mehr teilungsfähigen, aber noch in die Länge wachsenden Zellen zu finden sind, bilden sie ein Charakteristikum der Characeen, das besonders im Rahmen der Algen in die Augen springt. Durch die HEiDENHAiNsche Hämatoxyhnfärbung, besonders nach vorausgegangener Fixierung mit Chromsäure, kann man sich leicht Präparate von amitotisch sich teilenden Kernen herstellen. Von meinen eigenen Beobachtungen habe ich dem schon Bekannten nichts hinzuzufügen. Die Characeen ähneln ihrem ganzen Kernbau nach mehr den höheren Pflanzen als den Algen. Besonders die oft multipolare Anlage der Spindel lockt zu diesem Vergleich. Dagegen weisen auch unzweideutige Merk- male auf die Algen hin. Das ist vor allen Dingen der haploide Kern der Characeen. Weder bei der Sperma- noch bei der EizeUenbildung konnte Debski (97, 98) eine Reduktionsteilung nachweisen und Strasburger (07) gibt für parthenogenetisch entstandene Zygoten von Chära crinita die haploide Chi'omosomenzahl an. Somit müssen wir für die vegetative Characeenzelle einen haploiden Kern annehmen. Die Diploidgeneration ist wie bei den Grünalgen auf den Ruhezustand, auf die Zygote be- scliränkt. Ein Generationswechsel, wie wir ihn bei den Moosen haben, mit denen man die Characeen eventuell noch zusammenbringen könnte, ist hier sicher nicht vorhanden. Eine Reduktionsteilung wurde bei keiner Characee noch nachgewiesen. Es ist kaum daran zu zweifeln, daß sie bei der Keimung der Zygote einsetzt — ganz so wie bei den Grünalgen. Wie wir aber bereits sahen, treten auch bei den Grünalgen schon Formen auf mit Kernen, die in nichts denen der höheren Pflanzen nach- stehen. Wir dürfen deshalb nicht fehlgehen, wenn wir, wie das auch bis- 62 Hermann von Neuenstein her geschehen ist, die Characeen näher zu den Algen stellen, als zu sonst einer Pflanzenfamihe. Freihch bringt auch die Cytologie kein Licht in das Dunkel, das ihre Abstammung umgibt. IX. Phaeophyceae. Von den beiden letzten großen Algenfamilien, den Phäophyceen und Rhodophyceen habe ich selbst keine Kerne gesehen. Beide Famihen sind aber besonders in neurer Zeit gründlich cytologisch erforscht, sodaß ich an der Hand der wichtigsten Ai'beiten einen Überblick über den Stand der Kernforschung bei diesen Famihen zu geben versuchen werde. Oltmanns ghedert die Phäophyceen in zwei Gruppen, die Phäo- sporeen und Cyclosporeen. Cytologisch können wir die beiden Gruppen aber zusammen besprechen. a) Bau des Kerns. Beim Phäophyceenkern finden wir ebenfalls alle die Elemente wie- der, die wir von den Kernen der höheren Pflanzen kennen und in derselben Anordnung wie dort. Der Kern stellt ein Gerüstwerk dar mit Chromatinkörnchen. Aus diesen Chromatinkörnchen gehen die Chromosomen hervor, und zwar ganz normal unter Spirembildung. Manche Forscher (Mottier [00], Wil- liams [04] für Didyota, Escoyez [09] für Stypocaulon) vermuteten, daß auch der Xucleolus irgend welchen Anteil an der Chromosomenbildung habe, vielleicht Versorgung mit Chromatin. Wahrscheinlicher ist aber, daß sich der Nucleolus während der Teilung auflöst. Da die Kernmembran sehr lange erhalten bleibt und bisweilen erst in der Telophase verschwin- den soll, hat man den Nucleolus auch in Beziehung gebracht zu der Spindel- bildung (Williams [04] Dictyota, Strasburger [97] Fucus). Die Frage nach der Entstehung der Spindel ist hier überhaupt sehr umstritten. Yamanouchi (09), der eine sehr eingehende Studie über Fucus veröffent- hchte, will die Sache dahin entscheiden, daß man den Ursprung der Spindel im Cj^toplasma, speziell dessen Kinoplasma, sucht. Nur deshalb, weil die Kernmemljran so lange erhalten bleibt, könnte man auf den Gedanken kommen, die Spindel intranuclear entstehen zu lassen. Da die Phäo- phyceenkerne weitgehende Ähnlichkeiten haben mit den Kernen der höheren Pflanzen, so ist nach allem, was wir von dort über die Entste- hung der Spindel wissen, anzmiehmen, daß die Ansichten von Yama- NoucHi (09) und ebenso von Swingle (97) und Escoyez (09) richtig sind. Die abweichenden Angaben von Farmer, Williams (96, 98), über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutimg für ihre Systematik, 63 Williams (04) und Nienburg (10) sind aber leicht erklärlich durch die große Persistenz der Kernmembran. Was wir über die Anzahl der Chromosomen wissen, das sei hier zu- sammengestellt. SwiNGLE (97) zählte ])ei Stijpocaulon scoparium 20—40, während EscoYEZ (09) für dieselbe Pflanze nur 16 als haploide Chromosomenzahl feststellte. Dictyota hat nach übereinstimmenden Angaben von Mottier (07) und Williams (04) 16 Chromosomen. Dagegen widersprechen sich die Resultate bezüglich Fucus sehr. Farmer, Williams nahmen 10—12 als die haploide Zahl an für Fucus vesiculosus und pJatycarpus, sowie Äscophyllum. Strasburger (97) zählte 16 für Fucus platycarpiis, während Yamanouchi (09) genau die doppelte Anzahl Chromosomen in der Haploidgeneration von Fuciis vesiculosus fand. Cystosira Mrbata hat nach Nienburg (10) 18—20 Chromosomen in der X-Generation, CuÜeria nach Yamanouchi (09) 24. Die Chromosomen gehen unter Bildung eines Fadens aus dem Netz- werk des Kerns hervor uiul verhalten sich auch im Verlauf der w^eiteren Teilung wie die gleichnamigen Gebilde höherer Pflanzen. Nur bei der Reduktionsteilung in der Antheridiummutterzelle und im Oogonium von Fucus scheint die Bildung der Chromosomen nach Yamanouchi (09) in etwas abweichender Weise vor sich zu gehen. Dort legen sich nämlich im Stadium der S}niapsis nicht einzelne Kernfäden pa- rallel nebeneinander und verkürzen sich zu Doppelchromosomen, sondern die Kernfäden ])ilden eine Anzahl von SchUngen von der Kernwand aus ins Innere des Kerns. Die beiden Schenkel einer solchen Schlinge geben dann durch Verschmelzen ein Doppelchromosom. Darauf findet keine Längs- spaltung der Doppelchromosomen statt, sondern diese bilden als Zweier- gruppen die Kernplatte, Durch Auseinanderweichen und Verklumpen (mit darauffolgender Vacuohsation) der Chromosomen, deren jedes früher einem Arm einer Schhnge entsprach, werden die Tochterkerne gebildet. Die eigentliche Längsteilung der Chromosomen erfolgt somit erst in der zweiten, der homöotypischen Kernteilung. Ich versage mir die Schilderung des Verlaufs der Kernteilung bei den Fucaceen, überhaupt bei den Phäophyceen, da er außer kleinen Abweichungen nicht verschieden ist von dem V(^rlauf der Kernteilung, wie wir ihn nun schon oft beschrieben haben. Dagegen müssen wir im Anschluß an den Kern noch ein Zellorgan besprechen, das allem Anschein nach bei allen Phäophyceen vorkommt und bei der Teilung eine wichtige Rolle spielt, das Centrosom. 64 Hermann von Neuenstein Das Centrosom liegt nach Strasburger (97), der es bei Shjpocaulon scopariuni während der ganzen Kernteilung verfolgte, der Kernmerabran dicht an. Es hat die Gestalt eines kleinen Stäbchens und bildet den Mittel- punkt einer Plasmastrahlung. Die Plasmastrahlen verschmelzen im engeren Umkreis des Centrosoms zu einer homogenen Plasmamasse, die wie ein heller Hof um das Centrosom aussieht. Strasburger nannte diesen Hof die Astrosphäre. SwiNGLE (97) sah das Centrosom in den Zellen von Stypocaulon auch im Ruhezustand. Bei beginnender Kernteilung lagen zwei stäbchen- förmige Centrosomen oft dicht neben einander. Daraus schloß Swingle, daß die Centrosomen durch Teilung aus einem einzigen hervorgingen. Er konnte aber ebensowenig wie später Escoyez (09) die Teilung selbst sehen. Escoyez bestreitet überhaupt die Controsomennatur dieser Stäb- chen, und zwar deshalb, weil ihre Zahl sehr wechseln kann. Er beob- achtete nämlich des öfteren mehrere Stäbchen an Stelle eines einzigen. Er mißt ihnen keine weitere Bedeutung be als den Mikrosomen, die im übrigen Zellplasma zahlreich zu finden sind und nennt sie »corpuscules centraux«, weil sie im Gegensatz zu gewöhnlichen Mikrosomen im Mittel- punkt einer Plasmastrahlung hegen. Da aber auch Strasburger (92) und HuMPHREY (94) für die nahe verwandte Sphaecelaria Centrosomen be- schiieben mit Plasmastrahlung und Astrosphäre, so liegt der Schluß nahe, daß das Centrosom doch ein beständiger Begleiter der Phäosporeen- kerne ist. Escoyez selbst hatte ja eine Plasmastrahlung beobaichtet und diese kennen wir fast ausschheßlich im Zusammenhang mit Centrosomen. Zudem wurden Centrosomen auch für eine Menge Cyclosporeen beschrie- ben. Speziell über Fiicus sind so viele neuere Arbeiten da, welche über- einstimmend ein Centrosom erwähnen, daß an dessen Vorhandensein nicht mehr zu zweifeln ist. Das Centrosom ist sogar nach Yamanouchi (09) ein dauernder Bestandteil der Zelle. Bei der Kernteilung spaltet sich zuerst das Centrosom der Länge nach. Ein Tochtercentrosom rückt dann der Kernmembran entlang etwa 180° von dem andern weg. Beide stehen im Mittelpunkt von Plasmastrahlungen und haben wahrscheinhch kine- tischen Einfluß auf die Teilungsfigur, in dem Sinne, als die Spindel von ihnen aus in die Teilungsfigur vordi'ingt. Auch bei Dictyotaceen scheint das Centrosom ein dauernder Bestand- teil der Zelle zu sein. Wie Mottier (98) sah, hat es hier die Gestalt eines gekrümmten Stäbchens, dessen konvexe Seite dem Kern zugewendet ist. Ob die zwei Centrosomen, die bei der Teilung zu sehen sind, welche auf die Befruchtung der Eizelle folgt, durch Teilung aus einem einzigen zur Eizelle gehörigen Centrosom entstanden sind, oder ob eines von ihnen vom über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 65 Spermakern eingeschleppt wurde, das ist noch nicht entschieden. Stras- burger (97) neigt zu der Ansicht, daß das eine Centrosom vom Sperma- kern herrührt, während Farmer, Williams (98) nur insofern das Cen- trosom mit dem Spermatozoid in Beziehung bringen, als sie glauben, daß vielleicht die Befruchtung den Stimulus zu seiner Bildung geben könnte. Strasburger wird wohl recht behalten. Denn Yamanouchi (09) bringt einige Figuren, in denen die Teilung eines durch zwei Spermatozoiden befruchteten Eikerns abgebildet ist. Dort sah er deutlich drei Centro- sonien. Mithin müssen wir annehmen, daß jedes Spermatozoid sein Centrosom mitliringt. Yamanouchi beobachtete das Auftreten des zweiten Centrosoms auch genau an der Stelle, wo das Spermatozoid durch die Membran in das Ei eindrans:. b) Verhalten der Kerne beim Sexualakt. Wie überall, so besteht auch hier die Befruchtung in der Verschmel- zung eines Spermakerns mit einem Eikern. Docli ist es speziell bei der Familie der Fucaceen gar keine Seltenheit, daß mehrere Spermakerne mit dem Eikern verschmelzen. Wo mehrere Spermatozoide die Befruchtung vollführen, ergibt sich natürlich eine viel größere Chromosomenmasse im Verschmelzungskern. Eine solche Zunahme der Chromosomenmasse hatte bereits Strasburger (97) beobachtet, aber falsch gedeutet. Er glaubte, der Eikern würde sich nach der Befruchtung teilen und die Teil- produkte sich wieder vereinigen. Auch Oltmanns (89) hat etwas Derar- tiges beschrieben. Dem gegenüber konnte nun Yamanouchi das Ein- dringen mehrerer Spermatozoiden in das Ei beobachten und auch Ab- bildungen geben von der auf die Befruchtung folgenden Teilung, Was Yamanouchi darüber schreibt, gebe ich mit seinen eigenen Worten wie- der: »In cases of polyspermy, when two sperms enter the egg nucleus, two centrosomes appear in the two spots, where the sperms entered, when three sperms have entered, there are tliree centrosomes. In cases of bispermy there are developed three poles, and in cases of trispermy (fig. 76) f our poles (fig. 77) are present ; for one pole has already appeared before the sperm enters. In the nucleolus with three poles, there are tripolar spindles, and 96 chromosomes become distributed upon the three spindles. The chromosomes split longitudinally at the metaphase, and at telophase two sets of 32 chromosomes meet at each of the three poles to form the three daughter nuclei. In a quadripolar spindle (fig. 78) 128 chromosomes are distributed upoH six spindles, and each of the four poles receives three sets of Archiv f. ZeUforschung. XIII. 5 66 Hermann von Neuenstein daughter chromosomes, iiumbering 21, 21 and 22 (fig. 79 b), to form daughter iiuclei (p. 185). « Im ersten Falle, wo zwei Spermakerne ins Oogon eindringen, werden also 96 Chromosomen durch drei Spindeln (Halbspindebi) auf drei Tochter- kerne verteilt. Das ist leicht zu verstehen. Natürlich muß man annehmen, daß die väterhche und mütterhche Erbsubstanz nach vorausgegangener Mischung gleichmäßig den di'ei Kernen zugeteilt wird. Kompüziert wird die Sache erst, wenn di-ei Spermakerne mit einem Eikern verschmelzen. 256 Dann werden 128, bzw. -^ Chromosomen auf vier Tochterkerne ver- teilt. Dabei treten nach Yamanouchi sechs Spindeln auf und nicht vier. Die notwendige Folge ist dann, daß diese sechs Spindeln nicht gleiche Wertigkeit haben. Vier von ihnen transportieren je zweimal 21 Chromo- somen, die beiden andern je zweimal 22 nach den Polen. Schematisch kann man sich die Sache etwa so verbildlichen: Textfig. 19 und 20. Jeder der vier Tochterkerne bekommt seine Chromosomenmasse von drei Spindeln zugeführt und hat im ganzen 64 Chromosomen. Es fragt sich nun, ob das ganz bestimmte Spindeln sind, welche 22 Chromosomen befördern (in meinem Schema die Diagonalen). Eine Gesetzmäßigkeit nmß ja da sein, weil sonst zu leicht die Chromosomen in ungleicher Zahl auf die Tochterkerne verteilt würden, etwa 65, 64, 64, 63. Eigentlich sollte man annehmen, die Natur würde den einfachsten "Weg betreten und nur vier Halbspindeln ausbilden, die gleichwertig untereinander sind, d. h. gleich viele Chromosomen befördern. Yaivianouchi sah aber sechs Spindehi. Folglich kann man sich die Sache nur auf obige Weise erklären. Ungelöst ist aber dann noch das Problem, wie die Chromosomen auf die Spindeln verteilt werden. Die Chromosomen, die auf einen Tochter- kern kommen, müssen ja sowohl mütterhche als väterhche sein. Die Verteilung der Erbsubstanz geschieht nicht etwa willkürhch, sodaß die Tochterkerne nur quantitativ, nicht quahtativ übereinstimmten. Denn über den Bau des Zellkerns bei den Algen luid seine Bedeutung für ihre Systematik. 67 Yaäianouchi konnte kurz nach der Verschmelzung der Kerne männ- liche und \Yeibliche Kernsegmente nicht mehr von einander unterscheiden, so gründlich waren sie vermischt. Polyspermie scheint bei Fucus sehr häufig vorzukommen, sodaß es schon möglich ist, über die cytologischen Vorgänge dabei Näheres zu er- fahren. Der Eikern hat nach erfolgter Befruchtung 64 Chromosomen. Diese Zahl wrd beibehalten durch das ganze vegetative Leben. Die Reduktions- teilung, wie sie oben geschildert wurde, findet bei Fucus erst statt bei der Bildung der Geschlechtsorgane. Auf die dabei unvermeidUche Tetraden- teilung folgen noch eine Menge weiterer Teilungen in den Antheridien: Es entstehen zahlreiche (meist 64) Spermatozoiden. Dagegen folgt in allen Ooogonien der Fucaceen nur noch eine Teilung auf che Tetraden- teilung, wir haben acht Kerne. Diese sind al)er meist nicht alle befruch- tungsfähig. Schon Oltmanns (89) hat darauf besonders sein Augenmerk gerichtet. Sieben Kerne degenerieren sehr häufig, nur einer harrt der Befruchtung. Es ist anzunehmen, daß auf früheren Entwicklungsstufen überall acht befruchtungsfähige Eier ausgebildet wurden. Anders kann man sich das Vorhandensein von acht Kernen, von denen nur vier durch die Reduktionsteilung entstehen, nicht erklären. Außerdem bilden die meisten Vertreter der Gattung Fucus wirklich noch acht Eier aus und beseitigen dadurch alle Zweifel. Im übrigen kann man aber in dieser Be- ziehung für die Familie der Fucaceen keine allgemein gültige Regel auf- stellen. Gardner (10) hat sich kürzlich mit dem Schicksal der durch die Reduktionsteilung entstehenden Kerne beschäftigt und fand, daß die Natur hier innerhalb einer Familie verschiedene Typen ausgebildet hat. Fucus evmiescens (als Vertreter von )->Fucus^i) bildet zu allen acht Kernen je eine Zelle aus. Wir haben im ganzen acht Oosphären (befruchtungs- fähige Eier). AscopliyUum nodosum (Oltmanns) läßt vier Kerne degene- rieren und hat nur vier Oosphären. Bei Pelvetia cancilicuJaia (Oltivianns) und Pelvetia fastigiafa gehen nur zwei Oosphären aus dem Oogon hervor. Die sechs überflüssigen Kerne werden ausgestoßen und degenerieren zwischen den beiden Oosphären. Noch weiter gehen Hesperophycus Harveyanus und Pelvetiopsis limitata, die nur zu einem Kern eine Oosphäre ausbilden. Die sieben andern Kerne werden von dem Oogonium als Minia- turzelle mit etwas Plasma abgeschnürt und gehen nach einiger Zeit zu- grunde. Bei Cystosira Osmundacea, Cijstosim larlata (Nienburg [10]) Sargassum linifoUum (Nienburg [10]) und Himantlialia lorea (Olt- manns) werden sieben Kerne an der Peripherie der Oosphäre aus- gestoßen. Auch hier ist nur ein Kern empfängnisfähig. 68 Hermann von Neuenstein e) Generationswechsel. Von der Bildung der Geschlechtsorgane bis zur Befruchtung ist die Pflanze haploid, sonst immer diploid. Das gilt für Fucus. Andre Cyclospo- reen, die Dictyotaceen, haben dagegen zwei ungefähr gleichwertige Gene- rationen, die in regelmäßigem Wechsel auf einander folgen. Das hat HoYT (10) direkt durch Kulturversuche festgestellt. Die Tetrasporen bildende Generation hat diploide Kerne, die Geschlechtsorgane bildende haploide. Die Reduktion erfolgt bei der Bildung der Tetrasporen, und zwar bei der ersten Teilung der Tetrasporenmutterzelle. Ob dagegen CuÜeria und Äglaozonia Generationen ein und derselben Species darstellen oder Wachstumsformen sind ähnlich wie Ba'racJw- spermum und Chantransia, das ist heute noch nicht aufgeklärt, trotzdem Yamaxouchi (09) nachwies, daß Cutleria die haploide, Äglaozonia die diploide Generation ist. Culferia wäre also der Gametophyt, Äglaozonia der Sporophyt. Die Reduktionsteilung setzt ein und wurde von Yama- NoucHi beschrieben bei der Bildung der Zoosporen auf Äglaozonia. Zweifel- los stimmt diese Theorie von einem Generationswechsel in bezug auf che Cytologie. Aber damit sind die alten Beobachtungen von Kuckuck, Falkenberg, Sauvageau u. a. (Oltmanns I, 405), welche die Entstehung von Aglaozonien auf ganz jungen Cutlerien ohne Bildung von Geschlechts- organen und auch andre Modifikationen beobachteten, noch nicht wider- legt. Es melu-en sich überhaupt in neuerer Zeit die Beobachtungen, daß die beiden Generationen nicht nur bei Cutleria und Äglaozonia, sondern auch bei andern Algen, ich erwähne nur Polysiplionia — Rigg and Dalgity (12); Grijjitliia — Lewis (09) — nicht unl)edingt alternieren müssen, daß nicht die eine Generation auf das Endstadium der andern folgt, sondern daß bisweilen Tetrasporen an Geschlechtspflanzen oder Geschlechts- organe an Tetrasporenpflanzen auftreten. Bis jetzt wurde aber noch keiner dieser Fälle cytologisch untersucht. Es sind uns also nur Fälle bekannt, wo die Reduktionsteilung bei der Bildung von Fortpflanzungs- zellen, also am Ende einer Generation, auftritt. Damit ist natürlich nicht gesagt, daß sie nicht auch auf irgend einem Entwicklungsstadium im vege- tativen Leben einsetzen könnte. Sollte diese Möghchkeit da sein, dann müßte sich unsre Vorstellung vom Generationswechsel wesentlich ändern (Davis [10]). Daß che Geschlechtsorgane bei Fucus auf der diploiden Generation gebildet werden, Idingt etwas befremdend. Das war auch der Grund, weshalb Lotsy (07), wahrscheinlich lieeinflußt durch eine kurz zuvor erschienene Arbeit von Miss Simons (06), nicht glauben wollte, daß der über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 69 Thallus der Fucaceen eine 2 x Generation sei. Nach Simoxs (06) sollte nämlich der Oogonkern von Sargassum direkt, ohne Reduktionsteilimg, zum Eikern werden. Nienburg (10) konnte aber auch hier eine regel- rechte Reduktionsteilung und die Entstehung von acht Kernen nach- weisen, von denen sieben degenerierten. Nur fand das alles nicht inner- halb der Konzeptakeln statt, sondern erst außerhalb, wo Miss Simons wahrscheinlich nicht gesucht hatte. d) Systematische Bedeutung des Kerns. Der diploide Kern des Fucaceenthallus und die Reduktion bei der Bildung der Geschlechtsorgane erinnert sehr an höhere Pflanzen. Er bestätigt die Auffassung der Systematiker, Fucus als Endglied der Phäo- phyceen aufzufassen. Durch den gut ausgeprägten Generationswechsel zeigen die Phäo- phyceen mehr Anklänge an Moose und Farne als an Algen. Es gibt nur wenig Gruppen unter den Algen, die mit Phäophyceen Ähnlichkeiten im Bau des Zellkerns aufweisen. Für die Braunalgen ist das Centrosom mit seiner Plasmastrahlung als Zellorgan sehr charakte- ristisch. Centrosomen als Zellorgane haben wir — mit Sicherheit — nur noch bei den Diatomeen kennen gelernt. Das Vorhandensein eines Cen- trosoms scheint auf den ersten Blick auch Ähnlichkeiten zwischen den beiden Famihen darzutun. Doch bezeichnet man in beiden Familien mit Centrosom nicht dasselbe. Den Diatomeen fehlt nämlich die für die Phäo- phyceen so charakteristische Plasmastrahlung. Man muß also annehmen, daß sich das Centrosom in diesen beiden Familien zu ganz verschiedenen Zeiten entwickelte. Die Diatomeen sind infolge ihres Kieselpanzers eine sehr stabile Gruppe, die bereits im Karbon in denselben Formen vor- kommt wie heute. Bei ihnen blieb das Centrosom auf dem Stadium stehen, da es noch ausschließlich als Teilungsorgan wirkte, während es- bei den Phäophyceen zu einem Organ wurde, das auch in der Ruhe einen energetischen Einfluß auf die Zelle hat. Das beweist die Plasma- strahlung. Die Hauptgruppe der Braunalgen, die Fucaceen, sind fast ausschheß- lich diploid. Die Haploidgeneration ist, wie wir wissen, sehr reduziert. Dasselbe gilt für die Diatomeen. Aber da spricht gegen eine Verwandt- schaft, daß wir in den Fucaceen die höchst entwickelten Phäophyceen vor uns haben, die nicht nur im vegetativen Aufbau, sondern vor allen Dingen in den hoch entwickelten Geschlechtsorganen himmelweit von den Diatomeen entfernt sind. Das Natürlichste wäre, die Diatomeen an niedrigstehende Phäophyceen anzuschheßen, und sie etwa an den An- 70 Hennann von Neuenstein fang der Phäosporeenreihe zu stellen. Ob liier aber cytologische Über- einstimmungen vorhanden sind, das ist kaum zu sagen, da wir über die Cytologie der Ectoparpeen — abgesehen von einer Erwähnung des Kerns von Pleurocladia Ucustris bei Klebahn (95) und Wille (95) — gar nichts wissen. Jedenfalls ist es sehr gewagt, die Diatomeen mit den Phäosporeen derart zusammenzubringen. Die Analogien, die zwischen l)eiden Famihen gegeben sind durch die braune Farbe der Chromatophoren, durch den diploiden Kernbau und das Centrosom, geben uns aber das Eecht, die beiden Gruppen etwas näher aneinanderzuschUeßen, als man das bisher getan hat. Jedenfalls ist es richtiger, die Diatomeen an die Phäophyceen anzulehnen, als sie mit den Konjugaten zusammenzubringen. Das haben wir oben schon besprochen. Freilich stößt eine gemeinsame Ableitung der Phäophyceen und Bacillariaceen, etwa aus den Chrysomonaden, besonders bei den Kieselalgen auf große Schwierigkeiten. X. Rhodophyceen. a) Bau des Kerns. Im Bau ihrer Kerne zeigen die Vertreter dieser formenreichen Familie am wenigsten Einheitlichkeit von allen Algen. Ich halte es für das Zweck- mäßigste, der Besprechung der Ehodophyceenkerne einen in tabel- larischer Zusammenfassung gegebenen Überblick vorauszuschicken (s. Tabelle S. 71). Einen richtig »normal« gebauten Kern mit Netzwerk und Chromatin- körnchen finden wir nur bei Polijsi'plionia und Delesseria. Meistens scheint das Netzwerk des Kerns sehr reduziert zu sein, wenn es nicht ganz fehlt. Bei Antithamnion soll es erst im Alter auftreten (Schiller [11]), während in der Jugend nur Chromatinkörner im Kern zu sehen sind, wie bei Co- rallina (Davis [98]) zeitlebens. Typische Karyosomkerne, wie wir sie bei Spirogyra und Sphaeroplea kennen gelernt haben, werden für Nemalion und Griffithsia beschrieben. Dem Bau des ruhenden Kerns entsprechend geht dann auch die Bil- dung der Chromosomen vor sich. Bei CoralUna, Polijsiplionia und De- lesseria entstehen sie durch Zusammenlegen der im Netzwerk vorkommen- den Chromatinkörner. Spirembildung wurde nur selten beolmchtet. Offenljar kommt das nur bei der Reduktionsteilung und in männlichen Pflanzen von Polysiplionia vor. In den Karyosomkernen pflegt der stark färbbare Nucleolus an Fäden im Kern aufgehängt zu sein. Gewöhnlich sind diese Fäden alles, was an Stelle eines Netzwerks zu sehen ist; der Kern hat das Aussehen eines über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 71 13 '3. a ■ S P -^ o 3 a -t^ 'S i^ ® a SJ PL, O dj fc< OQ ;-i Ol O :t3 173 <» 5£ a ü 2 S bi; a 'S S 'S rt P jr! =5 o .d ^ s- oj •" r3 Pl( -C3 •^'2 .2 o o ö aj OJ t^ O) ►> a 03 JS^ "Ö 2 ÖD Ph S a S I ö 2 ^ g i s 2 i O O) «5 eä o j^ s a o -= P S '^ t- = rt rt 3 -^ " ^ Ph ü c3 'S .9 'S, a ^ o a ^ !5 <3- es a 03 c3 'S, O ü u 03 I» 'S a a es e3 'ä a es ,=1 tS3 W o CD CO a o O >-. 05 Ol a es o a a 02 •■C a a 53 o a o OS O in es es g O a es g o a t 9 a . V TS a > -tJ bC S ^ j: a 05 a a a -u a^ j; ;-i ^ es « bß 2 r^ es ach bild S 'S a " es *i .2 1 o; s & ^^ ;.- a >■> H-J r;) ra :sl ;z; Ol !z :x: a o a a> o 0^ a , OJ CQ es OJ b g 'S es s J3 W « 73 'n § a § a O) a o bß 2 bß a o 2? '^ a n= 02 0^ -a bß m es 03 ^ Sic ü 02 a -1^ OJ 03 a 3-ä ■^^ I a 3 o .-< a 03 a S '^:2 03 a N es ^ I e CS a 02 es 'p< O O g Nemalion Hehniiitho Ö -<> ;^ < (» > ;= <; M CO O Ö — -^ o Sg_ CS a Ol es o ® s g -O ^ 03 a '^ a S a J S - ä a ,a 03 'S " i^ ■ ^ '02 CS W o e- H S m s^ Pi •^ U <4> CO h-J H a CO ü > Oi CB 72 Hermann von Neuensteiii Bläschens. An den vom Nucleolus ausgehenden Fäden wandern die Chro- mosomen, die hier natürUch aus dem Nucleolus entstehen, in den Kern- raum hinaus und machen dort ihre weitere Teilung durch. Der Chromo- somenbildung bei Nemalion soll nach Wolfe (04) auch die Bildung eines Spiremfadens vorausgehen. Aber nicht nur bei den Karyosomkernen, sondern auch l^ei »normal« gebauten Kernen der Florideen scheint der Nucleolus nach der jüngsten Ai'beit von Svedelius eine nicht zu unterschätzende Eolle bei der Chro- mosomenbildung zu spielen. Denn Svedelius beobachtete das Einwan- dern der Chromosomen im Stadium der Synapsis in den Nucleolus. Merk- würdigerweise ist aber der Nucleolus vor und nach diesem Stadium farb- los. Bei der Wiederherstellung der Tochterkerne wird dann nicht alle Chromosomensubstanz zur Bildung des Netzwerks verwendet, sondern ein kleiner Teil, eine Restsubstanz beteiligt sich in ähnlicher Weise am Aufbau des Nucleolus, wie ich es oben für Microsjjora beschrieb. Viel umstritten ist auch die Frage nach der Herkunft der Kernspindel. Lewis und Yamanouchi sind für einen intranuclearen Ursprung. Des- gleichen Wolfe. Dagegen soll sie nach Davis aus Cytoplasma entstehen, das sich während der Teilung an den Polen ansammelt. Weitere Einzelheiten bei der Kernteilung übergehe ich. Das schon Gesagte mag genügen, um auf die Verschiedenheiten der bei Florideen vorkommenden Kerne hinzuweisen. Nur das zuweilen beobachtete Centrosom verdient noch besondere Beachtung im Hinblick auf die im vorhergehenden Kapitel besprochenen Braunalgen. Seine Existenz ist nicht für alle Florideen nachgewiesen. Wolfe (04) beobachtete bei Nemalion ein Centrosom mit hellem Hof aus hyalinem Plasma auch im Ruhezustand. Lewis (09) suchte bei Griffithsia ver- gebhch nach einem Centrosom sogar während der Kernteilung. Er konnte nur Polklappen aus Protoplasma finden. Die wurden auch von Svede- lius (11) für Delesseria beschrieben. Doch soll dort ausnahmsweise auch ein Centrosom vorkommen, aber ohne Plasmastrahlung. Dagegen dürfte Pohjsi-phonia wenigstens wälu*end der Teilung ein Centrosom besitzen, das aber beim Erscheinen der Centrosphäre, ohne Plasmastrahlung ge- zeigt zu haben, wieder verschv^inden soll. Seltsamerweise fand jedoch Yamanouchi (06) bei der Teilung des befruchteten Eikerns, bei der die Centrosomen für gewöhnlich besonders gut in Erscheinung treten, weder ein Centrosom noch eine Centrosphäre. Eine Centrosphäre ohne Centrosom und Plasmastrahlung beschrieb Davis (98) für Corallina. Sie trat aber nur während der Prophase der über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 73 Teilung auf, und zwar gleich in der Zweizahl. Die beiden Centrosphären entstanden unabhängig von einander aus Protoplasma, das sich in größeren Mengen an zwei Kernpolcn angesammelt hatte. Nach vollendeter Kern- teilung verwandelten sich die beiden Centrosphären wieder in Plasma zurück. Allem Anschein nach spielen die Centrosomen bei den Rhodophy- ceen keine so bedeutende Rolle wie bei den Phäophyceen. Vor allen Dingen fehlt ihnen eine Plasmastrahlung. Außerdem sind die Centrosomen der Florideen sehr vergängliche Gebilde, die — mit einziger Ausnahme von Nemalion — bei jeder Teihmg neu gebildet werden und nachher wieder verschwinden. Wenn irgendwo, so könnte man hier Zweifel an der Centrosomennatur solcher Gebilde äußern. In neuerer Zeit bestreitet auch SvEDELius ihr Vorhandensein. Er sah zwar manchmal an den Spindel- polen stark färbl)are Punkte, die man als Centrosomen ansprechen könnte. Sie waren aber ohne jeden Einfluß auf das umgebende Cytoplasma und hatten keine Bedeutung für die Spindel. Dagegen scheinen überall wenigstens Andeutungen von Centrosphären vorzukommen (Polkappen). b) Cytologie der Befruchtung und Keimung. Das Verhalten der verschiedenen Florideen bei der Befruchtung und Keimung wurde in sehr geschickter Weise von Schmitz (83) zu systema- tischen Zwecken verwertet. Die von ihm (speziell nach dem Verhalten der sporogonen Fäden) aufgestellten fünf Gruppen dürften der natürhchen Zusammengehörigkeit bedeutend näher kommen, als die Einteilung, die man früher traf, indem man bei den Florideen rein äußerlich nach der Anordnung ihrer Seitenzweige an dem Hauptstamm einen Springfaden- typns unterschied und einen Centralfadentypus. Über die Sexualität der Florideen hat man schon viel gestritten. Ursprünghch war man geneigt, eine doppelte Befruchtung anzunehmen. Die Verschmelzung der sporogenen Fäden mit den Auxiliarzellen faßte man seit Schmitz (83) als einen zweiten Befruchtungsvorgang auf, bis Oltmanns (98) nachwies, daß das nicht stimmt. Es handelt sich nämlich dabei nur um eine Art Parasitierens des sporogenen Fadens auf der Auxiliarzelle. Kernverschmelzungen finden keine statt. Die Kerne der fusionierenden Zellen halten sich sogar in »respektvoller« Entfernung von einander. Es war lange Zeit gar nicht so selbstverständlich, daß die Befruch- tung auch l)ei den Florideen in der Verschmelzung eines Spermakerns mit dem Karpogonkern besteht. Noch 1896 sah Davis in der Vereinigung 74 Hermann von Neuenstein von Spermaplasma mit Plasma der Tricliogyne die eigentliche Befruch- tung. Erst ScHMiDLE (99) bewies mit ziemlicher Sicherheit eine Vereini- gung von Spermakern und Eikern. Aber auch er konnte die Vereinigung selbst noch nicht sehen. Dagegen wissen wir von ihm, daß die Spermatien von Bafraclw- spermum zur Zeit ihrer Ankunft an der Trichogyne zweikernig sind. AVenn beide Kerne oder gar mehrere Spermatiumkerne in die Trichogyne ein- dringen, dann degenerieren alle, bis auf einen, der che Befruchtung voll- zieht. Denn die doppelte Anzahl der Spermatien an der Trichogyne war immer nur um eins größer als die Zahl ihrer Kerne. Folglich muß der fehlende Kern sich mit der Eizelle vereinigt haben. Daß dem wirklich so ist, daran wird wohl niemand zweifeln. Wolfe (04) betrachtet die Spermatien der Rhodophyceen als Anthe- ridien, und zwar deswegen, weil jedes Spermatium seinen Kern vor oder bei der Ankunft auf der Trichogyne noch einmal teilt, sozusagen also zwei befruchtungsfähige Individuen umschließt. Kurssanow (09) beob- achtete dagegen bei Nemalion stets nur einen Spermatiumkern. Die Sper- matien von Polysiphonia sollen nach Yaälvxouchi sicher einkernig sem. Wahrscheinlich verhalten sich einzelne Gattungen verschieden. Bei Ba- trachospermum scheinen mit ziemlicher Sicherheit zwei Kerne in den reifen Spermatien zu sein. Diese wurden wenigstens von fast allen Forschern gesehen, wenn auch recht verschieden gedeutet, Davis (96) und Oster- HOUT (00) betrachten z. B. che Zweikernigkeit der Spermatien als Dege- nerationserscheinung, hervorgerufen durch Fragmentation , wälu'end Wolfe die beiden Kerne als das Produkt einer vollwertigen Mitose betrachtet und dementsprechend das Spermatium als Antheridium auf- fassen konnte. Sicher ist, daß nur ein Kern die Befruchtung vollzieht. In die Trichogyne können mehrere Spermatiumkerne eindringen. Doch gehen dort alle bis auf einen, den Befruchtungskern, zugrunde. Poly- spermie, wie sie bei Fucaceen häufig ist, wurde für Rhodophyceen noch nicht beschrieben. Zur Zeit des Einwanderns in die Trychogyne sind im Spermakern keine Chromatinkörnchen in einem Netzwerk zu sehen, sondern bereits 20 stäbchenförmige Chromosomen. Vor der Befruchtung wandert der etwas größere Karpogonkern dem Spermakern entgegen. Entsprechend dem Spermakern teilt sich auch der Eikern vor der Befruchtung in zwei: Der eine von diesen wird zum befruchtungsfähigen Karpogonkern, der andre wandert aus in die Trichogyne. Das melden übereinstimmend Yamanouchi für Polysiphonia und AYolfe für Nemalion. Allerdings führt dieser Trichogpikern ein sehr vergängliches Dasein. Er degeneriert über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ilire Systematik. 75 noch vor der Befruchtung und zerfällt in einzelne Körner. Das sind die »Richtungskörper«, die Schmitz (83) beschrieb. Sobald die Befruchtung vollzogen ist, grenzt sich das Karpogon gegen die Trichogyne durch eine Membran ab. Die Trichogyne degene- riert dann allmählich. Sie hat also hier nicht den Charakter einer selb- ständigen Zelle wie das gleichnamige Geliilde der Flechtenpilze. Das hatte bereits Osterhout (00) richtig erkannt. e) Generationswechsel. Die Geschlechtsorgane finden sich bei allen Rhodophyceen auf dem haploiden Thallus. Bei der Bildung der Geschlechtsprodukte kann also keine Reduktionsteilung stattfinden, wie das bei Fucus der Fall war. Durch den Sexualakt entsteht eine diploide Generation, welche bei den Nemahonales, die wir für sich betrachten wollen, nur auf den Gonimo- blasten beschränkt ist. Schon bei der Karposporenbildung in den End- zellen der aus dem befruchteten Karpogon hervorsprossenden sporo- genen Fäden, wird die Zahl der Chromosomen auf die Hälfte reduziert. Die Haploidgeneration ist hier also bedeutend besser ausgebildet als die Diploidgeneration. Bei andern Untergruppen der Florideen sind die x und die 2 x Ge- nerationen ungefähr gleichwertig. Das ist dadurch möglich, daß in den Gang der Entwicklung eine Tetrasporengeneration eingeschaltet ist, welche — wie bei den Phäophyceen — der Haploidgeneration den Ursprung gibt. Dann sind die Karposporen noch diploid, verlieren zumeist aber ihren Zusammenhang mit der Geschlechtspflanze. Aus ihnen keimt eine neue Generation, welche sich habituell kaum von der Geschlechtspflanze unter- scheidet, der Sporophyt. Das Ende dieser Generation stellt die Tetra- sporenmutterzelle dar. Denn bei deren ersten Teilung findet die Re- duktion der Chromosomen statt. Die Tetrasporen sind bereits wieder haploid. Dieser Gang wurde von einer Reihe von Gelehrten für verschie- dene Florideen nachgewiesen. Ich erwähne vor allen Dingen Yama- NOUCHi (06) — Polysij)lionia\ Lewis (09) — Griffithsia; Svedelius (11) — Delesseria. Erinnern wir uns hier des für die Dictyotaceen geschilderten Ge- nerationswechsels, so können wir zwischen den Rhodophyceen und einer Reihe von Phäophyceen eine weitgehende Übereinstimmung im Modus des Generationswechsels feststellen, während es in dieser Hinsicht unter den Grünalgen gar keine Anknüpfungspunkte gibt. Bei den Rhodophyceen wird aber der Wechsel der Generationen gegenüber den Dictyotaceen da- durch etwas zugunsten des Sporophyten verschoben, daß zwischen die 76 Hermann von Neuenstein Betruchtung und die Keiiniing noch ein Zwischenglied eingeschaltet wird, die sporogenen Fäden. Bei den Dictyotaceen entsteht aus jedem befruch- teten Ei eine Tetrasporen tragende Generation. Bei den Rhodophyceen sind es deren viele, dank der Existenz der sporogenen Fäden, die an ihren Enden zahlreiche Karposporen bilden, aus denen je eine Tetrasporen- pflanze hervorgeht. Die Rhodophyceen haben also eine viel größere Ausbreitungsmöglichkeit als die Phäophyceen, selbst vielen Fucaceen gegenüber, welche mehrere befruchtungsfähige Eier ausbilden und außer- dem die Zahl ihrer Keinüinge noch oft durch Polyspermie vermehren ( Yamanouchi). Die sporogenen Fäden der Rhodophyceen bilden den Anfang der diploiden Generation. Sie sind allerdings noch nicht selbständig existenz- fähig, sondern sind zeitlebens an den Gametophyten gebunden. Die End- zellen der sporogenen Fäden wandeln sich aber in Karposporen um, welche nach einer Ruheperiode dann den eigentUchen, selbständigen Sporophyten liefern. Der Sporophyt der Rhodophyceen zeigt also gegenüber dem der Phäophyceen eine bessere Ausbildung. Er übertrifft ihn, sowie den ei- genen Gametophyten, an Lebensdauer um das Stadium der sporogenen Fäden. Stehen die Braun- und Rotalgen morphologisch auch ungefähr auf gleicher Organisationshöhe, so finden wir doch bei den Florideen, wenn auch nur in den ersten Anfängen, dieselbe Tendenz verwirkhcht, die sich nachher bei den Filicinen und Lycopodineen in erhöhtem Maße geltend macht: eine bessere Ausbildung des Sporophyten gegenüber dem Gametophyten. d) Systematische Bedeutung des Kerns. Man hat schon oft versucht, die Florideen an Coleochaete anzuschhe- ßen. Inwiefern das im Hinblick auf die Cytologie berechtigt ist, ist schwer zu sagen. Es scheint, als ließen sich in bezug auf den Generationswechsel Anknüpfungspunkte feststellen: Der Sporophyt ist aller Wahrschein- lichkeit nach bei den Coleochäten auf eine einzige Zelle beschränkt, die Zygote. Weiter haben es auch die primitivsten Rotalgen, etwa Porphyra, nicht gebracht. Darauf weist bereits Lotsy hin. Dagegen zeichnen sich alle andern Florideen durch den Besitz eines wohl ausgebildeten Sporo- phyten aus, der allerdings anfangs noch nicht selbständig ist, sondern während seiner ganzen Lebensdauer vom Gametophyten ernährt wird (Nemalionales). Leider wissen wir über den Bau des Zellkerns von PorpJiijra gar nichts, und die nächst Porphyra in Betracht kommenden Nemalionales haben offenbar einen Karyosomkern, den man gewiß nicht in Beziehung bringen über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihi-e Systematik. 77 kann zu dorn hoch entwickelten Kern der Coleochäten. Doch dürfen wir bei den Florideen auf den Aufl)au des Zellkerns nicht allzuviel Ge- wicht legen für systematische Zwecke. Denn so scharf diese Algenfamilie durch den gleichen Bau der Geschlechtsorgane und die Art der Befruch- tung als Gruppe für sich charakterisiert ist, so wenig harmonieren ihre einzelnen Vertreter im Bau ihrer Zellkerne. Von den fünf Unterabteilungen der Florideen, den Nemalionales, Cryptonemiales, Ceramiales, Gigarti- nales und Rhodymeniales stimmen, so weit unsre Kenntnisse heute reichen, nur die Nemalionales in ihrem Kernbau miteinander überein. Wolfe (04) und KuRSSANow (09) beschrieben für sie übereinstimmend einen Karyo- somkern. Inwieweit die Vertreter andrer Gruppen unter sich Ähnlich- keiten aufweisen, ist nicht zu überschauen. Die Resultate der Forschungen über die Ceramiales lassen nichts Gutes hoffen. Polysiphonia und De- lesseria haben scheinbar normale Kerne. Antithamnion einen Kern mit WTuig ausgeprägtem aber doch chromatinhaltigem Netzwerk. Griffithsia einen Karyosomkern. Um den Bau des Zellkerns der Florideen für syste- matische Zwecke verw^erten zu können, müßten vor allen Dingen viel mehr Species untersucht werden. Vielleicht ließen sich dann doch Gesetz- mäßigkeiten im Kernbau der einzelnen Unterabteilungen feststellen. Wie das Beispiel der Ceramiales zeigt, kommen aber neben normal gebauten Kernen auch typische Karyosomkerne und sogar Formen mit einer Art Übergang zwischen diesen beiden Kerntypen vor. Dieser Übergang be- steht darin, daß der Außenkern wohl noch Chromatin in Form von Kör- nern enthält, daß er aber im übrigen keine Struktur mehr erkennen läßt, vielmehr wie ein heller Hof um den Nucleolus aussieht. In der Telophase verklumpen denn auch die Chromosomen vorübergehend zu einem nucleo- lusartigen Körper, ähnlich wie bei Spirogyra, lösen sich aber nach einiger Zeit dann doch auf in einzelne Körnchen, die sich wieder über den struktur- losen Kernraum verteilen {CoralUna — Davis [98]). Es ist uns also nicht möglich, die Florideen in bezug auf ihren Kern- bau als eine in sich abgeschlossene FamiUe zu betrachten, zumal neben einkernigen auch vielkernige Formen vorkommen. Als Beleg dafür möchte ich neben Callithamnion corymbosum (Schmitz) besonders Griffithsia herausgreifen. Lewis (09) zählte in jungen Zellen schon 12—75 Kerne, mit zunehmendem Alter und Größe wächst die Zahl der Kerne fast ins Ungeheuerliche. Lewis schätzt in großen Zellen che Zahl der Kerne auf 3-4000! 78 Hermann von Neuenstein Schlußwort und Zusammenfassung der Resultate. Damit bin ich mit der Besprechung der einzehien AlgenfamiUen zu Ende, Die Cyanophyceen mit ihren eigenartigen Kernverhältnissen bleiben natürUch außerhalb unsrer Betrachtung. Die Literatur über ver- wandte Organismen, vor allen Dingen Chlamydomonaden und algenähn- liche Flagellaten, die durch Klebs eine große Bedeutung für die Syste- matik der Algen erlangt haben, konnte hier auch keine Berücksichtigung finden. Auf Grund der vorliegenden Literatur, zu deren Verständnis ich mich bemüht habe, möglichst aus jeder großen Familie der mir allein zugäng- lichen Grünalgen einen Vertreter durch eigene Anschauung kennen zu lernen — eingehender beschäftigte ich mich mit dem Bau und der Teilung des Kerns von Microspora amoena — komme ich zu folgendem Resultat in bezug auf die Verwertbarkeit der Zellkerne zu systematischen Zwecken: So sehr die Kerne der Algen in ihrem Aufbau und ihrem Verhalten Abweichungen zeigen, so stimmen doch im großen und ganzen die Kern- verhältnisse in den als verwandt zusammengefaßten Gruppen überein. Auf den ersten Anblick möchte man als Norm aufstellen, daß die Kerne der Algen gar keine Beziehung zur Systematik hätten. Denn die Kerne sind in dem großen und sehr mannigfaltigen Geschlecht der Algen recht heterogene Dinge. Wir finden alle Sorten von Kernen vertreten, von primitiven Karyosomkernen bis zu Kernen, die sich von denen der höheren Pflanzen in nichts unterscheiden. Immerhin können wir aber die Formen mit Karyosomkernen unter den Algen als Ausnahmen bezeichnen. Mit Sicherheit sind Karyosomkerne nur für wenige Formen beschrieben, so für Spirogyra, Spliaeroplea und die Nemalionales. An tierische Objekte erinnern die oft vorkommenden Centrosomen, besonders die der niederen Formen (Diatomeen). Die Anzahl der Kerne in jeder Zelle spielt — allgemein gesprochen — für die Systematik keine so große Rolle wie deren Bau. Es ist aber nicht richtig, ihr jegliche Bedeu- tung für systematische Zwecke abzusprechen. Die Regel ist natiü'lich Einkernigkeit der Zellen. Daß aber auch Ausnahmen vorkommen, dafür sind als klassisches Beispiel die Confervales l^ekannt. Die meisten Ver- treter dieser Familie, darunter Conferva selbst, sind für gewöhnlich einkernig. Dagegen sind Formen wie OpMocytnwi und Botrydüim mehr- kernig. Botrydium hat man — vielleicht nicht mit Unrecht — gerade deswegen neuerdings wieder von den Confervales getrennt und zu den Si- über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 79 phonales gestellt. Für die Siphonocladiales und die Siphonales dagegen ist die Vielkernigkeit ein Hauptcharakteristikum, Bei den Florideen kommen dann wieder einkernige und vielkernige Formen oft innerhalb ein und derselben Art vor. So beschrieb Schmitz für die sonst einker- nigen Callithamnien auch Formen von Callithamnion corymbosum, die mehrere Kerne aufwiesen, allerdings in schon älteren und größeren Zelltn. Das ist aber eine nicht nur unter den Algen verbreitete Erscheinung, daß die Zahl der Kerne mit dem Umfang der Zelle zunimmt. Freilich gilt das nicht für alle Algen. Es sind immer nur ganz bestimmte Gruppen, welche im Alter Neigung zur Vielkernigkeit zeigen. Vor allen Dingen fin- den sich vielkernige Zellen unter den Phäophyceen und den Rodophy- ceen. Von den letzteren ist GriffitJisia sogar in der Jugend mehrkernig. Lassen wir die Resultate der vorliegenden Ai'beit noch einmal an unsrem Auge vorüberziehen, so können wir die verschiedenen Algen- familien in bezug auf ihre Zellkerne folgendermaßen charakterisieren: Die Kerne der Konjugaten zeigen — mit Ausnahme der vielumstritte- nen Spirogyra — keine Abweichungen vom typischen Bau eines Kerns der höheren Pflanzen. Charakteristisch für sie ist das Verhalten des Kerns bei der Konjugation, das ganz entschieden für eine Zusanunengehörigkeit der unter dem Namen Conjugatae vereinigten Algen spricht. Die Kerne der Diatomeen unterscheiden sich von denen aller andern Organismen durch die aus dem Centrosom hervorgehende Centralspindel. Die Peridineen zeichnen sich durch einen erhel)lichen Gehalt an Chromatin aus, das — wohl allgemein — in Form von Fäden auf den Kern verteilt ist. Die Kernteilung verläuft hier abweichend vom gewöhnlichen Modus. Die Chromosomen werden nicht längs, sondern bei den meisten Formen quer gespalten. Hernach wird der ganze Kern einfach durch- schnürt. Aus der großen Gruppe der Grünalgen, deren Kerne, soweit uns bekannt, nur mit einziger Ausnahme von Spliaeroplea sich weder in der Ruhe, noch bei der Teilung von denen der höheren Pflanzen unterscheiden, schälen wir zwei Famihen heraus, die zwar auch einen »normal« gebauten Kern haben, aber bei der Teilung sich abweichend verhalten. Die Ab- weichung bezieht sich auf das zwischen den beiden Kernhälften zurück- bleibende Verbindungsstück, mag das nun aus dem Nucleolus oder aus der Kernmembran hervorgegangen sein. Diese beiden Familien sind die Siphonocladiales und die Siphonales. Beide zeichnen sich außerdem durch Vielkernigkeit aus. Die Familie der Charales fällt auf durch das häufige Vorkommen von Amitosen. 80 Hermann von Neuenstein Centrosomen mit Plasmastrahlimg als Zellorgane sind charakteristisch für die Phäophyceen, während es nicht möglich ist, die Rhodophyceen nach ihrem Kernbau als geschlossene Gruppe zu charakterisieren. Für die systematische Gruppierung der Algen ist das Verhalten der Kerne bei der Befruchtung und Keimung sehr wichtig. Ich verweise hier auf die kurzen Zusammenfassungen, die ich am Schlüsse der einzebien Kapitel gab. Die Cytologie bestätigt also das geltende System der Algen. Neue Beziehungen konnten wir keine aufdecken, höchstens alte Unsicherheiten bestätigen. Das gilt vor allen Dingen für die Diatomeen. Diese Familie ist in sich sehr gut abgeschlossen, ermangelt aber jeghcher Übergangs- formen zu andern Gruppen, seien das nun Algen oder Flagellaten. Nicht viel besser geht es uns l)ei den Florideen oder gar den Characeen. Da- gegen haben anche AlgenfamiUen so charakteristisch gebaute Kerne, daß man sogar in vielen Fällen aus dem Bau des Zellkerns und seinem Ver- halten bei der Teilung Schlüsse ziehen kann auf die Zugehörigkeit zu einer bestimmten Familie. Ein paar Beispiele dafür: Es ist eine Algenzelle vorgelegt, deren Kern ein Centrosom hat. Ist Plasmastrahlung um das Centrosom vorhanden, so ist mit ziemlicher Sicherheit auf einen Vertreter der Phäophyceen zu schließen. (Rhodo- phyceen sind zu wenig bekannt.) Fehlt die Plasmastrahlung um das Centrosom, so kommen nur noch die Diatomeen in Betracht. Hal)en w ein typisches Bild einer Karyokinese mit Spindel und gut ausgebildeten Chromosomen, dabei zwischen den auseinanderweichenden Kernhälften noch ein Ver)3indungsstück, so gehen wir nicht fehl, auf einen Vertreter der Siphonocladiales oder der nahe verwandten Siphonales zu schließen. Auf jeden Fall glaube ich gezeigt zu haben, daß der Bau der Kerne, sowie deren Verhalten bei der Teilung und ganz besonders dem Sexual- akt, sehr wohl für systematische Zwecke verwertbar, Ijei manchen Algen- gruppen sogar notwendigerweise zu berücksichtigen ist. Methoden. Bei vielen Algen, z. B. Peridineen, Diatomeen, Konjugaten und Chlorophyceen ist der Kern manchmal im Leben zu sehen. Al)gesehen von Peridineen läßt er aber von Struktur nichts erkennen. Da uns l)is heute keine Lebendfärbungen für Algenkerne bekannt sind, sind wir eben gezwungen, die Objekte abzutöten und dadurch eine Färbung der Kerne möglich zu machen. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 81 Es ist gerade bei den Algen keine Kleinigkeit, gute Kernpräparate zu bekommen. Die Behandlung der Algenzellen erfordert die größte Vor- sicht und Gewissenhaftigkeit. Ich habe die verschiedensten Fixierungs- und Färbemethoden für Algenkerne ausprobiert und gebe hier meine Erfahrungen kurz wieder. Die meisten Algen wurden an Ort und Stelle fixiert, oder aber auch in Kultur genommen. Selbstredend kann man so kleine Objekte nur in Massen fixieren. Von Fixierungs mittein wurden vornehmlich in An- wendung gebracht : Pikrinsäure in konzentrierter Lösung. Chromsäure. Ihrer bediente ich mich zumeist der Bequemlichkeit halber auf Exkursionen. Sie wurde als 50% Lösung mitgeführt und ver- mittelst eines Tropfglases auf die nötige Verdünnung (2—3%) gebracht. Nach 24 stündiger Einwirkung waren die Kerne sehr gut fixiert und standen, was ihre Färbbarkeit anbelangt, den mit Flemming fixierten Kernen nicht nach. Chromessigsäure wurde ebenfalls mit Erfolg angewendet, gab aber lange nicht die Bilder, die man mit Chromosmiumessigsäure erzielt. Vor allen Dingen weisen die mit dem starken FiEMMiNGSchen Gemisch (^/2 stündige Einwirkung) fixierten Kerne die schärfsten nnd klarsten Einzelstrukturen auf. Auch die Färbungen gelingen an solchen Kernen sehr gut, doch müssen die Kerne länger gebeizt werden, als die mit Chromsäure allein fixierten. Wichtig — auch für die andern Fixierungsmittel ist, daß man die Präparate gut auswäscht. Ich machte das so, daß ich die Algen in ein Päckchen brachte, das ich durch Zusammenfalten von Filtrierpapier herstellte und mit einem Glashäkchen beschwert eine halbe Stunde lang in fließendes Wasser brachte, nachdem vorher die Algen mit destilliertem Wasser abgewaschen waren. Es empfiehlt sich, dem destiUierten Wasser eine Spur eines Alkali zuzusetzen, um die Objekte zu neutralisieren. Ferner wurde ein von Pfeiffer R. v. Wellheim empfohlenes Gemisch von gleichen Teilen Forniol, Holzessig und Methylalkohol, auf die Hälfte mit Wasser verdünnt, verwendet. Die Resultate damit waren recht zufriedenstellend. Die Algen verweilen einen Tag in dem Fixierungs- gemisch, können aber auch ruhig länger, nach Pfeiffer R. v. Well- heim sogar Monate lang ohne Schädigung darin l)leiben. Dieses Fixierungsmittel hat auch die gute Eigenschaft, daß es er- laubt, die Algen, ohne Schrumpfung befürchten zu müssen, gleich in 50% Alkohol zu bringen. Alkohol abs. fixiert die Kerne gut, bewirkt aber zu starke Archiv f. Zellforschung. XIII. Q 82 Hermann von Neuenstein Schrumpfung der Zelle, sodaß zumeist der Kern nicht mit genügender Schärfe zu sehen ist. Desgleichen plasmolysieren alkohoUsche Fixierungs- flüssigkeiten wie Carnoy und Juel die Zellen. Ausnahmsweise erhielt ich aber auch mit diesen Flüssigkeiten gute Resultate, vor allem bei Algen mit konzentrierterem Zellinhalt, z. B. Stigeodonium, Conferva usw. Dagegen bekam ich mit Merckel nur selten gute Fixierungen. May-Grünwald (in Kombination mit GiEMSA-Färbung) kommt als Fixierungsmittel für Algen nicht in Betracht. Erstens wirkt es etwas plas- molysierend. Viele zarte Objekte, wie Mougeotia, einige schmale, lang- zelUge Spirogyren und vor allem Hormidium, wurden total zerrissen und zerfielen in 2— Szelhge Stückchen, die nur schwer weiter zu behandeln waren. Zweitens färbt es die Zellmembran dermaßen, daß die Durchsicht durch die Zelle schlecht wird. Die Kerne sind an und für sich ganz gut gefärbt, aber ihre Färbung erscheint nur diffus, weil eben die Zellwand ebenfalls gefärbt ist. Für das Studium der Pyrenoide bei den Desmidiaceen kann ich aber die GiEMSA-Färbung nach vorausgegangener Fixierung mit May-Grün- wald sehr empfehlen. Färbungen. Bei weitem die besten Resultate ergaben die verschiedenen Hämatoxy- line. Sie wurden nach einigen schlechten Erfahrungen mit andern Farb- stoffen fast ausschließhch verwendet. Heidenhains Eisenhämatoxyhn färbt auch die Algenkerne am beste-n. Jedoch wird seine Anwendung hier dadurch erschwert, daß die Pyrenoide sich fast genau so färben, wie die Kerne. In ganz kleinen Zellen sind deshalb oft Verwechslungen möglich. Bei CladopJiora gelang es mir, diesen störenden Einfluß der Pyre- noide auszuschalten durch Anwendung von Delafields HämatoxyHn. CladopJiora nimmt den Farbstoff sehr rasch auf, gibt ihn beim Differen- zieren aber ebenso rasch wieder ab. Es ist also große Vorsicht geboten, will man gute Präparate bekommen. Sehr zufriedenstellende Färbungen heferte auch das HEGLERSche HämatoxyHn. Für rasche Orientierungen empfehle ich eine Färbung mit Hämalaun. (Herstellung siehe Strasburgers botanisches Praktikum.) Die andern Färbemittel reichen in ihrer Güte lange nicht an die Hämatoxyline heran. Ich probierte noch: Lichtgrün, Safranin, Fuchsin, Säurefuchsin, Methylenblau (Lebendfärbungen mißglückten), Methylen- grün, Methylgrihiessigsäure, Eosin und alle möghchen Kombinationen dieser Farbstoffe. Das sonst für Kernfärbungen ausgezeichnete Drei- Farben-Gemisch Safranin- Gentianaviolett- Orange G eignet sich über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 83 nicht für Algen, weil dadurch auch die Zellwände und das Plasma gefärbt werden, was ein scharfes Bild des Zellkerns beeinträchtigt. Außerdem ist das Safranin in Alkohol gelöst. Es treten also schon bei der ersten Fär- bung Schrumpfungen auf. Noch viel mehr aber beim Entwässern der Algen im Alkohol. Da alle di'ei Farbstoffe in Alkohol sehr leicht löshch sind, muß das Entwässern mögUchst rasch geschehen, will man überhaupt noch etwas von Farlie ins Xylol bringen. Ebenso treten Schrumpfungen auf bei Färbung mit den verschiedenen Kar minen. Sie wurden meistens im Anschluß an die Pilvi'insäurefixierung in Anwendung gebracht. Sie alle lieferten aber lange nicht die Bilder, die ich mit den Hämatoxylinen bekam. Die Dauer der Einwirkung der Farbstoffe ist bei verschiedenen Algen sehr verschieden. Die meisten Algen werden mit Heidenhain Häma- toxyUn 24 Stunden gefärbt. Für CladopJiora genügte aber vollauf eine halbe Stunde. Aufbewahren. Die allermeisten Präparate wurden in Kanadabalsam aufbewahrt. Dazu müssen sie zuerst entwässert und durch Xylol gebracht werden. Das sind hier sehr heikle Operationen und verlangen die größte Vorsicht des Experimentators. Für die Alkohole leistet der ScHULZESche Ent- wässerungsapparat gute Dienste (Strasbueger, Prakt. S. 359). Auf S. 360 bildet Strasburger in seinem Praktikum auch einen Apparat ab, der die Überführung der Algen vom Alkohol in das Xylol erleichtert. Da ich mit diesem Apparat aber keineswegs zufrieden war (die Algenwatten blieben nänüich lange an der Berührungsstelle von Alkohol und Xylol liegen und sanken dann plötzÜch bei irgend einer Erschütterung ins Xylol, sodaß doch sein* viele Schrumpfungen vorkamen), konstruierte ich mir selbst eine Vorrichtung, mit deren Hilfe ich die Algen ohne Schrumpfung vom Alkohol ins Xylol bringen konnte. Ich verwendete dazu einen Tropftrichter und ein Reagensglas. Das Reagensglas war etwa zur Hälfte mit absolutem Alkohol gefüllt, in dem die Algen sich befanden. Der Behälter des Tropftrichters wurde mit Xylol gefüllt. Die Ausfluß- öffnung des Tropftrichters endete etwa 2—3 cm über der Oberfläche des Alkohols, sodaß jeder Tropfen Xylol auf die Oberfläche des Alkohols auffiel, sich dort fein zerteilte und ganz langsam zu Boden sank. Auf diese Weise kam das Xylol, das man in langen Zwischenräumen herunter- tropfen läßt, ganz allmählich zu den am Boden des Reagensglases Hegen- den Algen. Der specifisch leichtere Alkohol floß in dem Maße oben ab, wie das Xylol zufloß. Man tut gut daran, das Reagensglas durch einen 6* 84 Hermann von Neuenstein Korken zu verschließen, der seitlich einen Einschnitt hat, um die Luft und den Alkohol herauszulassen, Vorsicht ist auch geboten beim Übertragen der Algen von Xylol in Kanadabalsam. Ich machte das so, daß ich den Kanadabalsam (meist erst auf dem Objektträger) sehr stark mit Xylol verdünnte, dann die Algen hineinbrachte und nun das Xylol vorsichtig auf dem Wärmschrank verdunsten ließ. Jedenfalls gehört eine gi-oße Übung dazu, tadellose Kernpräparate von Algen herzustellen. Dem Einbetten in Paraffin ließ ich die Färbung vorangehen. Lange Zeit habe ich mir bei Stigeoclonium, Hormidium, Conferva und andern Algen viele Mühe gegeben und peinlichst die Färbe Vorschriften befolgt, ohne jedoch einen Kern mit einiger Sicherheit zu Gesicht zu bekommen. Geradezu überraschend waren aber die Resultate, als ich nach dem Färben etwas Chloralhydrat (5:1 Wasser) zu den Präparaten zusetzte. Da verquoll dann der ganze Zelünhalt, auch der Kern etwas. Aber der Kern behielt seine Farbe vollständig, während alle andern Inhaltsbestandteile der Zelle nur noch diffus gefärbt waren. In zweifelhaften Fällen brachte ich immer Chloralhydrat zur Anwendung und erzielte befriedigende Resultate damit. Chloraljod (nur so viel Jod- zusatz, daß die Mschung gell)])raun, fast gelb aussieht) läßt die Pyrenoide in den meisten Fällen von den Kernen unterscheiden. Es färbt den Stärke- hof um die Pyrenoide blau. Literaturverzeichnis. 1905. Allen, Ch. E. Die Keimung der Zygote bei Coleochaete. Ber. d. d. bot. Ges. 1905. S. 285— 292. 1855. Allmann, G. J. Observations on Aphanizomenon etc. Quart. Joum. of niicrose. Sciences. III. 1855. (Zitiert nach Klebs 1912.) 1858. Bary, A. de. Untersuchungen über che Familie der Conjugaten. Leij^zig 1858. 1886. Behrens, J. Befruchtungsvorgänge bei Fucus vesiculosus. Ber, d. d. bot. Ges. 1886. S. 94— 103. 1890. Einige Beobachtungen über die Entwicklung des Oogons und der Oosphäre von Vaucheria. Ber. d. d. bot. Ges. 1890. Bd. VIII. S. 314—318. 1890. Ziu: Kenntnis einiger Wachstums- und Gestaltungsvorgänge in der vege- tabilischen Zelle. Bot. Ztg. Jahi-g. 48. 1890. S. 113. 1894. Belajeff, Über den Bau und die Entwicklung der Spermatozoiden der Pflanze. Flora. Bd. LXXIX. 1894. S. 1—48 (29 !). 1906. Berghs. Le noyau et la cinese chez le SpirogjTa. La Cellule. T. XXIII. 1906. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 85 1880. Berthold, G. Die geschlechtliche Fortpflanzung von Dasycladus clavaeformis. Bot. Ztg. 1880. S. 649— 651. 1880. Ziu: Kenntnis der Siphoneen und Bangiaceen. Mitt. a. d. zool. Stat. zu Neapel. Bd. II. 1880. S. 72— 82. 1886. Studien über Protoplasmamechanik. Leipzig 1886. 1894. Blochmann, F. Über die Kernteilung bei Euglena. Biol. Centralbl. Bd. XIV. 1896. S. 194— 197. 1910. Borgert, A. Kern- und Zellteilung bei marinen Ceratiumarten. Arch. f. Protistenk. Bd. XX. 1910. 1912. -. — Eine neue Form der Mitose bei Protozoen. Verhandl. des VIII. Internat. zool. Kongr. zu Graz, 15.— 20. Aug. 1910. Jena 1912. S. 408—418. 1885. BüTSCHLi, 0. Einige Bemerkiuigen über gewisse Organisationsverhältnisse der Cihoflagellaten imd Noctiluca. Mit einem Beitrag von E. Askenasy. Morph. Jahrb. Bd. X. 1885. S. 529— 577. 1891. Über die sogenannten Centralkörper der Zelle und ihi'e Bedeutmig. Verh. d. naturhist. med. Ver. zu Heidelberg. N. F. Bd. IV. 1891. 1884. Carnoy. La biologie cellulaire. 1884. 1890. Chemielewsky, W. Materiaux poiu" servir ä la morphologie et physiologie des proces sexuels chez les plantes inferieures. (Russisch, zit. nach Tröndle, 1911.) 1890. 1909. Dangeard. Sur les phenomenes de fecondation chez les Zygnema. Compt. rend. de l'acad. d. sc. d. Paris 1909. T. CXLVIII. p. 1406—1407. 1896. Davis, B. M. The fertilization of Batrachospermum. Annais of Botany. Vol. X. 1896. p.49— 76. 1898. Kernteilung in der TetrasporenmutterzeUe bei Corallina officinahs, var. mediterranea. Ber. d. d. bot. Ges. 1904. Gogenesis in Vaucheria. Bot. Gaz. Vol. XXXVIII. 1904. p. 81—98. 1910. Nuclear phenomena of sexuel reproduction in algae. Americ. naturahst. Vol. XLIX. 1910. .513—532. 1897. Debski, B. Beobachtungen über Kernteilung bei Chara fragihs. Pringsh. Jahrb. f. wiss. Bot. Bd. XXX. 1897. S. 227. 1898. — Weitere Beobachtungen über Chara fragilis. Daselbst S. 635. 1893. Degagny, Sur les matteres formees par le nucleole chez le Spirogyra setiformis etc. Comptes rendus. T. CXVI. 1893. S. 269. 1893. Siu: la morphologie du noyau cellulaire chez les Spirogyras etc. Ibidem. T. CXVL 1893. p.535. 1893. — — Siu: la concordance des phenomenes de la division du noyau chez les Spiro- gyras etc. Ibidem. T. CXVI. 1893. p. 1397. 1906. Dogiel. Beiträge zur Kenntnis der Peridineen. Mitt. a. d. zool. Stat. zu Neapel. Bd. XyilL 1906. 1907. Entz, G. Jim. Über ein Süßwasser Gymnodinium. Különlenyomat az Alla- tani Közlemenyek IX kötetenek 4 füreteböl 1907. 1909. Über die Organisationsverhältnisse einiger Peridineen. Math, und naturw. Ber. aus Ungarn. Bd. XXV. 1909. 1907. EscoYEz, E. Le noyau et la caryocinese chez le Zygnema. La Cellule. T. XXIV. 1907. 1909. Caryocinese, centrosome et kinoplasme dans le Stypocaulon scoparium. La Cellule. T. XXV. 1909. 86 Hermann von Neuenstein 1894. Fairchild, D. Ein Beitrag ziu- Kenntnis der Kernteilung von Valonia. Ber. d. d. bot. Ges. 1894. 1896. Farmer, D. B. and Williams, J. L. On fertilization and the segmentation of the spore in Fucus. Annais of Botany. Vol. X. 1896. p. 479 — 487. 1898. Contributions to our knowledge of the Fucaceae their life-history and cytology. Philos. Transact. of the Roy. soc. of London. Vol. CXC. Series B. 1898. p. 623— 645. 1882. Flemming, W. Zellsubstanz, Kern- und Zellteilung. Leipzig 1882. 1851. Fresenius, G. Über Sphaeroplea annulina. Bot. Ztg. 1851. Bd. XIIL 1910. Gardner, N. L. Variations in the nuclear extrusion among the Fucaceae. Univ. of Calif. Publ. Bot. Vol. IV. 1910. p. 121—133. 1908. Georgewitsch. Zur Nucleolusfrage. Beitr. z. bot. Centralbl. Bd. XXIIL 1908. 1892. Gerassimoff, J. Über die kernlosen Zellen bei einigen Conjugaten. Bulletin de la soc. imp. des naturaUstes de Mose. T. VL 1892. 1896. Über ein Verfahren, kernlose Zellen zu erhalten. Ebenda. Bd. X. 1896. 1897. Über die Kopulation der zweikernigen Zellen bei Spirogyra. Ebenda. 1897. Bd. XL S.494. 1899. Über die Lage und Funktion des Zellkernes. Ebenda. Bd. XIIL 1899. S. 220. 1900. Über den Einfluß des Kerns auf das Wachstum der Zelle. Ebenda. Bd. XIV. 1900. S. 185—220. 1902. Die Abhängigkeit der Größe der Zelle von der Menge ihrer Kernmasse. Zeitschr. f. aUg. Physiologie. Bd. I. 1902. S. 220. 1899. Goetz, G. Über die Entwicklung der Eiknospe bei den Characeen. Bot. Ztg. Bd. LVn. 1899. S. 1. 1899. GoLENKiN, M. Algologische Mitteilungen. ( Über die Befruchtung bei Sphaero- plea annulina und die Struktur der Zellkerne bei einigen grünen Algen.) Bull, d. 1. soc. imp. des nat. de Moscou. 1899. S. 343. 1883. GouRRET, P. Siir les Peridiniens du Golfe de Marseille. Ann. mus. de Mar- seUle. Bd. I. 1883 (zit. nach Klebs, 1884). 1910. Haase, Gertraud. Zur Kern- und Fadenteilung von Ulothrix subtilis. Arch. f. Hydi-obiologie u. Planktonkunde. Bd. V. 1910. S. 167—168. 1890. Haberlandt, Ziu- Kenntnis der Conjugation bei Spirogyra. Sitzgsber. d. Akad. d. Wiss. in Wien. 1890. S. 390. 1908. Heidinger, W. Die Entwicklung der Sexualorgane bei Vaucheria. Ber. d. d. bot. Ges. Bd. XXVI. 1908. S. 313—363. 1883. Heinricher, E. Zur Kenntnis der Algengattung Sphaeroplea. Ber. d. d. bot. Ges. Bd. L 1883. S. 433— 450. 1910. HoYT, W. D. Alternation of generations and sexuality in Dictyota dichotoma. Bot. Gaz. Vol. XLIX. 1910. p. 55—57. 1894. Humphrey, J. E. Nucleolen und Centrosomen. Ber. d. d. bot. Ges. 1894. S. 115—116. 1894. Ikeno, S. On the behaviour of the nuclei during the conjugation of Zygnema. Bot. magazine. Vol. V. 1894. 1881. JoHow. Die Zellkerne von Chara foetida. Bot. Ztg. Bd. XXXII. 1881. S. 729— 743; 745—753. 1910. JoLLOS, V. Dinoflagellatenstudien. Arch. f. Protistenkunde. Bd. XIX. 1910. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 87 1895. JosT, L. Beiträge zur Kenntnis der Coleochaeten. Ber. d. d. bot. Ges. 1895. S. 433. 1896. Kaiser, 0. Über Kernteilungen der Characeen. Bot. Ztg. 1896. Bd. LIV. S. 61—79. 1896. Karsten, G. Untersuchungen über Diatomeen. I. Flora. Bd, LXXXII. 1896. S. 28&-296. 1897. ■ Untersuchungen über Diatomeen. IL Ebenda. Bd. LXXXIII. 1897. S. 33—53. 1897. ■ Untersuchungen über Diatomeen. III. Ebenda. Bd. LXXXIII. 1897. S. 203—222. 1900. Die Auxosporenbildung der Gattungen Cocconeis, Surirella und Cymato- pleura. Ebenda. Bd. LXXXVII. 1900. S. 253— 283. 1909. ■ Entwicklung der Zygoten von Spirogyra jugalis. Ebenda. Bd. XCIX. 1909. S. 1—11. 1912. Über die Reduktionsteilung bei der Auxosporenbildung von Surirella saxonica. Zeitschr. f. Bot. Bd. IV. 1912. S. 417—426. 1895. Keuten, J. Die Kernteilung von Euglena viridis. Zeitschr. f. wiss. Zool. Bd. LX. 1895. S. 215— 235. 1888. Klebahn, H. Über die Zygosporen einiger Conjugaten. Ber. d. d. bot. Ges. Bd. VL 1888. S. 160. 1891. Studien über Zygoten. I. Die Keimung von Cosmarium und Closterium. Pringsheims Jahi'b. i. wiss. Bot. Bd. XXII. 1891. S. 415. 1892. ■ Studien über Zygoten. IL Die Befruchtung von Oedogonium Boseii. Ebenda. Bd. XXIV. 1892. S. 255. 1895. • Beobachtungen über Pleiu-ocladia lacustris. Ber. d. d. bot. Ges. Bd. XXVIIL 1895. S. 93— 106. 1896. Beiträge zur Kenntnis der Auxosporenbildung. Rhopalodia gibba. Pringsh. Jahrb. f. wiss. Bot. Bd. XXIX. 1896. 1899. Die Befruchtung von Sphaeroplea annulina. Festschr. f. Schwendener. Berlin. 1899. S. 81. 1883. Klebs, G. Über die Organisationsverhältnisse einiger FlageUatengruppen imd ihre Beziehungen zu Algen und Infusorien. Unters, a. d. bot. Inst, zu Tü- bingen. I. 1883. S. 233—362. 1884. Ein kleiner Beitrag ziu- Kenntnis der Peridineen. Bot. Ztg. Bd. XLII. 1884. S. 721— 733; 737— 745. 1887. Über den Einfluß des Kerns in der ZeUe. Biol. Centralbl. Bd. VII. 1887. S. 161— 168. 1888. Beiträge zur Physiologie der PflanzenzeUe. Unters, a. d. bot. Inst, zu Tübingen. Bd. IL 1888. S. 489— 568. 1896. Fortpflanzung der Algen und Pilze. Jena 1896. 1912. Über Flagellaten- und Algen ähnliche Peridineen. Verh. d. naturhist.-med. Vereins Heidelberg. Bd. XL 1912. S. 369—451. 1909. KuRSSANOw, L. Beiträge zur Cytologie der Florideen. Flora. Bd. XCIX. 1909. S. 311— 336. 1911. Über Befruchtung, Reifung und Keimung bei Zygnema. Flora. Bd. CIV. 1911. S. 65— 84. 1911. Über die Teilung der Kerne bei Vaucheria. Biol. Zeitschr. Bd. IL 1911. S. 13—26. 83 Hermann von Neuenstein 1895. Lauterborx, R. Protozoenstudien I. Kern und Zellteilung von Ceratium HirundineUa. Zeitschr. f. 'sv'iss. Zool. Bd. LIX. 1895. S. 167—190. 1896. Untersuchungen über Bau, Kernteilung und Bewegung der Diatomeen. Leipzig, Engelmann, 1896. 1909. Lewis, J. F. The Lifehistory of Griffithsia Bornetiana. Annais of Botany. Bd.XXin. 1909. p. 639— 690. 1907. LoTSY, J. P. Vorträge über botanische Stammesgeschichte. Bd. L Algen imd Pilze. Jena, Fischer, 1907. 1862. Lüders, J. E. Beobachtungen über die Organisation, Teilung und Kopulation der Diatomeen. Bot. Ztg. Bd. XX. 1862. S. 41— 43; 49— 52; 57— 61; - 65—67. 1910. LuTMAN, B. F. The cell structiu-e of Closterium Ehrenbergii and Closterium mouiliferum. Bot. Gaz. Vol. XLIX. 1910. p. 241—254. 1881. MacFARLAXE. The structure and division ofthevegetable cell. Cells of Spirogyra nitida. Transact. and proceed of the botan. soc. of Edinburgh. Bd. XIV. 1881. (Zit. nach späteren Autoren, Strasburger [88], Berghs [06]). 1906. Mereiman, M. L. Nuclear division in Zygnema. Bot. Gaz. Vol. XLL 1906. S. 43—52. 1887. Meunier, A. Le nucleole des SpirogjTa. La Cellule. T. IIL 1887. 1913. Meyer, K. Über die Microspora amoena (Kütz.) Rao. Ber. d. d. bot. Ges. Bd. XXXL 1913. S. 441— 448. 1897. MiGULA, W. Characeen. Rabe>'horsts Kryptogamenflora. 2. Aufl. 1897. 1898. ÄIiTZKEWiTscH, L. Über die Kernteilung bei Spirogyra. Flora. Bd. LXXXV. 1898. S. 81— 124. 1893. Moll, J. W. Observations on karyokinesis in Spirog\Ta. Verh. d. kon. Akad. van Wetensch. te Amsterdam. Abt. Natiurwiss. Bd. IL 1893. 1898. MoTTiER, D. M. Das Centrosom bei Dictyota. (Vorl. Mittig.) Ber. d. d. bot. Ges. Bd. XVI. 1898. S. 123— 128. 1900. Nuclear and cell division in Dictyota dichotoma. Annais of Botany. Vol. XIV. 1900. p. 163— 192. 1900. Nathanson, A. Physiologische Untersuchungen über amitotische Kernteilung. Pringsh. Jahrb. f. wiss. Bot. Bd. XXXV. 1900. S. 48—79. 1904. Kritische Bemerkungen zu van Wisselingh: Über abnormale Kernteilung. Bot. Ztg. Bd. LXII. 1904. S. 17—20. 1909. Nejiec, B. Zur Mikrochemie der Chromosomen. Ber. d. d. bot. Ges. Bd. XXVIL 1909. S. 43— 47. 1910. Über die Kernteilimg bei Cladophora. Bull, intern, de l'Acad. d. sciences de Boheme. 1910. 1910. Nienburg, W. Die Oogonentwicklimg bei CystosLra und Sargassum. Flora. N. F. Bd. L 1910. p. 167— 180. 1889. Oltmanns, F. Beiträge zur Kenntnis der Fucaceen. Bibhotheca botanica. Hft. 14. 1889. 1895. Über die Entwicklungsgeschichte der Sexualorgane bei Vaucheria. Flora. Bd. LXXX. 1895. S. 388— 420. 1898. Die Entwicklung der Sexualorgane bei Coleochaete pulvinata. Ebenda. Bd. LXXXV. 1898. S. 1— 14. 1898. Die Entwicklungsgeschichte der Florideen. Bot. Ztg. 1898. Bd. LXXXV. S. 99—140. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 89 1904. Oltmanns, f. Morphologie und Biologie der Algen. Jena, Fischer. Bd. I. 1904. Bd. IJ. 1905. 1888. OvERTON, über den Conjugationsvorgang bei Spirogyra. Ber. d. d. bot. Ges. Bd. VI. 1888. S. 68. 1894. Pfeiffer, Ferd., R. v. Wellheim, Zur Präparation der Siißwasseralgen. (Mit Ausschluß der Cyanophyceen und unter besonderer Berücksichtigung der Chlorophyceen.) Pringsh. Jahi-b. f. wiss. Bot. Bd. XXVI. 1894. S. 1—59. 1898. Beiträge zur Fixierung und Präparation der Süßwasseralgen. Österr. bot. Zeitschr. Bd. XLVIII. 1898. 1883. PoucHET, G. Contributions ä l'histoire chez les Cilioflagellees. Joun. de l'Anat. et Physiol. 1883 (zit. nach Klebs, 1912). 1852. Pringsheim, N. Algologische Mitteilimgen I. Über die Keimung der ruhenden Sporen ... bei Spirogyi'a. Flora. 1852. 1888. Rauwexhoff, N. W. P. Recherches siu- le Sphaeroplae anmdina. Arch. neerl. des sc. exact. et nat. T. XXII. 1888. 1912. RiGG, G. and Dalgity, A. D. A note on the generations of Polysiphonia. Bot. Gaz. Vol. LIV. 1912. p. 164— 165. 1911. Senn, G. Oxyrrhis Nepliroselmis und einige Flagellaten nebst Bemerkmigen über deren System. Zeitschr. f. wiss. Zool. Bd. XCVII. 1911. S. 605—672. 1906. Simons, E. B. A morphological study of Sargassum Filipendula. Bot. Gaz. Bd. XLIX. 1906. S. 161— 182. 1911. Svedelius, N. Über den Generationswechsel bei Delesseria sanguinea. Svensk. Botanisk Tidskrift. Bd. V. 1911. S. 260—324. 1897. Swingle, W. F. Zur Kenntnis der Kern- und Zellteilung bei den Sphacelaria- ceen. Pringsh. Jalu-b. f. wiss. Bot. Bd. XXX. 1897. S. 297—350. 1888. ScHAARScHMiDT, J. Adatok a Synedra Ullna (Nietzsch) Ehrenb. Beiträge zur näheren Kenntnis der Teilung von Sjmedra Ullna. Magyar növenytani Lapok. Klausenburg. Bd. VII. 1883. S. 49—50. 1911. Schiller, J. Beiträge zur Entwicklungsgeschichte und Physiologie des pflanz- lichen Zellkerns. I. Die Kerne von Antithaninion plumula. Pringsh. Jalurb. f. wiss. Bot. Bd. XLIX. 1911. S. 267—306. 1899. ScHMiDLE, W. Einiges über die Befruchtiuig, Keimung und Haarinsertion von Batrachospermum. Bot. Ztg. Bd. LVII. 1899. S. 125— 135. 1879. Schmitz. Über den Bau der Zellen bei den Siphonocladiaceen. Sitzber. d. niederrhein. Ges. f. Natiu:- u. Heilkunde. Bonn 1879. S. 142—145. 1879. Über die Zellkerne der Thallophyten. Ebenda. 1879. 1880, Untersuchimgen über die Struktur des Protoplasmas und der Zellkerne der Pflanzenzelle. Ebenda. 1880. 1882. Die Chromatophoren der Algen. Bonn 1882. 1883. Untersuchungen über die Befruchtung der Florideen. Sitzber. d. Akad. d. Wiss. zu Berlin. 1883. S. 215—258. 1893. Schottländer, P. Beiträge zur Kenntnis des Zellkerns und der Sexualorgane bei Cryptogamen. Cohns Beitr. zur Biol. d. Pflanzen. Bd. VI. 1893. S. 267—304. 1888. Schutt, F. Über die Diatomeengattung Chaetoceras. Bot. Ztg. 1888. S. 161 bis 170; 177—184. 1896. Peridiniales. Engler-Prantl, Die natürl. Pflanzenfamilien. 1896. I. 1. 90 Hermann von Neuenstein 1878. Strasburger, E. Über Befruchtung und Zellteilung. Jena 1878. 1880. Zellbildung und ZeUteilung. 3. Aufl. 1880. 1882. Über den Teilungsvorgang der Zellkerne und das Verhtältnis der Kern- teilung zur Zellteilung. Arch. f. mikr. Anat. Bd. XXI. 1882. 1884. — — Die Controversen der indirekten Kernteilung. Arch. f. mikrosk. Anat. Bd. XXIII. 1881. 1888. Über Kern- und Zellteilung im Pflanzenreich. Histolog. Beiträge. I. 1888. 1892. Schwärmsporen, Gameten, ijflanzliche Spermatozoiden und das Wesen der Befruchtung. Hist. Beitr. IV. 1892. S. 52—56. 1895. Karyokinetische Probleme. Jahresber. f. wiss. Bot. Bd. XXVIII. 1895. 1897, ■ Über Cytoplasmastruktiu-en, Kern- und Zellteilung. Pringsh. Jalu^b. f. wiss. Bot. Bd. XXX. 1897. 1897. Kernteilung und Befruchtung bei Fucus. Ebenda. Bd. XXX. 1897. S. 351—374. 1900. Über Eeduktionsteilung, Spindelbildung usw. im Pflanzenreich. Histol. Beitr. VI. 1900. 1902. Das botanische Praktikum. 4. Aufl. 1902. Jena. 1907. Die Ontogenie der Zelle seit 1875. Progressus rei botanicae. Bd. I. 1907. S. 1—138. 1907, Einiges über Characeen und Amitose. Wiesner Festschrift. 1907, S. 24—47. 1912. SzEcsi. Über einige moderne RoMANOwsKi-Blutfärbungen. Deutsche med. Wochenschr. Nr. 23. 1912. 1882. Tangl, Fr. Über die Teilung der Kerne in Spirog}Tazellen. Sitzber. d. k. Akad. d. Wiss. Wien. Bd. LXXXV. 1882. S. 268—291. 1880. Treue. Notice siir les noyaux des cellules vegetales. Arch. de biologie. T. I. 1880. p. 393— 404. 1907. Tröndle, A. Über die Kopidation und Keimung von Spirogyra. Bot. Ztg. Bd. LXV. 1907. S. 187— 216. 1911. Über die Reduktionsteilung in den Zygoten von SpirogjTa und die Be- deutung der Synapsis. Zeitschr. f. Botanik. Bd. III. 1911. S. 593—612. 1912. Der Nucleolus von SpirogjTa und die Chromosomen höherer Pflanzen. Ebenda. Bd. IV. 1912. S. 721— 743. 1887. Wille, N. Algologische Mitteilmigen. Pringsh. Jalu-b. f. wiss. Bot. Bd. XVIII. 1887. S. 425— 518. 1894. • Über die Befruchtung von Nemalion multifidum. Ber. d. d. bot. Ges. Bd. XII. 1894. S.57— 60. 1904, Williams, L. Studies in the Dictyotaceae. Annais of Botany. Vol. XVIII. 1904. p. 141—160; 183—204. 1898. Wisselingh, C. van. Über den Nucleolus von SpirogjTa. Ein Beitrag zur Kenntnis der Karyokinese. Bot. Ztg. Bd. LVI. 1898. S. 195—226. 1900. Über die Kernteilung bei Sph•og^Ta. Flora. Bd. LXXXVII. 1900. S. 355—377. 1900. Über melirkernige SpirogyrazeUen. Ebenda. Bd. LXXXVII. 1900. S. 378—386. 1902. Untersuchimgen über Spirogyra. Bot. Ztg. Bd. LX. 1902. S. 115—137. 1903, Über abnormale Kernteilung. Ebenda. Bd. LXI. 1903. S. 201—248. über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 91 1904. WissELixGH, C. VAN. Antwort auf die kritischen Bemerkungen von A. Nathan- soN. Bot. Ztg. Bd. XXVI. 1904. S, 20—21. 1908. Über die Karyokinese bei Oedogonium. Beih. z. bot. Zentralbl. Bd. XXIII. 1908. S. 137— 156. 1910. Over de kernstructiur en de karyokinese by Closterium Ehrenbergii. Versl. kon. Akad. Wet. Amsterdam. 1910. S. 170—181. 1904. Wolfe, J. J. Cytological studies on Nemahon. Annais of Botany. Vol. XVIII. 1904. p. 607— 630. 1907. 1907. Yamanouchi, S. The Lifehistory of Polysiphonia. Bot. Gaz. Bd. XLII. 1907. S. 401— 449. 1909. Mitosis in Fucus. Ibidem. Vol. XLVII. 1909. p. 173—197. 1909. Cytology of Cutleria and Aglaozonia. A preliminary paper. Contrib. from the HuU Botanical Laboratory. Bd. XLVIII. 1909. p. 380—386. 1881. Zacharias, E. Über die chemische Beschaffenheit des Zellkernes. Bot. Ztg. 1881. S. 169. 1882. Über den ZeUkern. Ebenda. 1882. S. 611. 1885. Über den Nucleolus. Ebenda. 1885. S. 257. 1888. Erwiderung. Bot. Ztg. 1888. S. 90. 1888. Über Strasburgers Schrift: Kern- und ZeUzeilung im Pflanzenreich. Jena 1888. Bot. Ztg. Bd. XLVI. 1888. S. 437— 450; 453— 460. 1909. Die chemische Beschaffenheit von Protoplasma und Zellkern. Progressus rei botanicae. 1909. 1904. Zederbauer. Geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung von Cera- tium Hirundinella. Ber. d. d. bot. Ges. Bd. XXII. 1904. S. 1—8. 1896. Zimmermann, A. Morphologie und Physiologie des pflanzhchen Zellkerns. Jena, G. Fischer, 1896. Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins in den Geschlechtszellen von Ascaris. Von Dr. Kiyoshi Katsuki. (Aus dem Zoologischen Institut München.) Mit Tafel I— III. Inhalt. Seit© A. Einleitung 92 B. Spezieller Teil 93 1. Material und Methode 93 2. Die Größe der Chromosomen 96 a) Wandlungen der Chromatinquantität während des 'Chromosomen- cyklus 96 b) Variabilität der Chromosomen eines Stadiums und Beziehimgen dieser Variabilität zu spezifischen Größendifferenzen der Chromo- somen 99 c) Quantitative Verteilung des Chromatins bei den Teilungen ... 107 3. Die Größe der Kerne 111 a) Wandlungen der Kernquantität wälu-end des Chromosomencyklus 111 b) Variabilität der Kerne eines Stadiums 112 4. Beziehungen der Chromosomengröße zu der Kerngröße 115 Tafelerklärung H'^ A. Einleitung. Das bloße morphologische Studium der Geschlechtszellen zeigt, daß ihre Kerne und Chromosomen während eines Lebenscyklus von der Ur- geschlechtszelle bis zur vollzogenen Befruchtung großen quantitativen Schwankungen unterworfen sind. Die vorliegende Arbeit setzte es sich zur Aufgabe, diese Verhältnisse zahlenmäßig und unter Berücksichtigung Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 93 der natürlichen Variabilität beider Geschlechter an einem geeigneten Objekt Äscaris megdocephaJa möglichst genau zu bestimmen. Die ge- wonnenen Daten können dann einmal späterhin als Ausgangspunkt dienen, um die Chromatinwandlungen mit den gleichzeitig verlaufenden Stoffwechselprozessen der Zelle in Beziehung zu setzen. Im folgenden sei zunächst nur das rechnerisch gewonnene Material vorgelegt, ohne daß weitergehende Schlußfolgerungen daran geknüpft würden. Die Untersuchungen wurden im zoologischen Institut in München auf Veranlassung von Herrn Geheimrat R. Hertwig und Herrn Pro- fessor R. Goldschmidt ausgeführt, denen ich für alle Hilfe hiermit danke. B. Spezieller Teil. 1. Material und Methode. Als Material zu der vorliegenden Untersuchung dienten Ovarien und Hoden von Ascaris megdocephaJa. Als Fixierungsflüssigkeit wurde fast ausschließlich CARNOYSche Flüssigkeit verwandt. Eingebettet wurde in Paraffin und geschnitten von 5—15 /(, je nach der Größe des Materials in jedem Stadium. Die Schnitte wurden aufgeklebt, nachdem der Objektträger mit einer mög- lichst dünnen Schicht Eiweißglyzerin bestrichen war. Dann ver-wandte ich Eisenhämatoxyhn nach Heidenhain zur Färbung der Schnitte, die in Kanadabalsam eingeschlossen wurden, um zu Dauerpräparaten ver- arbeitet zu werden. Für meine Untersuchungen habe ich folgende Stadien gewählt: I. Chromosomen. A. Chromosomen während der Reifeteilungen (Ovocyten). 1. Chromosomen bei der ersten Richtungskörperbildung. 2. Chromosomen bei der zweiten Richtungskörperbildung. B. Chromosomen während der Reifeteilungen (Spermatocyten). 1. Chromosomen bei der ersten Teilung. 2. Chromosomen bei der zweiten Teilung. C. Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Spermatogonien- teilungen. 1. Chromosomen während der Prophase (vor der Teilung). 2. Cliromosomen während der Telophase (nach der Teilung). D. Chromosomen während der Furchungsteilung (vor der Äquatorial- plattenbildung). 94 Kiyoshi Katsuki II. Kerne. A. Kerne bei der ersten Furchiingsteilung. 1. Vorkerne, direkt vor der Chromosomenbildiing zur ersten Furchungsteilung. 2. Die Tochterkerne der ersten Furchiingsteilung. B. Kerne während der Ovogonien- bzw. Spermatogonienteihmgen. 1. Die Kerne der Ovogonien vor der Teihmg. 2. Die Kerne der Ovogonien nach der Teihmg. 3. Die Kerne der Spermatogonien vor der Teilung. 4. Die Kerne der Spermatogonien nach der Teilung. C. Kerne der Ovocyten und Spermatocyten während der Wachstunis- periode. 1. Die Kerne am Anfang der Wachstumsperiode der Ovocyten. 2. Die Kerne aus der Mitte der Wachstumsperiode der Ovocyten. 3. Die Kerne am Ende der Wachstumsperiode der Ovocyten. 4. Die Kerne am Anfang der Wachstumsperiode der Spermato- cyten. 5. Die Kerne aus der Mitte der Wachstumsperiode der Spermato- cyten. 6. Die Kerne am Ende der Wachstumsperiode der Spermatocyten. Die Chromosomen und die Kerne der einzelnen Stadien wurden der Länge, Breite und Dicke nach gemessen. Da es sich nur um Relations- zahlen handelt, wurde auf objektive Messungen verzichtet. Vielmehr wurden alle Stadien unter identischen Bedingungen gezeichnet und dann auf dem Papier möglichst genau gemessen. Die folgenden Zahlen sind daher in Millimetern dieser Messungen ausgedrückt. Für die Chromo- somenmessung brauchte ich das ZEisssche Kompensationsocular 12 und 2 mm homogene Immersion — — — für die Kernmessung das Zsisssche l.oU n. Ap I 2 mm Kompensationsocular 6 und homogene Immersion —^ r — Das Volumen der Chromosomen bei der ersten und zweiten Richtungs- körperbildung berechnete ich als EUipsoid nach der Formel: 4 , ,4 Länge /Breite\2. ^nahc oder -^_^-^-^-| Das Volumen der Chromosomen bei der ersten und zweiten Teilung während der Spermatocytenteilungen konnte ich infolge der birnförmigen Gestalt nicht als EUipsoid, Paraboloid oder Hyperboloid berechnen. Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chroniatins usw. 95 Deshalb teilte ich die Figur in ein Paraboloid und in ein halbes Ellipsoid, berechnete jedes für sich und addierte dann die erhaltenen Größen. Auf diese Weise erhielt ich einen der Wirklichkeit nahe kommenden Wert. Die Paraboloidformel lautet: 1 „, , 1 Länge /Br^ite\2 2 ^^ ^ oder 2''^[-J-l' 4 , — TT Qj u C die Formel für das halbe Ellipsoid ^ also zusammen 2 Länge Länge Ö^ 1 2 / Breite \ 2 14 2 /Breite \ 2 2^^— l^-) +2^3"^-T-(-2-)- Die Berechnung der Chromosomen während der Ovogonien bzw. Spermatogonienteilungen und der ersten Furchungsteilung fülu-te ich in der Weise aus, daß ich Cylinderform annahm. Die Cylinderformel lautet: icr^h . ^ .. /Breite\2 oder 7t Länge 1 1 . Zur Feststellung des Kernvolumens bediente ich mich, da es sich bei den Kernen um Kugeln handelt, folgender Formel: 4 , , 4 /Durchmesoer\2 3 ^' oder -^( 2 ) • Zur Untersuchung der Variabilität wurden folgende Formeln für Mittelwert m, und den Variationskoeffizienten benutzt. Mittelwert = — n n = die Summe der Häufigkeitszahl 2 = die Summe der Messungszahl ..Y-- Pa Variationskoeffizient n a = die Differenz zwischen der Messungszahl und dem Mittelwert P = Häufigkeitszahl 2 = das Summenzeichen n = die Summe der Häufigkeitszahlen. 100 Mittelwert 96 Kiyoshi Katsuki 2. Die Größe der Chromosomen. a) Wandlungen der Chromatinquantität während des Chromosomencyklus . Um die Wandlungen der Chromatinquantität während des Chromo- somencyklus zu erläutern, gebe ich eine Zusammenstellung der aus meinen Messungen gewonnenen Zahlen der hieraus berechneten Volumina der Chromosomen. (Die einzelnen Zahlen dieser wie bei den übrigen Mes- sungen sind als Anhang dieser Arbeit beigegeben.) Länge, Breite und Dicke der Chromosomen, aus denen dann die Volumina berechnet wurden, sind Mittelwerte aus einer großen Zahl von Messungen, nämlich diese Zahl der Messungen betrug: 50 in den Prophasen, während der Ovogonien- bzw. Spermato- gonienteilungen, 100 in der Telophase, während obiger Zeit, 200 bei der ersten und zweiten Eeifeteilung, 60 während der ersten Furchungsteilung. Di"e Einheit der Messungszahl ist, wie schon gesagt, Millimeter der Zeichnung. Mittelwert. Die Chromosomen während der Reifeteilungen: (Ovocyten) Bei der ersten Richtungskörperbildung Länge 3,82 Breite und Dicke 2,47. Bei der zweiten Richtungskörperbildung Länge 3,75 Breite und Dicke 2,67. Die Chromosomen während der Reifeteilungen: (Spermatocyten) Bei der ersten Teilung Länge 4,56 Breite und Dicke 2,71. Bei der zweiten Teilung Länge 4,69 Breite und Dicke 2,73. Materialien ziir Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 97 Die Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Spermatogonien- teihmgen : Während der Prophase (vor der Teihmg): Ovogonien Länge 52,64 Breite und Dicke 1,27. Spermatogonien Länge 41,92 Breite und Dicke 1,13. Während der Telophase nach der Teihmg Ovogonien Länge 29,89 Breite und Dicke 1,11. Spermatogonien Länge 25,73 Breite und Dicke 0,95. Während der ersten Furchungsteihmg (vor der Äquatorial- plattenl)ildung) : Länge 87,33 Breite und Dicke 2,21. Volumen. Die einzelnen Chromosomen während der Reifeteilungen (Ovocyten- teihmgen) : Bei der ersten Richtungskörperbildung (d. h. eines der vier Tetradenelemente) 12,2579 = 12,26 Bei der zweiten Richtungskörperl)ildung 14,0132 = 14,01. Die einzelnen Chromosomen während der Reifeteilungen (Spermato- cy tenteilungen) : Bei der ersten Teilung (wie oben) 14,5703 = 14,57 Bei der zweiten Teilung 15,2815 = 15,28. Archiv f. Zellforschung. XHI. 7 98 Kiyoshi Katsuki Die Volumina des gesamten Chromosomenbestandes während der Ovogonien- bzw. Spermatogonienteihmgen : Während der Prophase: Ovogonien 65,5867 = 65,59 Spermatogonien 41,5004 = 41,50. Während der Telophase: Ovogonien 28,6227 = 28,62 Spermatogonien 18,0273 = 18.03. Die gesamten Chromosomen während der ersten Furchungsteihuig (vor der Äquatorialplatten- bildung) 334,5992 = 334,60. Wenn ich die vorhergehenden Zahlen der Chromatinvolumina der Reihe nach ordne, ergibt sich: männlich weiblich Prophase der Vermehrungsteilungen Telophase der Vermehrungsteilungen 1. Reifeteilung (Äquatorialplatte) 2. » )) Vor der 1. Furchungsteilung 334,6 Diese Tabellen zeigen, daß sich nicht nur im Laufe eines Zellcyklus die Form der Chromosomen außerordentlich verändert, sondern auch daß die Volumina großen Schwankungen unterliegen. Während der Vermehrungsteilungen sind typischer Weise die weiblichen Elemente voluminöser als die männlichen. Diese Differenz wird sichtlich im Laufe der Wachstumsperiode wieder ausgeglichen, so daß die Chromosomen in beiden Geschlechtern mit den nahezu gleichen Volumina in die Reife- teilungen eintreten. Eher sind die Chromosomen des Männchens größer als die des Weibchens. Dies Volumen ist aber etwas mehr als doppelt so groß als in den Vermehrungsteilungen (wenn wir für sie das Mittel zwischen Pro- und Telophase einsetzen). In der Wachstumsperiode hat sich somit das Chromatin der Eier etwas verdoppelt; das der Samen- zellen fast vervierfacht. Eine weitere große Chromatinzunahme geht aber in den Vorkernen nach der Befruchtung vor sich. Denn die Chromo- somen der ersten Furchungsteilung zeigen das dreifache Volumen, wie die der reifen Geschlechtszellen. 41,5 65,6 18,0 28,6 106,0 98,0 61,2 56,0 Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 99 b) Variabilität der Chromosomen eines Stadiums und Beziehungen dieser Variabilität zu spezifischen Größendiflferenzen der Chromo- somen. Um den Wert derartiger quantitativer Untersuchungen an Chromo- somen beurteilen zu können, ist es nötig, auch die Variabilität der Chromo- somen zu berücksichtigen. Deshalb sind im folgenden die Häufigkeits- zahlen, Variationsreihen und Kurven der Chromosomenmasse für die einzelnen Stadien wiedergegeben. Diese Kurven haben aber noch eine andre Bedeutung. Die Messungen wurden meist an allen vier Chromo- somen einer Zelle vorgenommen. In der Regel sieht man bei Äscaris nicht viel von einer specifischen Größendifferenz der Chromosomen, wenn auch Angaben in dieser Richtung existieren. Sollte eine solche aber doch vorhanden sein, dann muß sie sich in der Kurve ausdrücken: Die Kurve muß mehr oder minder viergipflig erscheinen mit gleichmäßiger Frequenz der Gipfelbezirke. Die Aufzählungsreihen für die einzelnen Größen sind nun die folgenden: Die L äuge der Chromosomen währen d der R eifeteilungen. Ovocyten Spermatocyten bei der ersten Richtnngs- beider zweit. Bichtungs- bei der ersten bei der zweiten körperbildung körperbildnng Teilung Teilung I II I II I 11 I II 3,1 3 3,0 10 3,6 1 4,0 2 3,2 4 3,1 7 3,7 2 4,1 4 3,3 16 3,2 11 3,8 — 4,2 5 3,4 10 3,3 8 3,9 3 4,3 5 3,5 36 3,4 9 4,0 19 4,4 13 3,6 27 3,5 26 4,1 10 4,5 16 3,7 68 3,6 11 4,2 33 4,6 36 3,8 47 3,7 22 4,3 34 4,7 23 3,9 44 3,8 10 4,4 27 4,8 25 4,0 74 3,9 13 4,5 56 4,9 26 4,1 11 4,0 27 4,6 62 5,0 31 4,2 17 4,1 7 4,7 31 5,1 8 4,3 24 4,2 15 4,8 53 5,2 6 4,4 8 4,3 6 4,9 20 4,5 7 4,4 6 5,0 40 4,6 1 4,5 5 5,1 6 4,7 2 4,6 — 5,2 3 4,8 — 4,7 3 4,9. — 4,8 2 5,0 1 4,9 5,0 1 1 7* 100 D [e Län ge der Chromosomen. währen d der Ovugonien- bzw. SpermatogonienteilungeE während der ersten F urchangsteilung •ährend der Prophase während der Telophase Tl vor der Äquatorial- Ovog( )nien Spermatogonien Ovogonien Spermatogonien plattenbildung I II I 1 II I 11 I ir I II 43 1 33 2 21 1 20 2 82 1 44 1 34 5 22 1 21 4 83 2 45 — 35 2 23 1 22 8 84 2 46 2 36 3 24 2 23 4 85 4 47 1 37 5 25 2 24 8 86 3 48 2 38 5 26 2 ! 25 6 87 4 49 4 39 6 27 7 26 6 88 4 50 4 40 2 28 8 27 4 89 6 51 2 41 2 29 8 28 3 90 8 52 5 42 2 30 5 29 3 91 5 53 8 43 6 31 7 30 3 92 4 54 3 44 4 32 5 31 6 93 3 55 3 45 2 33 1 32 1 94 2 56 2 46 1 34 3 33 2 95 4 57 1 47 2 35 3 96 3 58 2 48 1 36 — 97 2 59 1 37 3 98 1 60 3 38 1 99 1 61 1 100 1 62 1 63 3 Die Breite und Dicke der Chromosomen während der Eeifeteilungen. Ovocyten Spermatocyten bei der ersten Richtungs- bei der zweit. Eichtungs- bei der ersten bei der zweiten körperbilduDg körperbildung Teilung 1 Teilung I II I i II I 11 I n 2,0 4 2,0 2 2,0 1 '' 2,2 2 2,1 15 2,1 1 2,1 2,3 7 2,2 32 2,2 5 2,2 1 2,4 9 2,3 61 2,3 14 2,3 10 2,5 17 2,4 46 2,4 16 2,4 28 2,6 35 2,5 71 2,5 26 2,5 56 '■ 2,7 35 2,6 55 2,6 23 2,6 49 2,8 58 2,7 32 2,7 15 2,7 78 2,9 17 2,8 41 2,8 27 2.8 102 3,0 12 2,9 23 2,9 25 2,9 43 3,1 3 3,0 12 3,0 27 3,0 31 3,2 5 3,1 1 3,1 2 3,1 1 3,2 4 3,2 9 3,3 3 3,3 3,4 3,5 2 3 3 Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 101 Die Breite und Dicke der Chromosomen. während der Ovogonien bezw. Spermatogonienteilungen. während der ersten Furchungst eilung wanrena aer rropnase während der Telophase während der Äqua- Ovogonien Spermatogonien Ovogonien Spermatogonien torialplattenbildung I II I II I II I II I II 1,4 26 1,0 7 0,8 1 0,7 2 1,8 1 1,5 16 1,1 21 0,9 7 0,8 10 1,9 3 1,6 5 1,2 14 1,0 11 0,9 14 2,0 5 1,7 3 1,3 8 1,1 15 1,0 27 2,1 5 1,2 21 1,1 7 2,2 16 1,3 5 2,3 2,4 2,5 2,6 13 10 6 1 I = Messungszalil, II = Häufigkeitszahl. Es zeigt sich also eine beträchtliche Variabilität im quantitativen Verhalten der Chromosomen. Das Maß der Variabilität in den einzelnen Stadien ergibt sich, wenn wir die Standardabweichung o berechnen. Dieselbe beträgt für: die Chromosomen während der Eeifeteilungen (Ovocytenteilungen) bei der ersten Richtungskörperbildung Länge 0,299685 Breite und Dicke 0,257181 bei der zweiten Richtungskörperbildung Länge 0,431045 Breite und Dicke 0,302355. Die Chromosomen während der Reifeteilungen (Spermatocyten- teilungen) bei der ersten Teilung Länge 0,300374 Breite und Dicke 0,182392 bei der zweiten Teilung Länffe 0,260908 Breite und Dicke 0,189082. 102 Kiyoshi Katsuki Die Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Spermatogonien- teilungen : während der Prophase Ovogonien Länge 4,916848 Breite und Dicke 0,087841 Spermatogonien Länge 4,1895277 Breite und Dicke 0,095084 während der Telophase Ovogonien Länge 3,4556606 Breite und Dicke 0,0918087 Spermatogonien Länge 3,4892215 Breite und Dicke 0,1007058 während der ersten Furchungsteilung (vor der Äquatorial- plattenbildung) Länge 5,0991 Breite und Dicke 1,7616. Ein andres Maß für die Variabilität der Chromosomen ist der Varia- tionskoeffizient V, er beträgt für: Die Chromosomen während der Reifeteikmgen (Ovocytenteilungen) bei der ersten Eichtungskörperbildung Länge 7,8506 = 7,85 Breite und Dicke 10,3964 = 10,40 bei der zweiten Eichtungskörperbildung Länge 11,4965 = 11,50 Breite und Dicke 11,3078 = 11,31. Die Chromosomen während der Reifeteilungen (Spermatocyten- teilungen) : bei der ersten Teilung Länge 6,5852 = 6,59 Breite und Dicke 6,7403 = 6,74 Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 103 bei der zweiten Teilung Länge 5,5648 = 5,57 Breite und Dicke 6,9156 = 6,92. Die Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Spermatogonien- teilungen : während der Prophase (vor der Teilung) Ovogonien ■'b^ Länge 9,3405 = 9,34 ^ö Breite und Dicke 6,9403 = 6,94 Spermatogonien Länge 9,9953 = 10,00 Breite und Dicke 8,4669 = 8,47 während der Telophase (nach der Teilung) Ovogonien Länge 11,5615 = 11,56 Breite und Dicke 8,3000 = 8,30 Spermatogonien Länge 13,5609 = 13,56 Breite und Dicke 10,6624 = 10,66 während der ersten Furchungsteiiung (vor der Äquatorial- plattenbildung) Länge 5,8523 = 5,85 Breite und Dicke 7,7910 = 7,79. Aus diesen Zahlen ergibt sich nun, daß die Chromosomenform in jedem Stadium einer beträchtlichen VariabiHtät unterworfen ist. Be- merkenswert erscheint, daß die Variabilität während der Reifeteilungen eine viel geringere ist, als in den andern Stadien. Die Ursache kann allerdings eine sehr einfache sein : In diesem Stadium sind Chromosomen kurz und kompakt und daher Größenschwankungen viel schwerer durch Messung festzustellen als bei den langen Fäden der andern Stadien. Die Variabilität, welche ich hier nachgewiesen habe, bezieht sich auf die Form der Chromosomen, nicht auf ihr Volumen, da in diesen Ta- bellen nur Zahlen in bezug auf Länge, Dicke und Breite berücksichtigt sind. Wie steht es nun mit den Volumina? Es wurde oben mitgeteilt, 104 Kyoshi Katsiiki daß ich die Volumina der Chromosomen als Ellipsoid, Paraboloid und Ellipsoid und Cyhnderform je nach dem Stadium gerechnet habe. Die EUipsoidformel lautet: 4 , ö Wenn ich das Volumen mit X bezeichne, erhalte ich X = —7tal)'c oder X = -^ Länge- Breite 2, 7t aber -^ ist ein konstanter Wert, deshalb X 00 Länge • Breite 2. Diese Formel sagt, daß das Volumen sich verändert im Verhältnis zu dem Produkt aus Länge • Breite^. Man muß also nur die Variabiütät des Produkts der Länge und Breite berechnen, um eine VariabiUtät der Volumina der Chromosomen zu erkennen. Beim Paraboloid und Ellipsoid ist das gleiche der Fall, nänüich Länge Länge 1 7t 2 / Breite \2 14 2 / Breite \2 2 3~l^~/ ■^23'^^~IT~/ X = —^ • Länge • Breite 2 beim Cylinder ebenso: Xoo Länge • Breite^, Ttr^h X=7rLänge|^^| Xoo Länge • Breite^. Deshalb habe ich von allen meinen Messungszahlen noch einmal das Produkt aus Länge und Breite berechnet. Aus diesen Zahlen ergibt sich dann die Variation im Volumen des Chromatins in verschiedenen Stadien. Die folgenden Tabellen zeigen dies: Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Cluromatins usw. 105 während der Reifeteilungen: Ovocyten Spermatocyten tei der ersten Richtungs- bei der zweit . Richtungs- bei der ersten bei der zweiten körperbildung körperl ildung Teilung Teilung I II I II I II I II 13 1 14 1 16 1 17 1 14 3 15 2 — 18 — 15 6 16 1 19 1 19 1 16 10 17 4 20 — 20 2 17 13 18 4 21 3 21 2 18 19 19 9 22 2 22 2 19 14 20 9 23 7 23 2 20 34 21 11 24 6 24 5 21 32 22 14 25 13 25 1 22 24 23 9 26 13 26 8 23 38 24 12 27 17 27 — 24 21 25 10 28 17 28 8 25 21 26 8 29 25 29 12 26 21 27 13 30 20 30 6 27 23 28 4 31 33 31 8 28 13 29 6 32 18 32 13 29 14 30 6 33 27 33 13 30 12 31 15 34 26 34 12 31 26 32 o 35 27 35 12 32 2 33 8 36 22 36 19 33 9 34 12 37 12 37 8 34 11 35 10 38 37 38 18 35 8 36 4 39 18 39 14 36 6 37 5 40 15 40 4 37 3 38 4 41 6 41 9 38 • 4 39 2 42 12 42 3 39 2 40 3 43 8 43 3 40 — 41 1 44 2 44 3 41 1 42 — 45 8 45 4 42 1 43 3 46 2 46 2 — — 44 1 47 1 47 1 — — 48 — : 48 2 48 49 50 öl 1 1 1 49 50 51 1 1 1 106 Kivoshi Katsuki während der Oyogonien bezw. Spermatogonienteiliingen während der ersten FurchuDgsteilung . während der Prophase während der Telophase i vor der Aquatorial- Ovogonien 1 Spermatogonien Ovogonien Spermatogonien plattenhildung I 11 I ]i I II I II 1 II 62 1 33 1 18 1 11 2 29 1 — — 34 1 19 — 12 — 30 — 67 1 35 1 20 1 13 2 31 1 68 — 36 1 21 — 14 1 32 — 69 1 — — 22 2 15 1 33 1 70 2 40 2 23 2 16 34 1 71 — 41 1 24 2 17 — 35 3 72 2 42 — 25 4 18 — 36 — 73 — 43 2 26 > 19 5 37 1 74 1 44 1 27 3 20 5 38 3 75 3 45 3 28 2 21 5 39 2 76 4 46 2 29 2 22 4 40 3 77 — 47 1 30 — 23 3 41 3 78 4 48 1 31 1 24 6 42 2 79 1 49 1 32 3 25 5 43 2 80 1 50 2 33 1 26 2 44 4 81 2 51 2 34 3 27 8 45 2 82 1 52 3 35 1 28 3 46 2 83 1 53 4 36 2 29 4 47 2 84 3 54 2 37 — 30 1 48 5 85 — 55 — 38 4 31 2 49 4 86 2 56 2 39 4 32 — 50 3 87 1 57 — 40 2 — — 51 4 88 2 58 3 41 1 37 1 52 3 89 — 59 2 42 4 53 5 90 1 60 — 43 2 91 — 61 3 44 — 59 1 92 1 62 2 45 3 60 1 93 3 63 — 46 1 — 94 — 64 2 47 1 63 1 95 1 — — 48 — 96 — 68 4 49 3 97 — — — — — 98 1 79 1 54 1 99 1 55 1 100 2 _ 101 1 59 2 102 2 , . 103 1 62 1 104 1 119 1 130 1 1 = Länge xBreite2. — II = Häufigkeitszahl. Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 107 Wir erkennen daraus, daß die Volumina der Chromosomen eines Stadiums ebenso wie die Formen variabel sind und diese Variabilität in den verschiedensten Stadien nicht immer gleich ist. Diese Variabilität der Volumina ist nicht ganz gleich der Variabilität der Chromosomen- formen, sondern ist ihr proportional. Endlich kommt es darauf an, daß in den Formen oder Volumina der Chromosomen eines Stadiums eine Schwankung besteht, die in einzelnen Stadien ziemlich groß ist. Es fragt sich nun, ob wir Ursache haben, die Richtigkeit der ge- wonnenen Resultate anzuzweifeln. Wenn diese Resultate nicht richtig wären, dann würde der Grund hierfür in der Untersuchungsmethode liegen. Wenn ich auf die Methode der Untersuchung zurückblicke, so war diese meines Erachtens vollständig richtig, weil ich die Behandlung des Materials (Fixieren, Einbetten, Schneiden, Aufkleben, Färben und EinschHeßen) ebenso das Zeichnen und Messen der Chromosomen in möglichst identischer Weise durchführte. Da es sich um Relation handelt, scheiden die wohl immer gleichen Fehler der Methoden aus. c) Quantitative Verteilung des Chromatins. Wir wollen nun die Zahlen, welche wir einerseits für Länge und Breite der Chromosomen, anderseits für ihre Volumina gefunden haben, noch von einem andern Gesichtspunkte aus betrachten, indem wir Mutter- und Tochterchromosomen eines und desselben Stadiums untereinander ver- gleichen. Die Länge der Chromosomen während der Reifeteilungen (Ovocyten): während der ersten Richtungskörperbildung I II III IV ^^ die vier Chromosomen, welche in den Eiern bleiben 3,87 3,78 3,82 3,80 3,82 die vier Chromosomen, welche später in den ersten Richtungskörper gehen 3,78 3,83 3,81 3,81 3,81 während der zweiten Richtungskörperbildung Durch- schnitt die zwei Chromosomen, welche in den Eiern bleiben 3,72 3,77 3,74 die zwei Chromosomen, welche später in den zweiten Richtungskörper gehen 3,76 3,76 3,76. 108 Kiyoshi Katsuki Die Länge der Chromosomen während der Reifeteilungen (Sperma- tocyten) : bei der ersten Teihnig I II III IV ^""*: schnitt A 4,57 4,54 4,57 4,52 4,56 AI 4,54 4,57 4,55 4,59 4,56 bei der zweiten Teihmg Durch- schnitt A 4,69 4,66 4,68 AI 4,67 4,72 4,69. Die Länge der Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Sperma- togonienteilungen (während der Telophase): I II Durchschnitt Ovogonien 29,84 29,94 29,89 Spermatogonien 25,99 25,49 25,73. Die Breite und Dicke der Chromosomen während der Reifeteihmgen (Ovocyten) : bei der ersten Richtungskörpcrbildung I II III IV ^"t: schnitt die vier Chromosomen, welche in den Eiern bleiben 2,51 2,44 2,45 2,51 2,48 die vier Chromosomen, welche später in den ersten Richtungskörper gehen 2,47 2,44 2,46 2,58 2,49 bei der zweiten Richtungskörperbildung I II Durchschnitt die zwei Chromosomen, welche in den Eiern bleiben 2,67 2,69 2,68 die zwei Chromosomen, welche später in den zweiten Richtungskörper gehen 2,66 2,65 2,66. Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 109 Die Breite und Dicke der Chromosomen während der Reifeteilungen (Spermatogonien) : bei der ersten Teihmg ^ ,., -.-.^ -^y Durch- schnitt A 2.71 2,71 2,70 2,76 2,72 AI 2,71 2,69 2,68 2,60 2,69 « bei der zweiten Teikmg I II Durchschnitt A 2,75 2,76 2,76 AI 2,71 2,70 2,71. Die Breite und Dicke der Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Spermatogonienteihmgen (während der Telophase): A AI Durchschnitt Ovogonien 1,106 1,106 1,106 Spermatogonien 0,95 0,94 0,95. Volumen, Die Chromosomen während der Reifeteilungen: (Ovocyten). Während der ersten Richtungskörperbildung: Chromosomen, welche in den Eiern bleiben I II III IV ^~ 12,77 11,78 12,01 12,54 49,10 Chromosomen, welche später in den ersten Richtungskörper gehen I II III IV ^;^™^ 11,03 11,93 12,08 12,77 47,81 "Während der zweiten Richtungskörperbildung: Chromosomen, welche in den Eiern bleiben I II I+II 13,88 14,25 28,13 110 Kiyoshi Katsuki Chromosomen, welche später in den zweiten Kichtungskörper gehen I II I + II 13,90 13,78 27,68 (Spermatocyten). Während der ersten Teihmg I .11 III IV S I-IV A Teil 16,39 14,54 14,54 15,03 60,50 AI Teil 14,54 14,50 13,90 13,60 56,54 Während der zweiten Teilung I II I + II A Teil 15,46 15,49 30,95 AI Teil 15,28 15,02 30,30. Die Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Spermatogonien- teilimgen (während der Telophase) A AI A + AI Ovogonien 28,65 28,74 57,39 Spermatogonien 19,22 17,72 36,94. Über die quantitative Verteilung des Chromatins bei den Teilungen habe ich schon teilweise berichtet. Nach den obigen Tabellen kann man nunmehr diese noch viel deutlicher bemerken. Wenn man die Chromosomengröße vor und nach den Teilungen der Ovogonien- bzw. Spermatogonienteilungen betrachtet, ergibt sich: vor den Teilungen nach den Teilungen ^ • P- - 28,65 1 ._ . Ovogonien bop ^^ _, \ o /,4 19 22 ) Spermatogonien 41,5 ._' |36,9. Die Größe der Mutterchromosomen ist etwas bedeutender als die bei den Tochterchromosomen zusammengenommen, aber die zwei Tochter- kerne erhalten ziemlich genau gleiche Mengen des Chromatins. Ebenso teilt sich die Chromatinmenge in den Eeifeteilungen genau in zwei Teile. Es ergeben also genaue Messungen dasselbe, was man auf Grund der morphologischen Befunde stets als selbstverständlich betrachtete, daß bei dem Teilungsprozesse die Chromatinmenge sich genau in zwei gleiche Teile teilt. Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 111 3. Die Größe der Kerne, a) Wandlungen der Kernquantität während des Chromosomencyklus. In diesem Paragraphen möchte ich die Untersuchung noch weiter auf die Wandhingen der Kernquantität während des Chromosomen- cyklus ausdehnen. Zu diesem Zweck habe ich die Durchmesser der Kerne durch Messung bestimmt und ihre Vohimina berechnet, und zwar bei beiden Geschlechtern in verschiedenen Stadien. Ich halje dabei die Durchmesser von 120 Kernen gemessen und daraus den Durchschnitt berechnet. Der berechnete Mittelwert des Durchmessers beträgt: 1 Vorkern direkt vor der Chromosomenbildung der ersten Fur- chungsteilung 10,68 Für die Kerne der Ovogonien vor der Teilung 8,21 Für die Kerne der Ovogonien nach der Teilung 6,49 Für die Kerne der Spermatogonien vor der Teilung 7,13 Für die Kerne der Spermatogonien nach der Teilung 5,64 Für die Kerne am Anfang der Wachstumsperiode der Ovocyten 6,56 Für die Kerne am Anfang der Wachstumsperiode der Sperma- tocyten 5,71 Für die Kerne aus der Mitte, wie bestimmt, der Wachstums- periode der Ovocyten 8,25 Für die Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Spermato- cyten ' 7,25 Für die Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Ovocyten 10,44 Für die Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Spermato- cyten 8,84 Für die Tochterkerne der ersten Furchungsteilung 8,38 Volumen. Die einzelnen Vorkerne i) direkt vor der Chromo- somenbildung zur ersten Furchungsteilung = 637,9140 = 637,91 Die Tochterkerne der ersten Furchungsteilung = 308,2164 = 308,22 Die Kerne der Ovogonien vor der Teilung = 290,0293 = 290,03 Die Kerne der Ovogonien nach der Teilung = 143,2629 = 143,26 Die Kerne der Spermatogonien vor der Teilung = 191,0631 = 191,06 Die Kerne der Spermatogonien nach der Teilung = 93,8870 = 93,89 1) Um einen für beide Kerne gültigen Mittelwert zu erhalten, habe ich Eikern und Samenkern addiert und diurch 2 dividiert. 112 Kiyoshi Katsuki Die Kerne am Anfang der Wachstumsperiode der Ovocyten ^ = 147,6832 = 147,68 Die Kerne am Anfang der Waclistumsperiode der Spermatocyten = 97,2728 = 97,27 Die Kerne aus der Mitte der Wachstumsperiode der Ovocyten = 294,0133 = 294,01 Die Kerne aus der Mitte der Wachstumsperiode der Spermatocyten = 199,5221 = 199,52 Die Kerne am Ende der W^achstumsperiode der Ovocyten = 595,9984 = 596,00 Die Kerne am Ende der Wachstumsperiode der Spermatocyten = 361,6071 = 361,61. Wenn ich die vorhergehenden Zahlen der Vohimina der Keihe nach orchie, ergibt sich: Ovogonien Spermatogonien vor der Teilung nach der Teilung Anfang (im Wachstum) Mitte » » Ende » » Vorkern im befruchteten Ei Tochterkerne nach der ersten Furchungsteilung Aus obigem ersehen wir: 1. Die Ovogonien sind größer als die Spermatogonien, 2. In der Wachstumsperiode ist das Wachstum der beiden unge- fälu- gleich. 3. Nach der AVachstumsperiode wird der Eikern nur wenig ver- größert, während der Samenkern im Ei doppelt so groß wird, als der Kern der Spermatocyten erster Ordnung am Schluß der Wachstunisperiode war. b) Variabilität der Kerne eines Stadiums. ^ Wie ich es bereits bei der Untersuchung über die Chroraosomengröße gemacht habe, so habe ich auch für die Durchmesser und die Volumina der Kerne auf den verschiedenen Entwicklungsstadien die Variabilität untersucht, den Variabilitätskoeffizienten berechnet und eine Kurve der Variabihtät konstruiert. Wenn ich sie zeige, ergibt sich: 290 191 143 94 ocyten Spermat 147 97 294 199 595 362 637 308. Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 113 Die Kerne der Ovogonien und Spermatogonien. Ovogonien Spermatogonien vor der Teilung nach der Teilung vor der Teilung nach der Teilung I II I II I 1 11 I II 7,2 1 5,9 1 6,4 1 5,0 1 7,3 1 6,0 6 6,5 3 5,1 5 7,4 2 6,1 9 6,6 3 5,2 7 7,5 3 6,2 14 6,7 4 5,3 12 7,6 2 6,3 10 6,8 4 5,4 14 7,7 4 6,4 11 6,9 13 5,5 16 7,8 8 6,5 14 7,0 19 5,6 12 7,9 10 6,6 20 7,1 16 5,7 12 8,0 15 6,7 12 7,2 15 5,8 9 8,1 10 6,8 9 7,3 16 5,9 7 8,2 10 6,9 8 7,4 13 6,0 7 8,3 9 7,0 4 7,5 6 6,1 8 8,4 10 7,1 1 7,6 2 6,2 7 8,5 9 7,2 1 7,7 5 6,3 1 8,6 8 6,4 1 8,7 5 6.5 1 8,8 5 8,9 4 9,0 2 9,1 1 9,2 1 Die Kerne der Ov ocyten im Wachstum. Anfang Mitte Ende I 11 I II I II 5,8 1 7.6 2 9,5 1 5,9 2 7,7 5 9,6 2 6,0 4 7,8 5 9,7 5 6,1 7 7,9 10 9,8 5 6,2 5 8,0 11 9,9 7 6,3 8 8,1 10 10,0 5 6,4 11 8,2 19 10,1 6 6.5 19 8,3 15 10,2 8 6,6 17 8,4 11 10,3 10 6,7 14 8,5 12 10,4 16 6,8 10 8,6 5 10,5 15 6,9 12 8,7 5 10,6 7 7,0 7 8,8 5 10,7 8 7,1 3 8,9 3 10,8 8 9,0 2 10,9 11.0 11,1 11,2 4 5 5 3 Archiv f. Zellforschung. Xlll. 8 114 Kiyoshi Katsuki Die Kerne der Spermatocyten im Wachstum. Anfang Mitte Ende I II 1 I II I 11 5.2 2 6,5 2 8,3 2 5,3 5 6,6 4 8.4 6 5,4 5 6,7 4 8,5 10 5,5 11 6,8 4 8,6 10 5,6 12 6,9 6 8,7 15 5,7 16 7,0 12 8,8 13 5,8 28 7,1 11 8.9 19 5,9 17 7,2 13 9,0 20 6,0 9 7,3 20 9,1 10 6,1 7 7,4 11 9,2 6 6,2 5 7,5 12 9.3 4 6,8 2 7.6 6 9,4 2 6,4 1 7,7 5 9,5 2 7,8 6 9,6 1 7,9 3 8,0 1 Die Vorkerne vor der Chromosomenbildung zur ersten Furchungsteilung und Tochterkerne der ersten Furchungsteiknig Vorkerne Tochterkerne I II I n I II I II 9,7 1 10,8 8 7,6 1 8.7 11 9,8 2 10,9 8 7,7 2 8,8 6 9,9 3 11,0 7 7,8 4 8,9 3 10.0 5 11,1 5 7,9 7 9,0 5 10,1 4 11,2 6 8,0 9 9,1 2 10,2 10 11,3 4 8,1 7 10,3 13 11,4 3 8,2 10 10,4 8 11,5 3 8,3 13 10,5 8 11,6 5 8,4 17 10,6 8 11,7 3 8,5 11 10,7 6 8,6 12 I = Größe des Durchmessers II Häufigkeit des Vorkernes Die Standardabweichung beträgt für: Die Vorkerne direkt vor der Chromosomenbikhmg zur ersten Furchungsteihmg Die Kerne der Ovogonien vor der Teilung 0,49326 0,40639 Materialien ziir Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 115 Die Kerne der Ovogonien nach der Teilung 0,28407 Die Kerne der Spermatogonien vor der Teilung 0,27590 Die Kerne der Spermatogonien nach der Teilung 0,32969 Die Kerne des Anfangs der Wachstumsperiode der Ovocyten 0,29180 Die Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Ovocyten 0,31780 Die Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Ovocyten 0,40417 Die Kerne des Anfangs der Wachstumsperiode der Spermato- cyten 0,25179 Die Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Spermatocyten 0,32966 Die Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Spermatocyten 0,27154 Die Tochterkerne der ersten Furchungsteilung 0,33476 Variationskoeffizient. Die Vorkerne direkt vor der Chromosomenbildung zur ersten Furchungsteilung 4,6178 = 4,62 Die Kerne der Ovogonien vor der Teilung 4,9479 = 4,95 Die Kerne der Ovogonien nach der Teilung 4,4095 = 4,41 Die Kerne der Spermatogonien vor der Teilung 3,8705 = 3,87 Die Kerne der Spermatogonien nach der Teilung 5,8466 = 5,85 Die Kerne des Anfangs der Wachstumsperiode der Ovo- cyten 4,4520 = 4,45 Die Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Ovocyten 3,8510 = 3,85 Die Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Ovocyten 3,8709 = 3,87 Die Kerne des Anfangs der Wachstumsperiode der Sperma- tocyten 4,4120 = 4,41 Die Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Sperma- tocyten 4,5470 = 4,55 Die Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Sperma- tocyten 3,0710 = 3,07 Die Tochterkerne der ersten Furchungsteilung 3,9947 = 4,00. Die Kerngrößen sind also auch einer gewissen Varialjilität unter- worfen; ihr Maß ist aber in den verschiedenen Stadien ungefähr gleich, 4. Beziehungen der Chromosomengröße zu der Kerngröße. Vergleichen wir nunmehr die für die Chromosomen gewonnenen Ergebnisse mit den für die Kerne erzielten. 1. Wandlungen der Chromatinmenge und der Kernvolumina während des Chromosomencyklus. 8* 116 Kiyoshi Katsuki Während des Chromosomencyklus verändert sich die Chromatin- menge in den verschiedenen Stadien und ist am größten von allen Stadien, welche ich untersucht habe, zur Zeit wo die Chromosomen im Eikern und Samenkern neu aufgetreten sind, aber sich noch nicht zur Bildung der Äquatorialplatte zusammengefunden haben. Während der AVachs- tumsperiode vergrößert sich die Chromatinmenge im Ei auf das ckeifache, in der Samenzelle auf das fünffache nach den Ovogonien- bzw. Sperma- togonienteilungen. Ebenso hat das Kernvolumen verschiedene Größe in den verschiedenen Stadien. Vor der ersten Furchungsteilung ist das- selbe (die Summe von Ei- und Samenkern) am größten von allen Stadien, welche ich untersucht habe, und die Kerne am Ende der Wachstums- periode der Ovocyten bzw. Spermatocyten sind dreimal größer als die Kerne am Anfang dieses Stadiums nach der Teilung. 2. Quantitative Verteilung des Chromatins und Kernes. Wie die Chromatinmenge nach der Teilung immer die Hälfte der- jenigen vor der Teilung ist, so ist auch die Kerngröße nach der Teilung die Hälfte derjenigen vor der Teilung. 3. Variabilität der Chromosomen und Kerne eines Stadiums. Wie die Chromosomengrößen, so zeigen auch die Kerngrößen eine typische Kurve der Variabiütät. Während aber das Maß der Variabili- tät der Chromosomen in den verschiedenen Stadien wechselt, ist es für die Kerne ungefähr gleich. Das spricht dafür, daß die Verschiedenheiten, welche meine Messungen der Chromosomengröße ergeben haben, nicht durch die Mängel meiner Methodik bedingt, sondern im Objekt selbst gegeben sind. Die oben gegebene Erklärung für dies Verhalten der Chromosomen ist die richtige und die BovERische Regel über das quanti- tative Verhältnis von Clu'omosomenmasse und Kernvolumen ist nicht etwa durchbrochen. Die scheinbaren Ausnahmen sind dadurch herbei- geführt, daß Unterschiede in den Chromosomenformen existieren, welche den Ausfall der Messungen beeinflussen. 4. Frequenzkurven und specifische Chromosomengröße. Viele Tiere zeigen ganz charakteristische und typische Unterschiede in der Größe ihrer Chromosomen innerhalb einer und derselben Äqua- torialplatte. Dies ist bei Ascaris nicht direkt nachweisbar. Wenn wir nun die Einzeltiere in bezug auf die ihnen eigentümlichen Chromosomen- großen vergleichen, so werden wir mit äußerst charakteristischen und typischen Unterschieden bekannt, welche in den für die Variabilität der Chromosomengröße konstruierten Kurven zum Ausdruck kommen. Ein Blick auf die Taf. I und II lehrt, daß wir zwei Gruppen von Tieren unter- scheiden können. Die eine ist durch die Fig. 1—4 und 10—13 gegeben; Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 117 Fig. 1—4 beziehen sich auf Länge (la—4a) und Breite bzw. Dicke (15— 4&), die Fig. 10—13 auf die berechneten relativen Vohimina. Die andre ist durch die Fig. 5—8 und 14—18 gegeben. Fig. 5—8 beziehen sich auf Länge (ba—Sa) und Breite bzw. Dicke (bh—Sb); die Fig. 14— 18 auf die berechneten relativen Volumina. Tafelerklärung. Tafel I. Die Abszissen geben die gemessenen Größen, die Ordinaten die Häufigkeit ihi'es Vorkommens. Fig. 1 — 9. Länge, Breite und Dicke der Chromosomen. Fig. la. Die Länge während der ersten Richtungskörperbildung in der Ovo- cytenteilung. Fig. lö. Fig. 2 a. Ovocyten. Fig. 2&. Fig. Sa. Die Breite und Dicke in derselben Zeit. Die Länge wälirend der zweiten Eichtungskörperbildung m den Fig. 3&. Fig. 4 a. Fig. 4 i. Fig. 5 a. Fig. 5&. Die Breite und Dicke in derselben Zeit. Die Länge bei der ersten Teilung während der Spermatocytenteilung. Die Breite und Dicke in derselben Zeit. Die Länge bei der zweiten Teilung während der Spermatocytenteilung. Die Breite und Dicke in derselben Zeit. Die Länge während der Prophase bei der Spermatogonienteilung. Die Breite und Dicke in derselben Zeit. Fig. 6a. Fig. 6ö. Fig. la. Fig. 7&. Fig. 8 a. Fig.8&. Fig. 9 a. Fig. 9&. Fig. 10- Fig. 10. cytenteilung. Fig. 11. cytenteUung. Fig. 12. Fig. 13. Fig. 14. Tafel II, Die Länge während der Prophase bei der Ovogonienteilung. Die Breite und Dicke in derselben Zeit. Die Länge während der Telophase bei der Spermatogonienteilung. Die Breite imd Dicke während derselben Zeit. Die Länge während der Telophase bei der Ovogonienteilung. Die Breite und Dicke in derselben Zeit. Die Länge während der ersten Furchungsteilung. Die Breite und Dicke in derselben Zeit. ■18. Die Volumina der Chromosomen. Die Volumina während der ersten Richtungskörperbildung in der Ovo- Die Volumina während der zweiten Richtungskörperbildung der Ovo- Die Volumina bei der ersten Teihmg während der Spermatocytenteilung. Die Volumina bei der zweiten Teilung wälurend der Spermatocytenteilung. Die Volumina während der Prophase bei der Spermatogonienteilung. 1 18 Kiyoshi Katsuki, Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen usw. Tafel III. Fig. 15. Die Volumina während der Prophase bei der Ovogonienteilung. Fig. 16. Die Volumina während der Telophase bei der SpermatogonienteUung. Fig. 17. Die Volumina während der Telophase bei der Ovogonienteilung. Fig. 18. Die Volumina während der ersten Furchungsteilung. Fig. 19—23. Die Größe der Kerne. Fig. 19a. Die Größe der Vorkerne dii-ekt vor der Chromosomenbildung zur ersten Furchungsteilung. Fig. 19 h. Die Größe der Tochterkerne nach der obigen Teilung. Fig. 20 a. Die Größe der Kerne nach der Ovogonienteilung. Fig. 20 J. Die Größe der Kerne vor der Ovogonienteilung. Fig. 21a. Die Größe der Kerne nach der Spermatogonienteilung. Fig. 21&. Die Größe der Kerne vor der Spermatogonienteilung. Fig. 22a. Die Größe der Kerne des Anfangs der Wachstumsperiode der Ovocyten. Fig. 22b. Die Größe der Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Ovocyten. Fig. 22 c. Die Größe der Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Ovocyten. Fig. 23 a. Die Größe der Kerne des Anfangs der Wachstumsperiode der Sper- matocyten. Fig. 23b. Die Größe der Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Spermato- cyten. Fig. 23 c. Die Größe der Kerne des Endes der Wachstumsperiode derSpermato- cyten. Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale depo Tautolisi. Per il Dottor Alberto Ziveri, [Manicomio Provinciale di Macerata (Direttore L. Lugiato).] L'argomento della metamorfosi grassa, della cosi detta «Verfettung» dei tedeschi, ha dato luogo in questi ultimi anni a numerosi e importanti studi. Le recenti monografie di Kawamura, D'Agata, Ciaccio danno una precisa idea del come si siano svolte fino alFepoca attuale queste ricerche. Le questioni principali che furono dibattute sono due: 1° Torigine delle sostanze grasse; 2° la natura delle medesime. Alla prima questione si puö, ora, rispondere che Forigine e doppia, esogena in date circostanze per deposito di sostanze grasse provenienti dai succhi nutritizii ed endogena in altre circostanze e qui il fenomeno dipende dal «rendersi evidenti» di date sostanze lipose che normalmente esistono nel plasnia cellulare ma che sono mascherate verosimilmente perche legate con complessi proteici. Secondo alcuni autori tali sostanze possono giä trovarsi in uno stato intermedio e, almeno, in certi casi, formerebbero il sostrato principale delle sostanze che appaiono come lipose ; noto qui a proposito i cosi detti cdiposomi» di Albrecht e Tapparato mitocondrico piü di recente tratto in questione. Inoltre possono aggiun- gersi i cosi detti da Ciaccio «lipoidi di imbibizione», cioe minutissime particelle adipose diffuse in tutto il plasma cellulare e non risolubili coi comuni ingrandimenti microscopici. Riguardo la seconda questione, malgrado le numerose ricerche di ordine chimico, chimico-fisico, istochimico, non si e ancora potuto ri- spondere con esattezza minuta e ciö per causa della enorme complessitä delle sostanze lipose dei tessuti. Perö nelle linee generali si puö ora affer- 120 Alberto Ziveri mare che, a seconda dei casi, pure esistendo sempre le mescolanze, pre- valgono gli eteri colesterinici e acidi grassi o i lipoidi, in piü piccola parte i saponi. In relazione a queste prevalenze notate dai diversi ricercatori, si sono impiegate diverse denominazioni atte a caratterizzarle e cosi secondo Aschoff nel caso di formazione esogena si ha la steatosi, nel caso di formazione endogena si ha la mielinosi. Secondo Kaiserling la prima si suddivide in liposi (eteri glicerinici), steatosi (eteri colesteri- nici), lipoidosi (lipoidi); mielinosi restando ancora la designazione della formazione endogena. Ciaccio cosi ha modificato lo Schema classi- f icativo : 1" lipoidosi anabolica (esogena) divisa in Uposi, lipoidosi e lipolipoi- dosi infiltrativa. 2° lipoidosi regressiva (endogena) divisa in lipolisi e lipoidohsi. La formazione di sostanze grasse post-mortale evidentemente e di natura endogena e un tenipo servi, come e noto, di appoggio ai sostenitori della teoria, ormai tramontata, della trasformazione degli albuminoidi in grassi. E alquanto strano perö che dopo tanti studi che hanno demolito tale teoria, si trovi un ricercatore (Venuti) il quäle facendo ricerche sulla «scomposizione cadaverica con formazione di grassi» operando su fegato e reni venga a concludere che «si abbia una neoformazione di grasso che si .origina dagli albuminoidi cellulari » mentre le forme mieliniche endo- cellulari attingono la loro genesi dai granuli di grasso preesistenti (liposomi di Albrecht). Oggidi soltanto si ritiene possibile in via teorica una scissione di glicogeno dall'albumina (Kraus) e poiche e possibile la formazione di grassi dagli idrati di carbonio, teoricamente non sarebbe esclusa questo ulteriore passaggio della trasformazione albuminoide ; ma questo nei processi patologici non e provato e ad ogni modo il meccanismo sarebbe diverso da queUo della comune «Verfettung)) (Dietrich). Eesta ora da verificare due fatti: 1° se la trasformazione liposa postmortale (mielinosi autoHtica) da prodotti analoghi a quelli delle formazioni grasse e lipoidi che avven- gono nei tessuti viventi. 2° Se le formazioni mielino-autolitiche sono uguali nelle cellule che contengono sostanze lipoidi solo allo stato nascosto come in quelle che presentano tali sostanze in modo evidente. AI primo quesito si puö rispondere che alcuni A. A. erano di opi- nione che i due processi fossero pressoche identici, ma altri, con a capo Dietrich, non credono che vi sia alcun rapporto: «Autolyse mit Zell- verfettung in keine direkten Beziehungen gebracht werden kann)) e che soltanto esistano alcunc analogie. Kawamura cosi si esprime per la distinzione fra la mielinosi autolitica (postmortale) da quella necrobiotica Siil comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale doporautolisi. 121 (rigonfiamento parenchimatoso, iiecrosi tossica, interruzione del circolo arterioso ecc). «In questa compaiono sostanze rilncenti opache che hanno la tendenza alla formazione di zolle mieliniformi. Esse sostanze mostrano occasionalmente, se pnr di rado, la doppia rifrangenza e mo- strano anclie un comportamento mutantes! verso le colorazioni col blu Nilo, col Sudan e col Rosso neutro; perö quest'ultimo da quasi sempre, per lo meno col riscaldamento, risultato positivo. Coi metodi di Smith le sostanze si colorano positivamente. Per ciö si distinguono bene dai birifrangenti eteri colesterinici. E notevole che questa liirifrangenza non si altera, o poco, col leggero riscaldamento. E difficile poter dire di che sostanze si tratti; con certezza si possono escludere gli eteri glicerinici e colesterinici a cagione della lucentezza opaca e cosi pure le mescolanze di colesterina e acidi grassi. Si devono considerare soltanto i fosfatidi, cerebrosidi, saponi e rispettivamente gli acidi grassi liberi. Dato il con- temporaneo disfacimento nucleare e da pensarsi anzitutto a un passaggio di fosfatidi nucleari nel protoplasma. » La mielina postmortale o autolitica si distingue dall'altra, intanto perche per la sua origine si puö escludere la Influenza dei succhi organici circolanti. Secondo Kawamura poi (alFopposto di quanto osservarono Gesa BiANCHi e Launoy) non mai compaiono sostanze birifrangenti. II com- portamento perö verso il rosso neutro, il blu Nilo e il Sudan e uguale a quello della mielina necrobiotica, soltanto la colorazione col rosso neutro e in alcuni organi mutevole e relativamente piü chiara. I metodi di Smith riescono positivi. Anche qui l'opinione che 1' origine sia dai fosfatidi nucleari e assai probabile. Secondo Kawamura ancora nulla si puö dire circa i rapporti fra i liposomi di Albrecht e la mielina autolitica e necrobiotica. Riguardo la metamorfosi mielinica delle sostanze grasse che pre- esistevano in forma evidente nella cellula (la cosi detta paramielina di Aschoff) Krontowski ammette che le sostanze grasse preesistenti nelle cellule subiscano deUe trasformazioni, forse lipolitiche che si comportano differentemente dal punto di vista microchimico (per es. colorazione col metodo di Fischler) e si ha formazione di acidi grassi oltre ai lipoidi che si hanno neU'autolisi di cellule prima non mostranti grasso. Shitata conferma che neU'autolisi asettica ne gli acidi grassi elevati ne la colesterina subiscono modificazioni. II comparire di gocciole negli organi autolitici proviene, secondo lui, dallo scindersi di radicali di acidi grassi dalla com- binazione di molecole di alta complessitä. 122 Alberto Ziveri Kawamura cosi scrive: «L'esempio piü conosciuto e quello delle cellule epaticlie in cui il grasso neutro gradatamente va aumentando la sua colorabilitä col rosso neutro. Essa inizia alla periferia e dipende o da una distruzione del grasso neutro o dalla liberazione di acidi grassi formazione di saponi o da una apposizione di lipoidi liberantisi dai nuclei, alla superficie delle gocciole grasse. E notevole che gii eteri di colesterina subiscono molto piü lentamente questa formazione para- mielinica che gli eteri glicerinici. » Dopo queste premesse generali intendo occuparmi un poco piii in particolare dei fenomeni in questione per quanto riguarda il sistema nervoso centrale. Che in molte manifestazioni patologiche e anche nella semplice se- nilitä nelle cellule nervöse si notino depositi liposi, e cosa notissima, ma anche neiruomo normale giovane si possono trovare sostanze lipose nei vasi e nelle cellule. Che esistano tali sostanze fisiologicamente in dati animali (lipoidi di imbibizione) e stato pure dimostrato (Luna). Cosi pure formazioni mitocondriche (che si ritiene abbiano rapporti con le sostanze in parola) sono State descritte oltre che neH'animale neonato, anche nell'adulto (Nageotte, Bus an a, Faure-Fremiet, Hoven, Luna, ecc). Nel sistema nervoso si puö quindi ammettere esista una «Ver- fettung« esogena e una «Verfettung» endogena. La natura delle sostanze lipose del sistema nervoso e, nonpertanto, ancora allo studio essendo i risultati ottenuti dai ricercatori alquanto contraddittorii. In ricerche eseguite chimicamente Allers non avrebbe trovato nei cervelli senili, ne eteri colesterinici ne grasso; avrebbe poi trovato come prodotti patologici un fosfosolfatide saturo e un fosfatide saturo contenente galattosio e un fosfatide insaturo che presentano la facoltä di sciogliersi in acetone ed etere di petrolio. Serono e Palozzi nel cervello degii erbivori non poterono dimostrare in quantitä apprezza- bile i grassi neutri, ma trovarono gli eteri colesterinici oleico e palmitico, lecitine oleica e palmitica, cerebrina e cerasina; Grey ed Egerton avreb- bero invece isolato dal cervello umano acidi grassi liberi saturi (acido stearico, palmitico -e miristico e forse un isomero dell'acido stearico) e insaturi (acido oleico, linolico, linoleinico, clupanodenico e forse un iso- mero dell'acido oleico). In ricerche d'ordine istologico, Rachmanow rin- venne (neiranimale) gU acidi grassi liberi nel pigmento giallo delle cellule nervöse; nelle cellule nevroghche e nelle cellule avventiziali si troverebbero perifericamente anche i grassi neutri (eteri ghcerinici). Kawamura in lesioni del sistema nervoso (focolai apoplettici, tabe dorsale) trovö che le sostanze adipose deUe cellule nervöse non sono birifrangenti, mentre Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo l'autolisi. 123 nelle Körnchenzellen e negli spazii perivascolari si trovano sostanze birifrangenti-granulari (nei preparati non fissati) rossastre al trattamento col Nilblii; mentre nei preparati trattati, quelle stesse sostanze birifran- genti assumevano forma cristallinica aghiforme che col calore si tras- formava di nuovo in sferule, comportantisi ad ogni modo verso i colori allo stesso modo che nei preparati non fissati. In emorragie recenti trovö nelle Körnchenzellen granuli non birifrangenti tingentisi in bin rossastro col blu Nilo; e in un caso trovö numerose figure niieliniche in alcuni punti birifrangenti e colorantisi col nietodo Smith-Dietrich, in altri punti monorifrangenti e non colorantisi con questo metodo. Secondo Biondi nei pigmento giallo delle cellule nervöse (nei cane) non si trovano ne gli eteri colesterinici ne gli acidi grassi liberi ma in vece eteri glicerinici commisti a lipoidi (fosfatidi). EoussY e Laroche trovarono i corpi birifrangenti nelle cellule granulöse, mentre nelle cellule nervöse (senili) le sostanze lipose furono sempre monorifrangenti. Nelle cellule granulöse notarono boUe e cristalli tinti in rosa, bolle tinte in blu e punti tinti in rosso ; nelle cellule nervöse, tinte in blu col blu Nilo ; mentre le fibre midollari appaiono birifrangenti e tinte in violaceo-rosa col Nilo. Secondo i detti autori il cosl detto lipocromo consiste di lecitina. Nelle mie ricerche precedenti su le sostanze lipoidi del sistema nervoso centrale in condizioni patologiche, avevo escluso che nelle cellule nervöse (forme senili-arteriosclerotiche-epilessia) le sostanze adipose fossero costi- tuite di acidi grassi e grassi neutri, ammisi in vece che tali sostanze fossero principalmente costituite di fosfatidi e cerebrosidi; ammisi pure che grassi neutri e acidi grassi si trovassero soltanto nei focolai di rammolli- mento. Marinesco usando Fultramicroscopio crede di identificare il pigmento adiposo delle cellule nervöse come un sistema formato di granu- lazioni proteiche e accumuli di lipoidi legati fortemente fra loro. Kraus ha eseguito ricerche in questo senso sull'ipofisi umana e ha trovato nelle cellule gocciole di sostanze lipoidi isotrope, combinate con una sostanza albuminoide, aumentanti col crescere delFetä. Si tratta perö di mesco- lanze di lipoidi e in parte di eteri colesterinici, acidi grassi e saponi. II comparire di sostanze birifrangenti e indizio di un abbassamento della funzione ceUulare, Negli interstizii si trovano granulazioni polverulenti di natura prevalentemente etero-glicerinica e sono un fenomeno di in- vecchiamento. Nei tessuto connettivo paraipofisario poi compare costante- mente il grasso neutro e geodi cristalline birifrangenti date da acidi grassi. Secondo Stuermer i corpuscoli amiloidi ehe si trovano nei sistema nervoso delFuomo si possono considerare costituiti principalmente, in 124 Alberto Ziveri base a ricerche comparative con le sostanze in vitro, di una «Mischung von Sphingomyelinen und Phrenosinen mit einem glykogen- oder sonst kohlehydratähnlichen Körper, unter Beteiligung irgendeiner beim Abbau der Lipoide freiwerdenden Fettsäure». Studiando le sostanze basofile metacromatiche, Bonfiglio nelle cellule granulöse ottenne col bin Kilo grosse granulazioni tinte in rosso e granulazioni piü piccole tinte in azzurro. Non ha mai riscontrato granulazioni colorate coi diversi nietodi a lacche ematossihniche ; i prodotti metacromatici da lui denominati a si colorano col metodo diCiAccio; questi prodotti (fissazione in formolo) non sono birifrangenti. BuscAiNO, in un recente studio basandosi sul metodo delle estrazioni frazionate seguite dalle colorazioni specifiche, nelle pareti vasali (soggetti normali e patologici) descrive i cumuli lipoidi «come costituiti essenzial- mente di grassi neutri in prevalenza, fosfatidi non saturi con tracce di altri fosfatidi e fors'anche di cerebrosidi». Intorno ai nuclei nevroglici le granulazioni consistono «essenzialmente di fosfatidi suturi; forse anche solfofosfatidi e cerebrosidi e forse anche tracce di grassi neutri»; nelle Zone perilacunari (cellule granulöse) accumuli di grassi neutri ed eteri di colesterina. Nelle cellule nervöse, normali e patologiche, secondo FA. si trovano le stesse sostanze degli elementi nevroglici (non delle cellule granulöse). Mi sono limitato a riassumere le opinioni dei piü recenti ricercatori e ciö malgrado si notano differenze di reperti e di opinioni. Ciö e dovuto in parte alla diversitä del materiale usato (uomo-animali) e in parte alFim- perfezione dei metodi di ricerche, anche i piü moderni. Lo stesso metodo della estrazione frazionata (Fraenkel) applicato alle ricerche istologiche, non e completamente sicuro, sebbene oggidi il migliore. La ragione di ciö sta nel fatto che le mescolanze dei diversi corpi modificano grande- mente le proprietä di solubilitä dei medesimi, producendosi il fenomeno di influenze reciproche facilitanti la solubilitä, fatto comune anche ai corpi albuminoidi. Ciö non ostante ho creduto ripetere ancora alcune ricerche sul com- portamento delle diverse sostanze lipose sotto Fazione della autolisi e, poiche in questo caso si tratta di ricerche comparative fra le medesime sostanze prima e dopo di detta azione, credo siano sufficienti i nietodi piü recentemente usati, almeno per definire le piü importanti differenze microchimiche eventualmente riscontrabili. I metodi che ho scelto sono quello della luce polarizzata; la colora- zione col blu Nilo, il metodo di Smith prima e dopo i passaggi nella sprie dei solventi di Fraenkel. In dati casi usai anche la colorazione con Sul compuitainento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo rautulisi. 125 tionina (24 ore) differenziando con acido acetico (1%) e montando senza passaggi in alcool e xilolo ; e la colorazione con fucsina di Ziehl allungata e differenziando pure con soluzione di acido acetico come per la tionina. Materiale impiegato: Cervello di vitello (due esemplari); Cervello e midollo di dementi senili (quattro esemplari) ; Cervello e midollo di arteriosclerotici (due esemplari). Osservai diverse regioni corticali, ma ho preferito sopratutto operare sul corno d'ammone: 1° perche in tale regione Fintreccio delle fibre e poco intralciante ; 2° perche le grosse cellule piramidali sono quelle che si presentano piü rieche di materiali liposi (come le cellule del corno anteriore del midollo e le grandi piramidali della corteccia centrale) 6 ciö anche in etä abbastanza giovanile. Osservai anche il midollo spinale e i gangh della base. Koto fin da ora che le sostanze lipoidi delle grosse cellule del corno d'ammone non contengono che assai scarso la pigmenta- zione gialla, che in vece mostrano le altre grosse cellule su menzionate; come dirö in seguito piü estesamente, questa presenza modifica le tras- formazioni autolitiche nel senso di una resistenza ad essa; il corno d'am- mone rimane quindi, anche per questa ragione, uno dei punti piü adatti per le ricerche qui in discorso. Le parti non sottoposte all'autolisi furono esaminate al piü presto possibile (8—12 ore dopo la morte). Le parti sottoposte aH'autohsi rimanevano in una scatola di Petri per otto-dieci giorni a una temperatura ambiente di +8+12 centigradi. Ho tralasciato l'autolisi asettica poiche e stato notato (Venuti) che la invasione saprofitica non influisce suU'autolisi. lo pure ho notato che i microorganismi si limitano a invadere la superficie dei pezzi e dopo quei giorni non hanno mal invaso le parti interne. I pezzi prima di sezionarli erano fissati in formolo all' 8% per 48 ore. L'osservazione microscopica fu eseguita a luce artificiale (elettrica a incandescenza) perche si mostrano piü spiccate le diverse gradazioni dei colori, specie: azzurro-violetto-rosso ; inoltre riesce meglio l'osservazione a luce polarizzata. Per determinare la natura dei corpi liposi autolitici mi sono servito (pur tenendo conto di tutte le riserve delle cause d'errore, come piü in dietro ho accennato) delle tavole colorimetriche di Kawamura, mia e di Stuermer eseguite su prodotti « in vitro ». A proposito di quest'ultimo autore noterö come egli ha trovato che Folio di oliva si colora in azzurro 126 Alberto Ziveri col blu Kilo; ciö non e ,e, tanto nelle mie prove precedenti, come in ri- prove attuali, debbo dire che l'olio di olivo puro si colora sempre in rosso conio si colorano sempre in rosso i grassi animali fresclii (bue, maiale, pollo). Ho compiuto altre ricerche complementari, sempre »in vitro« che prima non avevo praticato ^) e piü che altro per investigare se potevo trovare una mescolanza che desse la colorazione rossa (cosi detta meta- cromatica) coi colori basici di aniUna (tionina, bhi di tohiidina) propria delle sostanze denominate basofilo-metacromatiche che nei pro- cessi degenerativi del sistema nervoso pare abbiano una certa importanza. Parallelamente ho usato anche per confronto la fucsina basica, il bin Nilo, lo Smith, Devo notare che il miglior metodo per determinare in vitro l'azione colorante e quello di spalmare le sostanze (quando queste non siano liquide, nel quäl caso si scuotono di frequente in provetta con la soluzione colorante) su vetri coprioggetti, ponendo un poco del corpo (liquefatto, se e allo stato solido) fra due vetri e strisciando Funo suH'altro. I vetri si pongono poi nelle soluzioni coloranti contenute in scatole di vetro, e, dopo il numero di ore determinato, si lavano in acqua distillata. II metodo della carta da sigarette imbevuto delle sostanze da esaminare (Wlassak) mi pare molto nieno adatto. Con il procedimento suddetto ho colorato anche preparati fatti con sostanza bianca di cervello di vitello prima e dopo dell'autolisi, facendo essiccare la sostanza sul vetro prima di colorare (vedi Tavola a pag. 127). Debbo qui fare una modificazione riguardo i dati da me riportati nel mio precedente lavoro; mentre allora notai che l'olio di oliva rimaneva incoloro alla fucsina, in mie ricerche attuali con due carapioni di olio di oliva (garantito puro) e in un campione di olio di mandorle ottenni in- vece una colorazione leggermente rossa. Col blu di toluidina in un cam- pione di olio di olivo ebbi un color carmino violaceo chiarissimo, l'altro rimase incoloro ; Folio di mandorle prese il rosso lieve con la fucsina e un azzurro violaceo con il blu di toluidina. Probabilmente tali differenze possono dipendere dalla presenza di piccole quantitä di acidi grassi liberi (che colla fucsina e il blu di toluidina si colorano intensamente) e di Sterine (fitosterina) (ehe pure si colorano col blu di toluidina e con la fucsina). Ciö del resto avviene anche per i grassi animali: cosi ho trovato che il grasso di bue rimane incoloro per la fucsina e col blu di toluidina, mentre 1) Debbo alla cortesia del Prof. C. Serono, direttore dell'Istituto Medico farma- cologico in Eoma, l'oleato di colesterina su cui ho sperimentato e iie lo ringrazio viva- mente. Sul comportameuto delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopol'autolisi. 127 es X/1 5 e8 a 'SS m » es "o 03 O O CS c3 a :ä 00 -u QQ ^ O ^^ O > o OQ es 'CS eS eä O O e3 a ' o ® o "■ _eS 'S '? a « s O O O c p o "o ü a '? es '? es "o "> I O S es «2 OJ es ü C^ es tSJ — > p "o o o es: es O Ol « es [o "> O C4 es p 'S o Ö eS '3 o p "o o a ES3 es .s Ö O a 'ta !^ a o 02 Ol O o 03 o o '—* a «5 ^ ^ u a^ OQ o a QJ ü !» U O o o CS OB ^ a ü OJ OQ CJ a o 03 M ü 02 o o 02 CD o o > o o 02 02 O a O ^ aj 03 OJ a o t) o a o m •f-i 02 CO 03 O o o a a o o a ^ •'7 TS es es o o s es O > 1- oi o a ~' -c a 02 ^ 02 es o -a QJ o ^-> 00 CO es O O '^ N tS3 eS CS es O Ph O 02 o i—i 02 •;- 02 es eS O o '? » O -w a o CS Ol 1» a CS B O o Ol o > ü es c« es O O ;> o f-l _cS o o 03 02 o a es "o o o a a a o bn ^ CS es o O 11, eS a 03 03 es O) O > + eS s o o o a o bß CS + es a es d o o es 03 + es a 03 03 03 C) O es p o c3 03 + cS a (-1 5* CS 03 + o 03 4- ^ § 2 a 03 -i CS es § I •r" 03 S es 03 03 03 a o es O -1^ 03 ti 03 >=- o -f- es a O es O o ü « 2 03 ,-H es O bi) I es .2 "ÖT _a es -— '^ a o 02 ;;; a 03 ^ es o .- a 03 02 OC .-I .__ CS '^ 'S Sc o ._ CS -^ 03 a O a 128 Alberto Ziveri o^ cS r~ O ü «ä eä £ rt ü eS c«-. s K eS H « l-H O s cS 02 es o ZD C _ OD 05 CO -— O eS o 00 oo o CO 00 c Ö i3 a ES p O o o 'S ü a i2 '^ 'S o •*: 2 a^ f= 45 p "o G S p a P "S '? Ö ^ *? CS ^ iS CS s .2 =« > 's. .2 "> o eä a o ■S • f-* o r-i !§ .2 42 '> Uh *> O o O o ta i C3 > a Ö _eS K ü o S *00 'S 'cQ 'cci •i-l • 1— 1 QQ a o Is c3 3 a 05 a ^ 05 3 g s 05 O CO .S OD .,-1 o CO OD f-t c o O O C p P^ KC tß OB 00 !-< GQ CQ 00 00 o O p p ?-< S-f ^ b O ÜQ o o o OQ p DO t< ;-. o ä es o p O es .2 o O 00 o p es o es o O 1^ es tS3 eS o 05 a o + es a O oa oo eä + C5 05 a o ^ .2 "p + S es Vi &C + © 05 c 05 o -5 05 o tS! a "o tn o s C5 "o o 1 + p + S o 1— 1 o o "3. 'S 05 + es .2 s OJ Ö o + es .2 05 a o bD es P + eS _a S -w cc o; 'S «5 ö o CS p + O 'S 'S o ü "'S S l5 es '> es .2 o § o S CO a o; es p -2 P « s "m 'S S es O o 'Ö g 05 05 O O o Co c3 a •s -2 CO 05 32 05 "o O ■'S 'S eä + 1» « 'S p "o ü 'S o ei es .2 o 00 12 'S CS J ^ '3 CS S! es -Ö O o O P- o 's ~ o CO, 05 O 'S o es o es o es o 05 a CS g S o >1^ 05 05 05 05 OB 05 05 O o O o m 'Ö CS Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo l'autolisi. 129 U grasso di maiale prende con la fucsina im color rosso leggerissimo ri- manendo incoloro con l'azzurro di toluidina; il grasso di cappone rimane pure incoloro col bin di toluidina, rimanendo tinto lievissimamente in rosa coUa fucsina. Anche qui la colorazione lieve che possono assumere i grassi animali deve probabilmente dipendere dalle tenui quantitä di acidi grassi e di colesterina contenuti in essi. Infatti nel mio primo lavoro poiche usai grasso di maiale alquanto stagionato eolio di nierluzzo, ottenni color rosso chiaro con la fucsina e rosso violaceo con il blu di toluidina, appunto per il grado minore di purezza di quei campioni di grassi. E a ritenersi quindi che i grassi neutri puri rimangano incolori o pressoche colla fucsina e col blu di toluidina. Dopo i criterii di colorabihtä vi sono i criterii di solubilitä dei diversi corpi e per ciö ho seguito la se- guente tavola desunta dai diversi autori: Corpi solubili in: Acetone Etere di petrolio Benzolo-Alcool-Etere €olesterina e suoi eteri Fosfatidi non saturi Fosfatidi saturi — — Solfofosfatidi Orassi neutri meno la Un galattoside — tripalmitina) Cerebrosidi Acidi grassi Saponi Due lipoidi A proposito poi dei corpi birifrangenti, noto come vi sia diversitä di giudizii fra autore e autore. Non devesi dimenticare che tutti i corpi grassi e lipoidi nella fase cristallina solida sono birifrangenti; quindi la birifrangenza in forme cristalline angolari non ha alcun valore distintivo (ho potuto confermare questo per tutte le sostanze pure esaminate, si solo che associate: acidi grassi, saponi, eteri glicerinici, eteri colesterinici lecitine, protagone, cerebrina, colesterina). L'importante e di sapere quali sostanze danno birifrangenza nella fase cristallina liquida. Fra queste sostanze, secondo Aschoff, solo gli eteri di colesterina la danno costante- mente e facilmente. Ma altri composti hanno tale facoltä e siccome tale fase si ha a una temperatura diversa a seconda dei diversi corpi o mesco- lanze, sarebbe necessario di conoscere il punto della temperatura in cui •ogni singolo corpo o mescolanza di corpi passa nella fase cristallina liquida ArchiT f. Zellforschung. XIII. 9 130 Alberto Ziveri (fase intermedia fra cristallizzazione e liquefazione). Ma poiche a tempe- ratiira ordinaria solo pochi sono i corpi che la presentano e piü di tutti gli eteri (oleico) colesterinici e lecitina, la mescolanza di acido oleico + co- lesterina e forse i saponi oleici, si puö utilizzare anclie il metodo della liice polarizzata che sarebbe di gran lunga piü utile, come ben dice il EoccHi, qualora si potessero usare contemporaneamente tavolino riscal- dabile e polarizzatore e si conoscessero tutti i punti di fusione e di cristalliz- zazione e relativa fase cristallina liquida dei diversi composti e mescolanze. Dei puri criterii di colorabilitä si sa che valgono soltanto se confrontati fra loro: una singola colorazione non insegna nulla. Ad ogni modo e beue ricordare: 1. Che il blu di toluidina lascia incolori gli eteri (oleico) colesterinici, le mescolanze oleato colesterina + grassi neutri; oleato colesterina + grassi neutri + protagone; oleato colesterina + acido oleico. 2. Che la fucsina di Ziehl lascia incolori o tinge debolissimamente i grassi neutri puri, l'oleato di colesterina + grassi neutri. 3. II metodo di Smith "Weigert non da lacca a freddo con i grassi neutri, acidi grassi, eteri di colesterina. E poi da notarsi come gli acidi grassi i quali assumono col blu ISilo un colore azzurro cupo, basta che siano commisti a colesterina o a colesterina insieme al suo etere oleico, perche assumano una tinta rossa piü o meno netta. Le ricerche fatte per trovare in vitro sostanze e mescolanze che ab- biano i caratteri tintorii delle sostanze basofilo-metacromatiche non mi hanno dato risultati nettamente decisivi. La sostanza bianca spahnata SU vetrino assume colorazione viola (piü rossastra a luce artif iciale) i) e ciö pure, sebbene piü pallida, dopo trattamento acetonico (60 ore) e dopa trattamento acetonico e di etere di petrolio (6—12 ore); anzi dopo quest'ul- timo doppio trattamento la «nuance» viola tende piü al rosso. Ora poiche tali solventi disciolgono la colesterina e suoi eteri, i grassi neutri (tranne la tripalmitina) gli acidi grassi, i fosfatidi non saturi, alcuni lipoidi non detenninati e un galattoside, e a ritenersi che la colorazione metacromatica non dipenda soltanto dalle Sterine o lipoidi (protagone) ma anche dai complessi proteici. Le prove «in vitro « con mescolanze di eteri colesterinici e protagone non mi hanno dato risultati molto soddisfacenti, soltanto le mescolanze oleato di colesterina + protagone + acido oleico e oleato di colesterina + colesterina + protagone + acido oleico, hanno dato una tinta viola assomigliante a quella della sostanza bianca, mentre il protagone 1) La differenziazione in soluzione acetica amnenta la «nuance» rossastra. Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopol'autolisi. 131 Merk da realmente col Nilo uii blu leggermente violaceo, e colla tionina iin bei cremisi con leggera tendenza al viola, vale a dire si comporta ana- logamente alle sostanze basofilo-metacromatiche; ma poiche le sostanze basofilo-metacromatiche, spccie quelle descritte da Bonfiglio e da Domi- Kow e quelle della forma 2 a di Casamajor, assumono forma di gocce o l)olle, significa che debbono trovarsi allo stato semifluido alla temperatura del corpo ; quindi non possono essere di solo protagone o cerebrosidi poiche questi fondono a temperatura piü elevata (protagone fra 192° e 206°, cerebrosidi sopra dei 150°); sappiamo che l'oleato di colesterina in vece fonde SS 41°— 42° e rimane in superfusione anche sotto i 30°; e poiche la mescolanza oleato di colesterina, protagone, acido oleico fonde a tem- peratura bassa e da in parte le stesse reazioni metacromatiehe, potrebbesi supporre che nelle sostanze basofilo-metacromatiche vi sia la presenza di questi corpi; non si puö perö negare il componente proteico dopo quanto abbiamo visto nelle prove «in vitro» con la sostanza bianca. Che sostanze proteiche siano in quantitä rilevabile anche in questa e noto da studii odierni i quali hanno sfrondato la vecchia opinione che la sostanza grigia ne contenga il doppio. Infatti Abderhalden e Weil, calcolando i valori dei singoli aminoacidi, notarono che vi e grande analogia fra sostanza bianca e grigia e poiche il contenuto di aminoacidi, secondo le ricerche di E. Fischer, corrisponde al contenuto di all)umina, si deve ammettere (Weil) che entrambe le sostanze nervöse abbiano quantitativamente e qualitativamente la stessa albumina (6—8% della sostanza fresca). Anche derivati purinici come xantina e ipoxantina furono trovati pressoche in quantitä uguali nelle due sostanze (Lorenz). Nessuna prova vi e che le sostanze basofilo-metacromatiche siano uno speciale prestadio di sostanze grasse come alcuno vuol ritenere; esse sono semplicemente probabili mescolanze di lipoidi, eteri colesterinici acidi grassi e proteine che potranno poi forse scindersi in composti piü. semplici. I granuli tt di Reich dei nervi o sono prodotti anabolici, o di catabolismo fisiologico, mentre i granuli e gli ammassi tt di Alzheimer e a di Bonfiglio sono prodotti catabolici patologici e dipendenti da lesioni distruttive nervöse (della sostanza bianca e intercellulare). Prima Serie.l Sistema nervoso normale di vitello. Prima dell'autolisi. Nelle cellule nervöse, Non vi sono granulazioni lipoidee tinte col Nilo ne collo scarlatto. 9* 132 Alberto Ziveri Dopo l'autolisi. Col Nilo sembra di notare qualche granulo sparso nelle cellule che sono colorate diffusamente in Celeste. Invece coUo scarlatto si notano fine granulazioni tiiite in giallo pallido (monorifrangenti). Dopo trattamento con acetone si nota ancora, tinto appena in palli- dissinio giallo coUo scarlatto, un certo numero di granulazioni nelle cellule nervöse. Dopo trattamento con acetone, etere di petrolio, benzolo, le granula- zioni non si riescono piü a discernere in modo sicuro. Le fibre mieliniche si comportano, dopo l'autolisi, come nell'encefalo dell'uomo (V. piü innanzi). Seconda Serie. Sistema nervoso di soggetti äff etti di demenza senile e arteriosclerotica. Prima delFautolisi Dopo l'autolisi a) nelle cellule nervöse L'abbondante quantitä di materiale liposo che invade buona parte del proto- plasma si mostra nel corno d'ammone, prima dell'impiego dei coloranti, meno giallastro di quello che si trova nelle altre grosse cellide corticali e midollari, vale a dire esiste meno ijigmento. II pigmento giallastro si trova ben conservato anche dopo permanenza in formolo da due anni. Alla liice polarizzata le granulazioru sono monorifrangenti. Le differenze di grado nella pigmen- tazione si mantengono inalterate ; in quanto alla forma, v. sotto. Fra le cellule si notano minute granulazioni e figure mieli- niche, queste probabilmente sono qui trasportate meccanicamente nelle mani- polazioni. Restano monorifrangenti ; soltanto attorno alle cellule si notano qua e lä granidi e goccioline birifrangenti. Col blu Nilo esse si colorano in blu e piü spesso in violaceo (differenziazione piü prolungata) nel corno d'ammone". Nelle cellule con molto pigmento, questo fa assumere una tinta blu verdastra o addirittura verdastra per la sommazione delle due tinte; e a notarsi che la dove la pigmentazione e molto spiccata (corno anteriore) e piü scarsa l'assimzione del blu Nilo. Le cellule rieche di pigmento non mostrano differenze apprezzabili di com- portamento. Invece nelle grosse cellule del corno d'ammone si incontra in qualche punto che le granulazioni, prima dell'autolisi abbastänza uguaU per dimen- sioni, sono divenute disuguali, alcune hanno confluito a mo' di grosse bolle al- quanto irregolari e sono fuoriuscite dal corpo cellidare, esse si tingono piü forte- mente in blu. Sul comportamento delle sostanze liiDose del sistema nervoso centrale dopo l'autolisi. 133 Con la tionina le graniüazioni sudette Idem. non rimangono colorate. Con la fucsina di Ziehl esse (corno d'ammone) assumono una colorazione in- teusa rossa che si puö benissimo osservare malgrado il fondo del preparato sia rimasto ipercolorato in cremisi cnpo. Assumono anche dopo l'autolisi una forte colorazione rossa, forse alquanto piü debole che prima dell'autolisi. Col metodo delle lacche (cromo-fer- rica) laccano facilmente le granulazioni delle grosse cellule del corno di ammone, meno facilmente le altre. Perdono in parte la facoltä di formare lacca ematossilinica, si colorano cioemolto piü pallidamente assumendo un aspetto polveroso diffuso. Dopo trattamento con acetone (24 a 48 ore) le granulazioni appaiono alquanto agglutinate e assumono meno il blu Nilo rimanendo verdastre, verde piü intenso quelle che piü contengono pigmento giallo. Dopo acetone e benzolo assumono poco il blu Nilo, rimane solo o il fondo giallastro del pigmento o pure una colorazione ver- dastra piü accentuata nelle cellule con molto pigmento (corno anteriore). Lo stesso anche dopo trattamento con alcool ed etere. Idem. b) nelle cellule e spazii perivasali. Col blu Nilo, parte assume un color verdastro piü o meno cupo ; sono granula- zioni fortemente pigmentate (pigmenti emosiderinici). Una parte assume il colore azzmTo, im'altra parte (in grade minore) il color rosso, altre il colorito violaceo. Nelle zone rammoUite aumentano di frequenza. Sono tutte monorifrangenti, tranne qualche granulo tinto in rosa, che e birifrangente. Idem. Con la tionina i granuli si vedono tinti in blu, blu verdastro e violaceo, altri incolori (tutti monorifrangenti). Idem. Buona parte delle granulazioni forma- no lacca ematossilinica. Idem. 134 Alberto Ziveri Dojio im trattamento di 30 ore in acetone le bolle blu e blu verdi al blu Nilo (monorif rangenti) sono ancora ben colorate . Dopo trattamento con benzolo ed etere ancora alcune granulazioni iDrendono col blu Nilo, il colore azzm-ro o il blu verde. Idem. c) Cellule granulöse delle lacune e zone di ranimollimento. Molte gramdazioni e gocciole nonche Idem. cristalli e geodi cristalline tutte birifran- genti. Un'altra parte monorif rangenti. Col blu Nilo grossi accumuli di gra- nulazioni si colorano in blu scuro e ver- done scuro (monorifrangenti) ; altre goc- ciole piccole e grosse e bolle prendono un color liUa o rosa chiaro, altre rosse e altre incolore (birifrangenti). Con la Tionina le grosse bolle e gli aghi cristaUini non si colorano, varie granulazioni si colorano in violetto (buona parte monorifrangenti). Con la fucsina fenica si nota che tutte le graniüazioni e bolle hanno assimto, con intensitä diversa perö, un bei colore rosso cremisi. I cristalli in parte (i pic- coli cristalli raggruppati fittamente) hanno assunto un color rosa; altri rimangono incolori. Le bollicine che hanno preso meno intensamente la tinta sono biri- frangenti. La maggior parte delle bolle col metodo di Smith rimane giallastra (non forma lacca), prendono il color viola nero soltanto piccole granulazioni isolate o poste negU interstizii delle gocciole o bolle piü grosse. Dopo trattamento acetonico sono scomparse le bolle birifrangenti ; rimangono ancora gli aghi cristaUini e qualche bolli- cina. Idem. Si notano granulazioni tinte in blu. Idem. Col metodo delle lacche si nota un discreto aumento delle sostanze che si colorano coll'ematossUina. Idem. Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo l'autolisi. 135 d) Fibre niidollari della sostanza bianca, Presentano varicositä e solo in grado Abbondantissima formazione di boUe modico fuoriuscita di bolle mieliniche. e fignre mieliniche che sono quasi tutte Birifrangenti. birifrangenti. AI blu Nilo le fibre sono di colorito vio- I rimasugli di fibre sono tinti in vio b*^ laceo uniforme. laceo, le bolle in violaceo, a nuances va- rie, e piü cupo. Con la tionina assumono un bei colo- Idem. rito rosso. Formano lacca ematossilinica. Idem. Dopo trattamento acetonico le bolle Idem. di mielina hanno lasciato il solo contorno e il resto colorato pallidissimo in Celeste col Nilo, i tubi sono pressoche incolori e sono monorifrangenti ; cosi anche dopo trattamento con etere di petrolio, benzolo, alcool e con etere. Corpi amiloidi. Sia prima che dopo l'autolisi, i corpi amiloidi si colorano col blu Nilo in azzurro cliiaro un po'violaceo. Dopo trattamento acetonico conservano la colorazione azzurro- violacea chiara e dopo trattamento acetonico etere di petrolio si vedono ancora. ma niolto piü sbiaditi di tinta, e tutto ciö anche dopo Fautolisi. Approfitto di questi miei dati di confronto dei reperti prima dell'auto- lisi per poter, prima di entrare nelFargoniento degli effetti di questa, confermare ancora in gran parte ciö che dissi nella mia prima nota circa le sostanze lipose nei cerveUi senili e arteriosclerotici ; innanzi tutto che attorno ai vasi le sostanze che prendono il rosso col blu Nilo non sono le prevalenti ma sono piü abbondanti queUe azzurre e verdi, meno le violacee. Nelle cellule grandi del corno d'ammone le granulazioni assu- mono, col blu Nilo, spesso una tinta violacea anziehe azzurra. Le granula- zioni che contengono molto pigmento (corno anteriore del midollo, grandi piramidali) assumono meno il blu Nilo prendendo una tinta intermedia blu-verde. Confermo che nelle cellule granulöse, conie hanno detto gli altri autori (Kawamura, Roussy e Laroche, Buscaino), esistono niolte sostanze birifrangenti in forma di gocciole e cristalli; le gocciole a granula- 136 Alberto Ziveri zioni preudono col Mio i colori rosso, blu e violaceo; i cristalli rimangono incolori. Le gocciole birifrangenti permangono quando la permanenza in formalina non sia protratta a lungo. Confermo quanto giä dissi nella mia nota precedente che in mezzo a tante sostanze, formano lacea sol- tanto piccoli granuli aggruppati piü o meno irregolannente. Circa il comportamento coi solvent!, confermo i dati recentissimi del Buscaino col quäle disaccordo solo per quanto riguarda le sostanze perivasali che egli (astrazion fatta dai vasi lacunari e di zone rammoUite) trovö sempre tinte in rosso. Naturalmente non concordo in questo punto neanche colle deduzioni circa la natura delle sostanze colorate. Passiamo ora a quanto hanno detto gli A. A. circa gli effetti del- l'autolisi nel sistema nervoso, limitandoci ai lavori piü recenti. Laignel Lavastine e Jonnesco ritengono che le granulazioni che appaiono nelle cellule di Purkinje in trapianti sottocutanei di cervelletto", siano di natura lipoide e originino in parte da una trasformazione di albuminoidi. Marinesco basandosi sull'esame al paraboloide Zeiss di cellule dei gangh spinalie simpaticidel «locus niger» e corno d'ammone d'uomo e di cane, opina che non vi sia differenza tra la formazione granuläre in vita e quella per autolisi. TzEBiNSKi neir autolisi asettica (a 37—38°) di midollo spinale di coniglio e cavia e cane, nota che solo in rari casi si puö osservare la pre- senza di inclusioni lipoidi nelle cellule nervöse. Rachmanow ammette che nelFautolisi compaiono, oltre gli acidi grassi, gli eteri glicerinici. Buscaino ha trovato che nelle cellule nervöse di cane normale, mentre subito dopo la morte, col metodo diCiAccio non si notano granuli, dopo 48 a 96 ore le cellule in maggioranza assumono diffusamente e intensamente il colore arancione. Secondo l'A. «e difficile dire quäle sia la ragione intima di questo reperto, se cioe aumentino i lipoidi, se avvenga una trasformazione in questo senso delle sostanze proteiche contenute nel Protoplasma cellulare o se le proteine si alterino e lascino quindi quasi isolate e megUo visibili le sostanze grasse. » Sebbene, soltanto tratti l'autolisi di frammenti di nervi periferici, ricordo pure il recentissimo lavoro di Biondi ; egU ha notato, dopo 5 giorni, ovoidi mielinici con distacco di sferule mieliniche; alcune sferule si an- neriscono col Marchi. Nelle cellule (di Schwann, dell'epi- e peri- ed en- doneuro) qua e la sferule tinte col Ciaccio ; f atto che FA. intei-preta come mielinosi postmortale. Non ha mai potuto tro\'are (anche dopo 15 giorni Siü comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo rautolisi. 137 di autolisi) sostanze colorabili col metodo di Herxheimer. I corpi di Elz- HOLZ e le zolle di Marchi non aumentano colFaiitolisi prolungata e FA. noii li considera come prodotti autolitici. Questi reperti sono diversi da quelli che si hanno in vece nella degenerazione Walleriana e nel trapianto (granulazioni tinte coH'Herxheimer, coIWeigert Smith; bin col Nilo). Simon, basandosi su ricerclie puramente chimiche, osservö il rap- porto fra i prodotti fosforati combinati ofganicamente e quelli inorganici (solubili in acqua) prima e dopo Fautolisi ed ebbe che aumenta forte- mente la quantitä dei prodotti inorganici contro quella dei prodotti orga- nici, segno di una intensa scissione dei lipoidi fosforati. Ancora non e completamente certo il meccanismo delFautolisi. Due sono le ipotesi che possono spiegarlo; i processi fisico-chimici spontanei (Albrecht); Fazione di particolari fermenti (Launoy); quest'ultima gode le maggiori preferenze e probabilmente e quella che nella maggior parte dei fenomeni autolitici ha luogo. iVlcuni autori hanno tentato di isolare tali fermenti. Coriat, avendo notato sdoppiamento di colina dalla lecitina, tentö di isolare il fermento senza riuscirvi. Altri autori dopo di lui hanno creduto di identificare quel corpo con le perossidasi che si trovano in molti organi fra cui il sistema nervoso (Battelli e Stern, Rosell). Simon accetta questa ipotesi. Anche Pichini trovo un'ossidasi, ma solo nelle cellule nervöse. Nel sistema nervoso perö solamente Juschtschenko trovö un fermento che scinde il grasso e soltanto Wrobleski un fermento proteolitico e non e stato ricercato se nelFautolisi tali fermenti siano presenti. Poiche Fautolisi avviene tanto procedendo asetticamente che senza alcuna precauzione contro la putrefazione,bisogna ammettere cheglienzimi siano endocellulari e non provenienti dalFesterno, gli antisettici e il calore agiscono impedendo Fautolisi probabilmente distruggendo la atti- vitä la composizione del fermento. Ciaccio nomina in genere le « proteasi » come fermenti delFautolisi: «del tutto alFinizio — egh scrive — Fazione della proteasi si produce nel mezzo acido favorevole ; i lipoidi del proto- plasma sono liberati dai loro legami con le proteine e dello stesso tempo si verifica la medesima cosa pei nucleoproteidi .... L'apparizione piü meno tardiva di questi due fenomeni o la loro indipendenza in qualche caso si spiega col fatto dello stato di combinazione piü o meno saldo delle proteine con le nucleine e Facido nucleinico o rispettivamente coi lipoidi. Man mano avanza il processo della autolisi, i fenomeni si accentuano ed entrano in campo altri fermenti come la nucleasi ... in un secondo tempo forse la azione della proteasi e di altri fermenti e favorita della presenza di lipoidi liberi che, secondo le recenti ricerche di Centanni, 138 Alberto Ziveri agiscono attivamente sui fermenti. In quanto a im intervento possibile di fermenti della natura delle lipasi, le ricerche di chimici finora non le hanno potute dimostrare. » Ricordo che nella putrefazione del cervello poi, secondo Nencki, si forma soltanto lo scatolo e poco indolo. II diverso comportamento dei lipoidi che si mostrano nell'autolisi di cervelli giovani in confronto con le sostanze Hpose contenute negli ele- menti celhilari di cervelli senili, dimostra che e infondata Fopinione di chi vuol sostenere che la formazione del cosi detto pigmento giallo in vita sia un puro fenomeno autolitico. Non si deve trattare soltanto di un «rendersi manifesto» di sostanze prima non visibili, ma si deve trattare di un vero aumento delle sostanze lipose e, naturalmente, di origine eso- gena. NelFautolisi di cellule nervöse non si potranno mai ottenere quegli enormi accumuli di sostanze che si hanno nelle cellule cerebral! di senili e di altre forme patologiche e, senza contare poi che il componente pig- mentoso manca nell'autolisi, anche la qualitä dei componenti liposi e forse diversa. Che se tanto nell'un caso che neU'altro i processi enzimatici possono essere ugualmente tratti in causa conie produttori del fenomeno, nel caso dell'accumulo liposo «intra vitam» la prima causa deve sempre consistere in disturbi metabolici: insieme con un abbassato metabolismo albuminoide si deve avere un abbassato metabolismo liposo con progressive immagazzinamento di materiali liposi, con successiva formazione di materiale pigmentoso. Tale accumulo probabilmente non deve essere di grave danno, vista la sua grande frequenza e diffusione e certamente non e paragonabile al rigonfiamento con liquefazione e trasformazione granuläre della sostanza cromatica, quali si vedono soltanto in gravi Processi che colpiscono il sistema nervoso. Non parlo qui dei materiali contenuti neUe cellule granulöse che ormai non si puö piü dubitare siano di natura esogena e cioe accumuli temporanei di materiali in via di re- gressione che dalle cellule stesse viene trasportato, pur ammettendo il fenomeno attivo di trasformazioni intermedie (Alzheimer, Jacob) deUe sostanze che li compongono, prima di entrare nella corrente dei succhi nutritizii. Perö molti A. A. adottando la denominazione di «prepro- dotti» delle sostanze lipoidi, introdotta dalFALZHEiMER, specie per le sostanze acidofucsinofile, pare ammettano ancora dei passaggi fra so- stanze non grasse e sostanze grasse. Casamajor p. es. a proposito deUe sostanze basofilo-metacromatiche ne troverebbe, come prodotto piü avan- zato, altre tinte in verdastro le quali per ultimo si trasformerebbero in Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo l'autolisi. 139 grasso. Lothar ammette pure stadii di preprodotti (colorati p. es. dal bin di metile) che segnerebbero il ponte di passaggio fra materiali proto- plasmatici e materiali grassi. Biondi perö recentemente avrebbe identi- ficato i corpuseoli acido-fucsinofili col condrioma e, pur animettendo un rapporto fra essi corpuseoli e il ((pigmento grasso», afferma che «la tras- formazione dei granuli fucsinofili in granuli di pigmento non deve essere intesa nel senso che i granuli fucsinofili siano dei prodotti del metabolismo cellulare destinati a trasformarsi ulteriormente (Präprodukte); in vece si tratta di organi cellulari i quali si caricano ed eventualmente trasportano dei prodotti di disf acimento ». In quanto poi ai medesimi corpu-scoli che in date circostanze sperimentali (interruzione di circolo) si notano in quantitä molto notevole, egli dice che possono ammettersi due ipote- si; che i condriosomi subiscano modificazioni fisiche o che pure si tratti di prodotti di disfacimento della stessa composizione chimica di queUi. Noi dovremmo dunque ammettere che i cosi detti «preprodotti» consistano soltanto di mescolanze di materiali lipoidi e di materiali pro- teici endocellulari che vengono man mano separandosi; il disfacimento proteico e probabilmente piü rapido come anche il suo meccanismo di eliminazione, i materiali essendo di una solubilitä maggiore possono per ciö direttamente passare nelle vie linfatiche senza Tintermediario di ele- menti cellulari di trasporto, se si eccettui alcuni materiali (fibrinoidi?) che possono essere trasportati da quelli insieme con i prodotti liposi i quali in vece hanno un processo di eliminazione piü lento e con l'inter- mediario degli elementi cellulari di trasporto. Poiche i mezzi coloranti possono colorare contemporaneamente prodotti liposi e proteici diversi, si puo giungere a interpretazioni inesatte, giudicando alcune sostanze come preprodotti di altre. Noi dobbiamo quindi accettare tale denomina- zione di preprodotti soltanto nel senso che vi sono composti molto coni- plessi (fosfatidi, cerebrosidi) che possono sdoppiarsi nei loro componenti di cui alcuni si colorano con dati mezzi, altri no; ma dovremo sempre teuer presente che dai proteidi non avrenio mai formazione di grasso direttamente; e che soltanto esiste la possibilitä di una scissione di com- posti proteidi e liposi esistenti in legami (piü o meno lassi) o in mescolanze. L'autolisi non agisce che ben scarsamente sui materiali liposi endocellulari; anche nelle mie esperienze non sono riuscito a ottenere notevoli modi- ficazioni; soltanto qualche volta ho notato una confluenza e aumentata colorazione in blu col Nilo nelle sostanze delle cellule del corno d'ammone e soltanto una notevole diminuzione della facoltä di formare lacca ema- tossilinica delle medesime ; invece tale facoltä sembra aumentare alquanto nelle sostanze delle cellule granulöse lacunari. 140 Alberto Ziveri Le giiaine mieliniche mostrano un disfacimento il quäle, perö, e piü meccanico che chimico; infatti assistiamo alla formazione di bolle e figure mieliniche dovute al liberarsi della ((mieUna» dai tubi nervosi, ma le reazioni coloranti e la solubilitä come la birifrangenza noii si mostrano molto diverse dalla mielina prima della autolisi. Soltanto una azione prolungata e l'elevata temperatura (nonchel'azio- ne di special! condizioni d'esperienza: antisettici, soluzioni adoperate, microorganismi neH'autolisi non asettica) possono agire piu intensa- mente con la scissione di sostanze piii semplici dalle piü complesse che si manifestano, come nelle esperienze di Simon, con la progressiva preva- lenza dei materiali fosforati inorganici su quelli organici (disfacimento dei lipoidi fosfatidi). Nella autoUsi necrobiotica, dagli eteri colesterinici e glicerinici pro- babilmente si ha scissione di colesterina e acidi grassi. Negli antichi focolai emorragici si trovano infatti i cristalli di colesterina mentre i materiali grassi e lipoidei sono scomparsi. Ma nei processi necrobiotici non si puö escludere l'azione delle correnti nutritizie delle zone confinanti. La colesterina poi ha un grande potere di resistenza ed e noto come essa forma parte non indifferente nei focolai arteriosclerotici, permanendovi lungo tempo. Nell'organismo la colesterina subirebbe ancora dei pro- cessi di disintegrazione ; vi dev'essere probabilmente un rapporto fra essa e gli acidi biliari (Serono). Secondo Traetta, «in vitro » il f egato fresco avrebbe la capacitä di formare acido urico dalla colesterina. E poi dimostrato che, per ossidazione con acido nitrico, la colesterina puö dar origine ad acido butirrico; secondo Serono non sarebbe impossibile che da questo passasse poi in acido urico. Ma probabibnente nei sistema nervoso necrobiotico mancano fattori sufficienti per tale trasformazione. Nell'autolisi asettica l'azione enzimatica non e capace di intaccare la colesterina e forse neppure i suoi eteri, mentre ciö poträ awenire coi Processi putrefattivi. Gli eteri glicerinici nell'autolisi probabilmente non danno luogo a formazione di acidi grassi; mentre ciö, come dissi, deve awenire dei pro- cessi necrobiotici e anche nei fenomeni putrefattivi. Circa la parte pigmentosa delle sostanze lipose non si hanno grandi nozioni per quanto riguarda il sistema nervoso, e molti ancora si accon- tentano di nominare o il lipocromo, o il pigmento giallo oltre il pigmento bruno. Secondo Rieder i pigmenti grassi chiamati lipocromi (Neumann) sarebbero costituiti da acidi grassi e loro glicosidi; secondo Cotte Jules essi rientrerebbero nei gruppo delle sostanze colesteriniche. Secondo Sul compoitamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo l'autolisi. 141 WiLLSTÄTTER 6 EscHER la luteiiia (pigmento analogo del tuorlo cVucvo) non e che im prodotto di ossidazione della carotina o xantofilla; invece Serono ha stabilito che la luteina non e che una miscela costituita prin- cipalmente di eteri oleici e palmitici della colesterina e che il pigmento giallo e dovuto al processo di ossidazione degli eteri della colesterina con acidi non saturi; egli poi conferma che la luteina rappresenta, nelFossida- zione, un prodotto di regresso come nella maggior parte dei lipocromi che accorapagnano i grassi animali. L'autolisi non ha mostrato ne di diminuire la pigmentazione gialla ne di aumentarla in modo sensibile lä dove i cumuli lipoidi erano poco pigmentati e lä dove esistono in copia gli eteri colesterinici. E detto che i lipocromi si sciolgono in etere, alcool, benzolo, cloro- formio, trementina ecc. ; perö noi vediamo che il pigmento giallo resiste anche nei metodi in cui si fa inclusione in alcool e passaggi in alcool e xilolo. Abbiamo anche veduto che dopo l'estrazione acetonica, alcooMca, eteropetrolica ed eterea il fondo giallastro rimane ancora evidente. Quindi, almeno per quanto riguarda gli elementi nervosi, bisogna ammettere che tale pigmento sia invece resistentissimo ai solventi. Ho potuto notare che anche la lunga conservazione in formolo non modifica la colorazione propria del pigmento, mentre le graniüazioni perdono in gran parte la facoltä di tingersi coi coloranti. Rachmanow e Biondi, avendo essi pure notato la resistenza ai solventi degli accumuli pigmentati, ritengono che ciö dipenda appunto da un solido legame fra lipoidi e pigmenti. In quanto ai pigmenti blu verdastri e verdi (al Nilo e alla toluidina) che si trovano nelle guaine vasali essi devono ritenersi di natura ematica (BoNFiGLio) ; sono resistentissimi alla conservazione in formolo, ai solventi, all'autolisi. Essi niüla hanno a che fare con i corpi liposi ed hanno per ciö un altro significato ; probabilmente parecchie delle granulazioni tinte in verde che alcuni Autori ritengono come «fasi» ulteriori di passaggio dei «preprodotti» alle sostanze grasse, sono appunto costituite da questa specie di pigmenti. I corpuscoli amiloidi si sono pure mostrati non alterati dalFautolisi ed essi allo stesso modo si sono mostrati resistenti ai solventi (acetone, etere di petrolio) tanto prima che dopo dellautolisi. Tali corpi possiarao escludere contengano colesterina e suoi eteri (resistenza ai detti solventi; formazione di lacche ematossiliniche). A questo punto voglio aggiungere che la stessa cosa si puo ripetere per certe formazioni che assumono forma di bolle piü o meno grandi attornianti a manicotto i vasi e colorantisi con molti metodi, fra cui fortemente in blu col Nilo, e che Perusini i) 1^ Folia Neiirobioloeica 5—6. 1912. 142 Alberto Ziveri descrisse in varie forme (idiozia, arteriosclerosi, paralisi progressiva) e che identificö come materiale contenente ferro ma non calce. Tali corpi descrissii) io pure (del corno d'ammone) in un caso di presbiofrenia e, poiche anclie in uno dei casi di demenza senile che qui mi ha servito ebbi modo di notarli pure attorno ai vasi del corno di ammone, potei cosi verificare che non si alterano colFautolisi, mantenendo le medesime caratteristiche (monorifrangenza, colorazione intensa bin col bin Nile, viola colla toluidina) e che dopo il passaggio nella serie dei solvent! (ace- tone, etere di petrolio. benzolo, alcool, etere) rimangono ancora completa- mente colorati. Modifico ora la mia opinione allora espressa e non giudico piü tali corpi come corpuscoli amiloidi, diversi essendo gli aspetti di colorazione (nuance, intensitä) allorche si confrontino fra loro. Concludendo, si puö dire che: L'autolisi mette in evidenza negli elementi cellulari nervosi di ani- male giovane una quantita di niateriali lipoidi piü scarsa in confronto con gli accumuli che si trovano nelle forme morbose e in soggetti di etä avanzata. I niateriali differiscono anche per le loro proprietä istologiche. KeU'autolisi non si ha formazione di materiale pigmentato: le granulazioni semplicemente autolitiche sono minute ed uniformi. La formazione delle sostanze grasse dei cervelli senili e patologici deve ritenersi in buona parte esogena cioe aggiunta, e sotto forma giä evidente, a quella che e normal- mente presente nella cellula e che si rende evidente solo colFautolisi. Esse sostanze poi non vengono modificate (istologicamente) in modo sensibile dall'autohsi. Le modificazioni autolitiche delle sostanze lipose della sostanza bianca sono prevalentemente di natura meccanica nel senso che si libera la (cmielina» per disfacimento degli elementi proteici organizzati delle fibre nervöse. In genere i niateriali lipoidei e sterinici hanno un forte potere di resistenza verso i processi autolitici; i lipoidi di natura fosfatidica e cere- brosidica subiscono modificazioni, nientre gli eteri colesterinici, le Sterine, i grassi e gli acidi grassi molto probal)ilmente non sono modificati. Gennaio, 1914. 1) Riv. di Patologia nervosa e mentale. 5. 1913. Sul comportamento delle sostanze lijjose del sistema nervoso centrale tlopo l'autolisi. 143 Autori consultati. Allers. Beiträge zur Chemie des senilen Gehirns. Zcitschr. f. ges. Neurol. und Psych. Juni 1911. Alzheimer. Beiträge ziu: Kenntnis der pathol. Neiuroglia. Nissl-Alzheimers Ar- beiten 1910. BiONDi. Sul cosidetto pigmento giallo dei centri ncrvosi. Riv. ital. di neuropat. psich. 6. 1913. Sul significato dei corpuscoli fucsinofili delle celliüe nervöse. Ibidem. 9. 1913. Trapianto sopravvivenza «in vitro » ed autolisi dei nervi periferici. Ibidem. 12. 1913. Busana. L'apparatn mitocondriale nelle celhde nervöse adidte. Anat. Anzeiger, p. 620. 1912. BoxFTGLio. I prodotti di disfacimento basofilo-metacromatici. Nissl-Alztieimers Arbeiten. 1913. BuscAiNO. Grassi, Sterine e lipoidi nel s. nervoso centrale ecc. Riv. di pat. nervosa e mentale. 11. 1913. Casamajor. über das Vorkommen basophil-metachromatischer Stoffe im Central- nervensystem. Nissl-Alzheimers Arbeiten. 1913. CiACcio. Les lipoides intracellulaires. Bibl. medicale (Bibliografia). p. 275. 1912. D'Agata. Perturbazione del metabolisimo ceUulare dei grassi (Bibliografia). Pavial911. Grey and Egerton. The fatty acids of the humain brain. Bloch. Journal. 7. 1913. Rif. in Zeit. f. ges. Neiu-ol. u. Psych. 1913. Kawamura. Die Cholesterinesterverfettung (Bibliografia). Jena 1911. Kraus. Die Lipoidsubstanzen der menschl. Hypophyse. Zieglers Beiträge. S. 520. 1912. Luxa. I lipoidi nelle cellule nervöse. Folia Neurobiol. 6. 1912. I condriosomi delle cellule nervöse. Anat. Anz. 1913. Laignel Lavastine et Jonnesco. Nouv. recherches sur les lipoides des cellules de Pm-kinje. C. R. de la Soc. de Biol. 1912. Degeneration lipoide de la cellule de Piu-kinje. Ibidem. Marinesco. Sur la structure colloidale des cell, nerveuses. III. Congr. de Neurol. Gand. Aout 1913 e C. R. Soc. de Biol. LXXII. Nageotte. Mitochondries du tissu nerveux. C. R. de la Soc. de Biol. Mai. 1909. Rachmanow. Zur Kenntnis der im Nervensyst. phys. vorkommenden Lipoide. Zieg- lers Beiträge. Bd. LIII. 1912. RoussY et Laroche. Siu- la differenciat. elective des div. substances graisses. etc. C. R. de la soc. de Biol. Vol. LXXIL 1912. Serono. Sulla costituzione della luteina. Aixh. di farmacologia e scienze affini. XL Vol. XIV. Funzione biologica e terapeutica della colesterina. Rassegna di Clinica e terapia. 3. 1913. Serono e Palozzi. Sui lipoidi contenuti nella sost. nervosa. Aixh. di farmacol. sperimentale. Vol. XV. 1913. 144 Alberto Ziveri, Siü comportamento delle sostanze lipjse del sistema ecc. Simon. Zur Kenntnis der Autolyse des Gehirns. Hoppe-Seylers Zeitschr. Bd. LXXII. 1911. Stürmer. Die Corpora amylacea des Centralnervensystems. Xissls-Alzheimers Arbeiten. Bd. V. 1913. Trzebinski. Beitrag zur Morphologie der Nervenzellen bei der Autolyse des Rücken- marks. Folia neiu-ob. 1912. Venuti. Siüla formazione di grassi nei processi di decomposizione cadaverica. Pa- thologica. 15. 1913. Weil. Die Chemie des Gehirns. Sammelreferat. Zeitschr. f. d. ges. Neurol. u. Psych. Ref. YII. 1. 1913. Ziveri. Über die Natur des hpoiden Abbaustoffe des Centralnervensyteras etc. Foha Neiu-obiol. 9. 1912. Zur Kenntnis der heterotypischen Kernteilung. Von Henrik Lundegärdh. Mit Tafel IV. Vor 6 Jahren habe ich eine Arbeit über die prophasischen Vorgänge in der ersten Reifungsteihmg bei einigen phanerogamen Pflanzen ge- macht. Das Ergebnis der Untersuchung war, daß dabei paarige Bildungen (Fäden oder Karyosomen) auftreten, die Entstehung zu dem hetero- typischen Spireni geben. Diese präspirematischen paarigen Bildungen wurden mit den in dem postspirematischen sogenannten Strepsinema- stadium auftretenden Doppelschüngen identifiziert. Diese Doppelschlingen besaßen die reduzierte Zahl und meine Befunde erbrachten folglich eine Bestätigung der Theorie der «zygotenie pseudoreductionelle« [Gregoirei)], Im Zusammenhang mit meinen Untersuchungen über die typische Kern- teilung wurden die Reduktionsteilungsstudien aufgenommen, doch nur um Stoff zu liefern zu den theoretischen Ausführungen über typische und heterotypische Mitose in meiner Abhandlung »Über das Karyotin im Ruhekern und bei der Bildung und Auflösung der Chromosomen «2), Meine Untersuchungen über die typische (somatische) Kernteilung ergaben als Hauptergebnis die große Verbreitung duahstischer Anordnun- gen im Karyotin. Nicht nur in der Metaphase, sondern in Ruhekern, Interphase,, Prophase und Telophase waren doppelte Chromosomen bzw. Karyosomen oder Karyotinschlingen zu beobachten und ich fülirte diese auffallende Erscheinung auf ein allgemeines duaUstisches Prinzip im Karyotin zurück. Seitdem sind diese Ergebnisse betreffs eines der unter- 1) V. Gregoire, Les Cineses de maturation dans les deux regnes. La Cellule. T. XXVI. p.280. 1910. 2) Archiv f. ZeUforsch. Bd. IX. S. 205. 1912. Archiv f. Zellforschung. XIII. -[Q 146 Henrik Liindegärdh suchten Objekte, ÄlUum cepa, durch die Untersuchungen von SchustowsI) bestätigt worden^). Es leuchtet ohne weiteres ein, daß die Entdeckung der großen Ver- breitung von Spaltungs- oder Paarungsvorgängen im Karyotin in der somatischen Teikmg für die Auffassung der heterotypischen Vorgänge von Bedeutung ist. Denn der Vergleich der beiden Teilungsarten ergab jetzt, daß sie morphologisch sehr ähnhch sind. Auch in der vegetativen Prophase werden paarig angeordnete »filaments minces« (Gregoire) be- obachtet (vgl. die Figuren auf Taf. XVIII in meiner eben zitierten Ab- handlung). Schon vor mehreren Jahren wurde u. a. von Meves^) auf die große morphologische Übereinstimmung der beiden Prophasen hin- gewiesen und daraus von ihm der Schluß gezogen, daß es überhaupt keine Zygotenie gäbe, sondern daß die Reduktion nur in einer andern Zerstückelung des (als einheithch aufgefaßten) Spiremfadens bestände. Neuerdings wird diese skeptische Auffassung der Eeduktionsteilung von dem erwähnten von Schustow geteilt. Eine Sache ist hier klar: Das bloße Vorhandensein von »parallelen Fäden« oder «Doppelkaryosomen « beweist keine Zygotenie. Aber ebenso einleuchtend ist es, daß die Doppelbildungen in der somatischen Prophase keinen Beweis gegen die Zygotenie erbringen. Man muß eben heute andre Beweisgründe aufsuchen. In meiner erwähnten Abhandlung 1912 habe ich als solche die be- merkenswerten Untersuchungen Rosenbergs an Drosera und Crepis 1) Über Kernteilungen in der Wiirzelspitze von Ällium cepa, Arch. f. Zellforsch. Bd. XL S.340. 1913. 2) Vicia faia wurde von Lester W. Sharp, einem Schüler Gregoires, einer erneuten Untersuchung unterzogen (Somatic chromosomes in Vicia, La Cellule, T. XXIX^ p. 297, 1913). Gregoires bekanntes Schema wird hier aufs neue verteidigt. Da es aber für Sharp offenbar angenehmer ist, die Meinung des Lehrers, statt eines eigenen Urteils, vorzutragen, ist diesen Ausführungen nicht sehr viel Wert beizidegen. Meine Auffassung wird durch ,,the Omission of the finer details and an incomplete avoidance of schematism" erklärt. Es ist wirkhch hart zu hören, daß man schematisiert, wenn man bemüht ist, die Sachen so wie sie aussehen, zu zeichnen und nicht iu"teilslos ge- wisse elegante Fixierungsbilder aussucht. Übrigens scheint Sharp (und andre) ver- gessen zu haben, daß ich gegenwärtig der einzige bin, der seine Objekte* zugleich im lebenden Zustande untersucht hat. Da ich immer die fixierten und gefärbten Präparate auf die Grundlage der hierdiu-ch gewonnenen Erkeimtnis beiurteilt habe, scheint es mir wirklich, als ob ich selbst eine etwas bessere Einsicht in dem, was hier gut und schlecht fixiert ist, besitze wie diejenigen, die die gelungene Fixation nur ganz schlen- drianmäßig nach der »Schönheit« der Präparate abschätzen. 3) Die Spermatocytenteilungen bei der Honigbiene {Apis melUfica) nebst Be- merkungen über Chromatimeduktion. Arch. f. mikr. Anat. Bd. LXX. 1907. Zur Kenntnis der heterotypischen Kernteihing. 147 aufgeführt. Namentlich in Crepis virens liegen die Verhältnisse so klar, daß man nicht an der Richtigkeit der Beobachtungen zweifeln darf. Die Pflanze besitzt nur sechs Chromosomen. In den ruhenden somatischen Kernen sind sechs Karyosomen (Prochromosomen) zu sehen. Diese Karyosomen nehmen eine zerstreute Anordnung an. In den Gonoto- konten sind sie aber deutlich paarweise aneinander genähert. Die weiteren Vorgänge in der heterotypischen Prophase verlaufen in der bekannten Weise, daß die Karyosomen sich zu gepaarten Fäden entwickeln, die end- lich die Doppelchromosomen der Diakinese darstellen. Die chromosomenzähligen Karyosomen sind meiner Meinung nach ein deutlicher Beweis dafür, daß die Chromosomenzahl in einer erblich bestimmten Aufteilung des Karyotins begründet ist, und daß diese stoffliche Verteilung oder Lokalisation auch in den Ruhekernen (beim Capsella- Cumrbita-Tyims) zum Vorschein kommt. In den ruhenden vegetativen Kernen von Cucurbita kommen 24 ungepaarte Karyosomen vor: diese sind zuweilen längsgespaltet; aus demselben entwickeln sich in der Pro- phase die Chromosomen. Leider bin ich nicht in der Lage, eigne Untersuchungen über das Verhalten des CucurUta-Typus, bei der heterotypischen Teilung mitzu- teilen. Ich muß daher betreffs des hierüber vorher Bekannten auf Ro- senbergs Untersuchungen, sowie auf meine früheren Befunde an Calen- dula officinalis und AckiUea millefoUuni, verweisen i). Betreffs des Cucurhita-Tj])ViS (mit chromosomenzähligen Karyosomen im Ruhekern) besteht also ein morphologischer Unterschied zwischen den allerfrühesten Stadien der typischen und der heterotypischen Teilung. Und dieser morphologische Unterschied (Paarung von Karyosomen) ließe sich als eine sehr frühzeitig stattfindende »zygotenie pseudoreduc- tionelle« deuten. Doch wären neue Untersuchungen hier sehr erwün- schenswert. — Wie steht es nun mit den Kernen, die keine chromosomen- zähligen Karyosomen besitzen {Allmm-Ty \)iis, i^a&a-Typus)? Nachdem von andern und von mir auf das regelmäßige Vorkommen von Doppelstrukturen in sehr frühen Stadien der somatischen Teilung aufmerk- sam gemacht worden ist, beweisen die früher hierüber angestellten Unter- suchungen (welche sich alle mit einer Ausdifferenzierung von Doppelfäden beschäftigen) häufig sehr unzureichend, daß eine Paarung von Chromoso- somensubstanzen stattfände. Um ein konkretes Urteil zu bekommen, habe 1) Rosenberg, a. a. 0. 1909; Cytologische imd morphologische Studien an Dro- sera longifolia X rotundifolia. Kungl. Svenska Vet. Akad. Handl. Bd. XLIII. Nr. 11. LuNDEGARDH, Über Reduktionsteihmg in den Pollenmutterzellen einiger dikotyler Pflanzen. Svensk. botan. Tidskr. Bd. III. 1909. S. 78. 10* 148 Henrik Lundegardh ich neue Untersuchungen über die heterotypische Teilung bei den Ka- nunculaceen (deren Kerne Allium-Tjpiis besitzen) angestellt. Unter an- dern! wurde dabei mein früheres Objekt, Trollius europaeus, einer erneuten Untersuchung unterzogen, und das Ergebnis will ich jetzt mitteilen. In den Hauptzügen wurden meine früheren Befunde bestätigt i). Die Aufmerksamkeit wurde namentlich auf das in Fig. 34, Taf. II, in meiner erwähnten Abhandlung abgebildete Stadium gerichtet. Es ist die frühe Prophase, in dem Augenblick, w^o die Doppehäden klar hervor- zutreten beginnen. Wie ich damals erwähnt habe^), besitzen die Doppel- fäden ganz freie Enden. Doch war es mir nicht gelungen, die Zahl der- selben festzustellen. Heute bringe ich in Fig. 1 einen derartigen Kern, wo die ebenfalls frei liegenden Doppelbildungen gezählt werden können. Man findet deren etwa zehn; da sich in einem folgenden Schnitt noch ein kleineres Stück des Kernes befand, schließe ich hieraus, daß die Zahl der Doppelschhngen mit der haploiden Chromosomenzahl übereinstimmt; diese ist nämlich bei Trollius 11 bis 12. Der in Fig. 1 abgebildete Kern zeugt davon, daß es mir gelungen ist, was Gregoire (a. a. 0. 1910, S. 339) für «extremement difficile, pour ne pas dire impossible« hält, nämlich die Zahl der «anses leptotenes» zu bestimmen. Im Stadium Fig. 1 ist also die Chromosomenreduktion schon vollzogen. Denn es begegnet keinen Schwierigkeiten nachzu- weisen, daß die hier abgebildeten Doppelschhngen sich zu den Doppel- chromosomen (gemini) der Diakinese entwickeln. In Fig. 2 — 4 sind spätere Stadien, »Synapsis «Stadien, abgebildet. Auch hier sind freie Enden zu beobachten, obwohl die Chromosomen recht lang und miteinander ver- schlungen sind. Namentlich aus Fig. 3, die ein etwas späteres prä- synaptisches Stadium wie Fig. 2 darstellt, ersieht man die morphologische Selbständigkeit der Doppelfäden. Diese Befunde sind in gutem Einklang mit meinen Befunden über die somatische Teilung. Auch hier sind nämlich die Chromosomen früh- zeitig als morphologische Individuen ausgebildet (vgl. z. B. Fig. 29, 31, 34, Taf. XVIII, in meiner Abhandlung, a. a. 0. 1912). Später, im Spirem- stadium, werden sie wohl nicht selten mit den Enden verklebt. Nament- lich betreffs der heterotypischen Teilung wurde ja schon wiederholt auf das Vorhandensein derartigerChromosomenketten, bzw. »ungeteilter« Spireme, hingewiesen. Übrigens verliert die Frage des «geteilten oder kontinuier- lichen Spirems« ihre Aktualität, seitdem nachgewiesen worden ist, daß 1) Lundegardh, a. a. 0. 1909. 2) a. a. 0. 1909. S. 102. Zur Kenntnis der heterotyi^ischen Kernteilung. 149 schon vor dem Spiremstadium die Chromosomen- »Anlagen « die richtige Zahl besitzen (vgl. oben und meine Abhandlung 1912). Gregoire (a. a. 0. 1910, S. 339) legt großes Gewicht auf die Anzahl der «anses pachytenes» und er findet Beweise dafür, daß sie in der re- duzierten Zahl vorkommen. Ich zweifle nicht an der Richtigkeit dieser Angaben, doch findet man sicher auch Fälle mit mehr oder weniger schwankenden Zahlen, auf Endverklebungen beruhend. Den besten Beweis liefert natürlich die Zählung der «anses leptotenes)), denn daß sie, wie wir es gefunden haben, in der reduzierten Zahl vorkommen, be- weist, daß das Phänomen der Zahlcnreduktion als Faktor in den ganzen Mechanismus der Chromosomenbildung eingreift. Damit scheint die »end-to-end- «Theorie Farmers und Moores und andrer («pseudoreduction metasyndetique », Gregoire, 1910) endgültig widerlegt zu sein. Übrigens habe ich schon 1909 den Begriff »second contraction « aufgelöst, indem ich zeigte, daß derartige Figuren ihren Grund darin haben, daß die Doppelchromosomen bei der starken Ver- kürzung vor der Diakinese sich umeinander verschlingen i); außerdem spielt wohl schlechte Fixierung hier keine unbedeutende Rolle. Wie nun diese präsynaptische Reduktion zustandekomme, das kann schwerlich auf direktem morphologischem Wege ergründet werden. Doch möchte ich hier auf die große prinzipielle Übereinstimmung, bei bestehen- den morphologischen Verschiedenheiten, zwischen dem Calendula-, Cucur- bita-, Crepis-TjTpu?, und dem Ällium-Tjims hinweisen. Denn auch bei dem erstgenannten Typus geschah die Reduktion sehr frühzeitig. Ja, man konnte sie hier sogar im ruhenden Gonotokontenkern spüren. Es liegt daher nahe zur Hand, per analogiam dasselbe für Trollius zu be- haupten. Meine Theorie der heterotypischen Teilung (a. a. 0. 1912, S. 309 ff.) bleibt daher nicht »rein hypothetisch und höchst willkürlich«, wie von Schustow^) meint. Sie ist im Gegenteil die einzige, die die Tatsachen über typische und heterotypische Teilung in Einklang zu bringen versucht. Und ein derartiger Versuch, wenn er nicht so aufs Greratewohl hingeworfen ist, verdient wohl ein besseres Schicksal als ohne weiteres heruntergemacht zu werden. Übrigens verstehe ich nicht, daß man sich gegen die Theorie der präsynaptischen Reduktion^) ganz verschließen 1) a. a. 0. 1909. S. 108ff. 2) Über Kernteüungen in der Wurzelspitze von Allium cepa. Arch. f. Zellforsch. Bd. XI. 1913. S. 384. 3) Ich habe in meinen seit 1910 erschienenen Arbeiten niemals von einer »paral- lelen Konjugation« gesprochen. Paarung von Chromosomensubstanzen ist doch ein allgemeinerer Begriff, denn Dinge können wohl gepaart werden ohne mit- einander zu verschmelzen. 150 Henrik Lundegärdh kann, wenn doch, außer den oben erwähnten, folgende Argumente zu ihren Gunsten sprechen. 1. Die auf verschiedene, hier nicht nochmals zu erwähnende Tat- sachen bauende Theorie der stofflichen Heterogenität des Karyotins, welche Heterogenität sich morphologisch in konstanten oder wenig schwan- kenden Chromosomen- (bzw. unter Umständen Karyosomen-jzahlen kenntlich macht i). 2. Die zum Teil im Zusammenhang mit dieser Theorie stehende und durch die cytologischen Untersuchungen Rosenbergs an Drosera rotundi- folia X longifolia sehr wahrscheinlich gemachte Lehre von zwei Eltern- karyotinen. 3. Der Parallelismus z\dschen dem Verhalten der Chromosomen bei der Geschlechtszellenbildung und dem MENDELSchen Spaltungsgesetz. Es Hegt kein Grund vor, meinen 1912 eingenommenen theoretischen Standpunkt zu verändern. Ich nehme also wie damals an, daß im Karyotin eine ausgesprochene dualistische Tendenz besteht, die einen solchen mor- phologischen Ausdruck nimmt, daß alle «Erscheinungsformen« des Karyo- tins gern Doppelanordnungen (Spaltungen, Paarungen) annehmen. Diese duaüstische Tendenz bezieht sich aber nur auf identische oder einander sehr ähnliche »Karyotinsubstanzen« (vgl. Punkt 1 oben). Deshalb sind die Chi'omosomen gespalten und deshalb paaren sich ))homologec( Chromo- somen der beiden Elternkaryotine. Denn die beiden Hälften eines Chro- mosoms sind identisch und zwei homologe Chromosomen von je einem Elter sind einander sehr ähnlich. Normalenfalls paaren sich nur die identischen Substanzen : Dann haben wir typische Teilung. In be- stimmten Geweben paaren sich statt dessen, oder besser außerdem die einander sehr ähnlichen Substanzen: Dann tritt heterotypische Teilung und Reduktion ein. Obwohl in beiden Fällen die Teilungsmechanik in den Hauptzügen dieselbe ist, bestehen einige dem verschiedenen Stoffinhalt der »Doppel- chromosomen« entsprechende Verschiedenheiten. Erstens könnte man wohl auch beim J.Hmm-Typus einen gering- fügigen morphologischen Unterschied in den präsynaptischen Stadien darin erbUcken, daß die Hälften der Doppelfäden etwas freier liegen wie in der frühen Prophase der typischen Teilung (vgl. Fig. 1, 2). Einige zoologische Forscher (v. Winiwarter, A. u. K. E. Schreiner u. a.) 1) Näher ausgeführt ist die Theorie bei Lundegärdh, Chromosomen, Nucleolen und die Veränderungen im Plasma bei der Karyokinese. Cohns Beitr. z. Biol. d. Pflanz. Bd. XI. 1912. S. 426ff. Ziir Kenntnis der heterotypischen Kernteilung. 151 haben sogar die Sachen so abgebildet, daß die zwei Fäden von verschiedenen Seiten kommen und dann zusammenlaufen. Zweitens pflegen die Stadien vor dem fertigen Spireni in den beiden Teilungsarten verschieden auszusehen. Zwar hat man synapsisähnliche Figuren auch im vegetativen Gewebe beobachtet (Lagerberg) und viele »Synapsisknäuelcc sind wohl durch die Fixierung entstanden, ich bin aber überzeugt davon, daß hier eine Verschiedenheit wirklich besteht. Man hat auf eine erhöhte »Empfindlichkeit« der dünnen Synapsisfäden, auf osmotische Erscheinungen (Lawson) geraten. Meiner Meinung nach besteht der Unterschied zwischen Synapsis und entsprechenden Stadien bei der typischen Teilung darin, daß die Chromosomen hier eine gewisse Vorüebe für die periphere Lage an der Kernmembran aufweisen. Gewisse Wechselbeziehungen zwischen Karyotin und Plasma scheinen zu be- stehen, so daß das Karyotin an die Peripherie des Kernes gezogen wird. Gegen diese Peripheriestellung wirken natürlich andre Verhältnisse, so daß namentlich in jungen Stadien und bei langen Schlingen auch das Innere von denselben durchzogen wird. Doch kommt die Membran- stellung in typischen Prospiremkernen um so deutlicher zum Ausdruck, je kürzer die Chromosomen sind (Cucurhita). In der Synapsis findet man von dieser Membranstellung keine Spur. Die langen Chromosomenfäden laufen im Gegenteil in vielen Windungen durch das Kerninnere und ballen sich wohl unter Umständen auch zusammen. Im Zusammenhang mit diesem regellosen Verhalten der Synapsischromosomen steht der Mangel an einer bestimmten Orientierung derselben i). Denn die be- kannte Orientierung der Chromosomen in der typischen Prophase beruht wenigstens zum Teil auf durch stoffliche Wechselbeziehungen unbe- kannter Ai't bedingten Symmetrieverhältnissen^). Das »normale« Ver- halten der heterotypischen Chromosomenschhngen kehrt erst nach der Pachynemaphase, d. h. im Strepsinemastadium zurück. Die kurzen Chromosomen der Diakinese nehmen immer die Peripheriestellung ein. Welche stofflichen Verhältnisse dieses merkwürdige Verhalten des heterotypischen Prospirems bedingen, wissen wir nicht. Die Synapsis ist in der Eegel die längste Phase der Teilung und nach der Meinung vieler Forscher findet hier eine Verlängerung, ein »Ausspinnen« der Karyotinfäden statt. Andre Beobachtungen (u. a. der erwähnte Befund 1) In tierischen Objekten findet man wohl eine deutliche Orientierung der Pro- phasechroniosomen, die doch hier vom Centrosom ausgeht. Übrigens ist die Synapsis in diesen Objekten bekanntlich wenig hervortretend. 2) Vgl. LuNDEGARDH, Ziu: Mechanik der Zellteilung. Svensk. botan. Tidskr. Bd. VIII. 1914. S. 161. 152 Henrik Lundegardh Lagerbergs) sprechen dafür, daß der Synapsischarakter des dünnen Spirems unter geeigneten Verhältnissen auch im vegetativen Gewebe auftreten kann. Interessant sind in dieser Hinsicht die Befunde Tröndles in Spirogyra^). Er findet nämlich synapsisähnliche Kontraktionsstadien in den beiden aneinander liegenden, noch nicht verschmolzenen Gameten- kernen. Die synaptische Kontraktion dürfte folglich kein Merkmal der heterotypischen Mitose sein. Dagegen darf man wohl sagen, daß die Länge dieses Stadiums und seine morphologischen Merkmale kein Gegenstück in der somatischen Mitose besitzen. Die morphologischen Merkmale entspringen, wie oben erwähnt, aus dem Umstände, daß die Chromosomen die Wandstellung verlassen und folghch die »Orientierung«, die sie in somatischen Mitosen besitzen, aufgeben. Martins ]VL\.no hat auch die Flächenstellung der somatischen Chromosomen beobachtet und Gregoire bemerkt richtig, daß diese in dem Synapsisstadium verschwindet. Doch interpretiert er (a. a. 0. 1910, S. 334) meiner Meinung nach die Sache falsch, wenn er das Phänomen auf die Paarung der Fäden zurückführt. Denn die Paarung findet in einem früheren Stadium statt (vgl. Fig. 1). Die Ursache der Synapsis dürfte daher physiologisch sein. Als ein bemerkenswerter Unterschied zwischen typischer und hetero- typischer Teilung ist hervorzuheben, daß in der typischen Prophase die beiden Hälften der Chromosomen sich niemals separieren (auch nicht unter abnormen Bedingungen, vgl. a. a. 0. 1914). In der Diakinese kommt es aber nicht selten vor, daß die beiden Gheder eines Paares aus- einanderzweigen oder sogar voneinander etwas getrennt werden. Der- artige Chromosomenfiguren werden in typischen Teilungen, erst wenn die Chromosomen unter abnormen Verhältnissen frei im Plasma liegen, erzeugt (vgl. Svenks botan. Tidskr. Bd. VIII, 1914, S. 174). Die WandsteUung der Chromosomen in der Diakinese kommt auch in typischen Mitosen mit kurzen Chromosomen (CucurUta) vor. Daß die Chromosomen der heterotypischen Teilung andre Gestalten anzu- nehmen pflegen wie die typischen Chromosomen, hängt wohl mit den besonderen Bedingungen zusammen, die während der Teilung herrschen. Doch geüngt es nach Untersuchungen von Nemec^) und von mir^), durch äußere Eingriffe auch die Gestalt der vegetativen Chromosomen weit- 1) A. Tröxdle, Über die Reduktionsteilung in den Zygoten von Spirogyra und über die Bedeutung der SjTiapsis. Zeitschr. f. Botanik. Jahrg. 3. 1911. S. 614. 2) Nemec, Das Problem der Befruehtungsvorgänge. Berlin 1910. Kap. XIII. 3) Lundegardh, a. a. 0. 1914. Zur Kenntnis der heterotyjiischen Kernteilung. 153 gehend zu verändern. Durch Behandhmg mit Benzindämpfen (Nemec) oder Chloralhydi'at nehmen z. B. die Chromosomen bei Vicia faha, die normalerweise sehr lang und schleifenförmig sind, eine an die ))Paare(( in der Diakinese lebhaft erinnernde Gestalt an (vgl. a. a. 0. 1914, Fig. 15). Unter dem Einfluß von hoher Temperatur werden die Spiremfäden abnorm kurz und dick, viel kürzer wie die normalen Metaphasechromosomen. Alle diese Chromosomenmodifikationen funktionieren doch durchaus nor- mal; ihre QuaHtät hat offenbar keine Veränderung erlitten. Es handelt sich hier um Hemmungsbildungen (vgl. a. a. 0. 1914, S. 168), und es wäre nicht unwahrscheinlich, daß die auffallende Kürze und Dicke der heterotypischen Chromosomen mit Hemmungen zusammenhänge. Denn diese Teilung verläuft, wie man weiß, recht langsam. Kommen wir so zu dem heterotypischen Spirem. Morphologisch unterscheidet sich dieses Spirem von dem typischen durch den Mangel an einer bestimmten Orientierung der Schlingen (bei Pflanzen; über die Geteiltheit oder Ungeteiltheit wurde oben gesprochen). Meine Unter- suchungen^) über das Spirem der somatischen Teilung haben ergeben, daß die in der frühen Prophase sich anlegende Längsspaltung ihre Kon- tinuität erhält. Die gegenteiligen Angaben Bonnevies und andrer wurden auf mangelhafte Fixierung und Färbung so^ie darauf zurückgeführt, daß im »dicken« Spirem eine Verengung der Spalte einzutreten scheint. Auch betreffs des heterotypischen Spirems nehmen Winiwarter und Sain- MONT^), BoNNEViE^) u. a. eine völlige Verschmelzung der früher getrennt bestehenden Spalthälften an. Die Bilder, die Bonnevie über das Spirem in Allium mitteilt, sind ohne Zweifel richtig insofern, daß wirklich Präparate mit homogenen Spiremfäden bei jeder Fixierung nicht selten sind. Eine andre Sache ist es aber, ob man diese Bilder als Beweise für das Stattfinden einer Kon- jugation der parallelen Fäden in der Prosynapsis betrachten soll. Da man weiß, daß ein Spiremfäden sehr wohl homogen aussehen kann, während er sich doch bei andersartiger Präparation als doppelt herausstellt (denn es sind auch gespaltene Spireme in jedem Stadium beobachtet worden*), kann hier in der Tat von Beweisen in dieser oder jener Richtung keine Rede sein. Es bestehen höchstens Wahrscheinlichkeiten. 1) LuNDEGARDH, a. a. 0. 1912a, S. 249, 253; 1912b, S. 381, 405. 2) H. V. Winiwarter et G. Sainmont, Nouvelles recherches siir l'ovogenese et l'organogenese de l'ovaire des Mammiferes (chat). Arch. de Biologie. T. XXIV. 1909. 3) Kristine Bonnevie, Chromosomenstudien III. Chromatinreifung in Allium cepa (6). Arch. f. Zellforsch. Bd. VI. 1911. *) Vgl. hierüber auch Gregoire, a. a. 0. 1910, S. 357 ff. 154 Henrik Lundegärdh Es wäre nun nicht recht einzusehen, warum eine Verschmelzung der gepaarten Cliromosomen eintreten würde, da sie doch nachher wieder getrennt werden müssen. Die wesentliche Stütze der Theorie von »Mixo- chromosomen« Bonne vies bleibt dann nur ein hypothetisches Räsonne- ment über an »sich spaltenden Chromosomenpartikeln « gebundene Erb- einheiten. Derartige hypothetische Vorstellungen sind jedoch kein hin- reichender Grund, komplizierte stoffliche Erscheinungen in einen zweifel- haften morphologischen Vorgang hineinzudichten. Daß die Clu'omosomen etwas mit den mendelnden »Eigenschaften« zu tun haben, mag als Mög- lichkeit bestehen. Wenn man sich dieser Möglichkeit anschließt, sehe ich aber nicht ein, warum man nicht annehmen könnte, daß die von der Theorie verlangte Vermischung der an das Karyotin gebundenen Teile der »Anlagen« schon beim Beginn der Prophase der heterotypischen Teilung, bzw. noch früher einträte. Denn im »Ruhezustand« findet wohl ein viel lebhafterer Verkelu* zwischen den (chemischen) Karyotinbestand- teilen statt wie in den Teilungsstadien, wo die Konsistenz des Karyotins sehr zähe ist. Nach der letztgenannten Auffassung würde also schon beim Eintritt der heterotypischen Teilung die (Pseudo-) Reduktion und die damit ver- knüpften Verteilungsverhältnisse der »Anlagen« im Prinzip klar sein, und die beiden Teilungsvorgänge stellten nur die Vollbringung des hier implizite Gegebenen vor. Wie es kommt, daß die Chromosomenzahl bei einer derartigen Umordnung des Stoff Inhaltes sich konstant (^/i oder 1/2) erhält, das ist allerdings ein Rätsel, das im gleichen Grade von der Spirem- konjugationstheorie ungelöst gelassen wird. Übrigens will ich hier keine entschiedene Stellungnahme zu den verschiedenen theoretischen Möglich- keiten machen, denn die Frage von dem Parallelismus zwischen experimen- tellen Befunden der Bastardforschung und cytologischen Tatsachen ist in den Einzelheiten noch nicht spruchreif. Da sich meine theoretischen Betrachtungen (a. a. 0. 1912) nicht mit derartigen SubtiUtäten befaßt haben, liegt kein Grund vor, etwas von ihnen wegzunehmen. Wenn man sich der letzterwähnten Auffassung anschUeßt, daß also die Chromosomen eine Bedeutung für das Verteilen der »Anlagen« hätten, so leuchtet ein, daß die Doppelchromosomen in der Diakinese keine wahren »Gemini« im Sinne Gregoikes sind. Denn die »gemini« sind (stofflich) identisch mit den somatischen Chi-omosomen. Nach Bonnevie geschähe in «les anses pachytenes» eine Umordnung in diesem Stoffinhalt, so daß die Diakinesechromosomen im gewissen Sinne neugeboren wären. Ich kann mich aber nicht aus morphologischen Gründen Bonnevies Auf- fassung anschließen, dagegen räume ich als Möglichkeit ein, daß die von Zur Kenntnis der heterot)rpischen Kernteilung. 155 den Vererbungstheoretikera verlangte »Umordnung« schon in der Inter- phase vor der heterotypischen Teilung einträte. Beweise gibt es hier nicht. — Doch möchte ich darauf hinweisen, daß die einzelnen Fäden der «anses pachytenes« einen ganz andern morphologischen Anblick gewähren wie die Prophasechromosomen. Gregoire behauptet, daß beide »la valeur de chromosomes prophasiques « besitzen (a, a. 0. 1910, S. 350), obwohl er keine entsprechende Variation im Aussehen der »soma- tischen« Chromosomen zugibt! Um jetzt wieder auf eine frühere Betrachtungsweise (a. a. 0. 1912) zurückzugreifen, sei zusammenfassend bemerkt, daß zwischen den Hälften einer «anse pachytene» und den beiden parallelen Karyotinzügen einer typischen Chromosomenanlage ein wesenthcher stofflicher Unterschied bestehe. Ich gestehe, daß diese Annahme hypothetisch ist, aber nach dem hier und andernorts von bedeutenden cytologischen Forschern und von mir Gesagten erscheint mir die Hypothese recht wohlbegründet zu sein. Und diese Hypothese steht in keiner notwendigen Verknüpfung mit den sogenannten »Korpuskeltheorien« der Vererbung. Außerdem fehlt es auch nicht gänzhch an morphologischen Stützen der Hypothese. Es wurde schon erwähnt, daß die gepaarten Fäden in der heterotypischen Prophase im Anfang bedeutend freier liegen wie in der typischen Prophase, wo niemals eine Divergenz derselben beob- achtet wurde. Neuere Untersuchungen haben doch hier ergeben, daß die morphologische Ähnlichkeit der beiden Prophasen größer ist, wie mehrere Forscher, u. a. Gregoire (a. a. 0. 1910, S. 351) zugeben wollen i). Die erwähnte Hypothese ist wie ein wichtiger Grundsatz der Theorie über das Karyotin zu betrachten. Um diesen Grundsatz in Einklang mit meiner Theorie über die ausgesprochene »duaUstische« Verteilung des Karyotins zu bringen, bedarf es nur weniger Worte. Denn die Frage von der dualistischen Ver- teilung des Karyotins (in der von mir 1912 gegebenen Fassung des Begriffs) gehört in eine ganz andere Kategorie von Erscheinungen wie die eben besprochenen Hypothesen. Es handelt sich hier um die Kernteilungs- mechanik, um die allgemeinen chemischen und physikalischen (physiolo- gischen) Eigenschaften des Karyotins, welche u. a. seine Teilung in gleiche Hälften ermöglichen. Eines ist aber hier von Wichtigkeit: 1) Als Beispiel auf die manchmal sehr große Selbständigkeit der Spalthälften der jungen Spirembänder sei die Fig. 19, Taf. II, in meiner Abhandlung »Über die Mor- phologie des Kerns und der Teilungsvorgänge bei höheren Organismen« (Archiv f. Bo- tanik. Stockholm, Bd. XII, Nr. 8) genannt. Hier kajm man wirklich von »parallelen Fäden« auch in der somatischen Prophase sprechen. 156 Henrik Lundegärdh b" Die morphologischen Tatsachen (a. a. 0. 1912) haben gelehrt, daß eine bedeutende Variation in der Detailanordnung des Karyotins, sei es in der Euhe oder bei Chroniosomenbildung und -auflösung, besteht. Auch Gregoire muß, sofern er konsequent sein will, eine derartige Varia- tion annehmen, denn nach ihm können dieselben Chromosomen- s üb stanzen in derselben Phase wie »bandes alveolaires« (in der soma- tischen Teilung) oder »filaments distincts« (in der heterotypischen Teilung) auftreten. Diese allgemeine Variation dürfte sich nun auch über die dualistischen Erscheinungen erstrecken. Das vergleichende Studium der prophasischen Vorgänge in soma- tischen Geweben ergibt nämHch, daß für das Entstehen der doppelten ChromosomenschHngen — da doch die Doppeltheit von Anfang an sicht- bar ist — ebensowohl eine Spaltung wie eine Paarung der zusammen- gehenden oder neuentstehenden Karyotinteilchen (-partikeln, -tröpfchen) verantwortlich gemacht werden kann. Das Resultat würde in beiden Fällen dasselbe sein. Meiner Meinung nach empfiehlt es sich, eine derartige allgemeine Verbreitung von Paarungsvorgängen im Karyotin anzunehmen. Denn eben dadurch ließen sich die typischen und heterotypischen Teilungen unter denselben kernteilungsmechanischen Gesichtspunkt bringen. Wenn man sich dieser Hypothese anschließt, kann man den heterotypischen Dualismus der Chromosomen ruhig aus einer Paarung der homologen (nicht ganz identischen) Karyotinsubstanzen hervorgehen lassen. Man findet dann auch denselben physiologischen Vorgang in der typischen Teilung wieder, obwohl hier identische Karyotinsubstanzen sich neben- einander ausdifferenzieren ; weil es identische Substanzen sind, die hier die Hälften eines Chromosoms konstituieren, kann auch Spaltung vor- kommen, die dagegen bei der dualistischen Verteilung nur homologer Substanzen unwahrscheinhch wäre. — Kurz gesagt: Die Theorie der dualistischen Verteilung der Karyotinsubstanzen läßt sich unschwer auf die heterotypische Mitose anwenden; doch wird hierdurch keine voll- ständige Erklärung derselben erzielt. Um die heterotypische Mitose zu begreifen, muß man sich andrer Betrachtungsarten bedienen. Zusammenfassung. 1. Die Chromosomenreduktion wird im Prinzip schon vor der Sy- napsis vollzogen. »Les anses leptotenes» sind nämlich frei und kommen in der reduzierten Zahl vor. 2. Die Doppeltheit dieser Schlingen wird als ein Paarungsvorgang gedeutet, doch geschieht diese Paarung (bei Pflanzen) wahrscheinlich sehr Zur Kenntnis der heterotyi^ischen Kernteilung. 157 früh, manchmal sogar in der Interphase, so daß die Paarigkeit schon im Augenblick der Ausdifferenzierung der Fäden besteht. Hieraus die z. T. auffallende morphologische Ähnhchkeit zwischen typischer und hetero- typischer Prophase. 3. Daß in der heterotypischen Prophase (eventuell vorhergehenden Interphase) eine Paarung verschiedener Chroniosomensubstanzen statt- findet, ist ein hypothetischer Schluß, zu dessen Gunsten jedoch eine nicht unerhebUche Zahl von Tatsachen spricht. 4. Dagegen liegt weder morphologisch noch theoretisch ein zwin- gender Grund vor, eine Chromosomenkonjugation im Spiremstadium an- zunehmen, 5. Die »end-to-end «-Theorie Farmers und Moores u. a. wird durch die unter 1. erwähnten Tatsachen direkt widerlegt. Die Diskontinuität oder (partielle) Kontinuität des Spirems ist aus ähnlichen Gründen eine Frage von untergeordneter Bedeutung. Die Doppelschlingen in dem Strepsinemastadium sind wahrscheinlich stofflich mit den präsynap- tischen Doppelschlingen identisch. 6. Als sekundäre Merkmale der heterotypischen Teilung sind Synapsis und die Chromosomenform in Diakinese und Metaphase anzusehen. Doch wurden diese Merkmale unter Umständen auch in abnormen soma- tischen Mitosen beobachtet. 7. Die Synapsis wird auf besondere physiologische Bedingungen zurückgefiÜKt, welche die für die somatische Mitose charakteristische Kern- wandstellung der Chromosomen aufheben, 8. Die Theorie über »die dualistische Verteilung des Karyotins« wird durch die Befunde über die heterotypische Teilung nicht beeinträchtigt. Der Sondercharakter dieser Mitose entspringt aus andern Prinzipien wie dieses allgemeine Gesetz. ArcJüv fiit' ZfiUforsclizLTzq Bd. XlJl. 1CL. 3.0 ^,0 gez.DrK.Katsute S,0 n. ^0 3,0 3,0 U.O 5,0 Verlaq v Wilhelm Em Taf. 1. 3 b. 2,0 2b. 4b. 3,0 5,0 5a. w U,0 6>0 30 l^',o ) Lilli. Allst \'EA Funke, Lci|i^ig Arcläv für Zellforschanii Bd. XIII. 6a. 30 ¥) 6b 10 20 10 20 gez.Dr.K.Katsuld. .50 7i z. A K /^ ^ A / \^ K //. 30 \ 30 ¥) fO 20 20 30 TX 1 71). \ \ 1 1 / 1 0,' r 7 \ im l 0,1 1 10 r 3i n / w 3p v'erlac "." Wilhelm Erl 80 QO 100 UV # V l f 9 b. \ \\ \ \ 10 20 10 20 Titi: II 1 60 70 30 w 74. /^\ /^-•-^ -J VJ -_Ax 30 W 50^ I ! i i I ) \ 1 ! j .50 So 80 ^0 110 ciann in i^eipzitj u; la r ernn . I.itl-, Anstvi" '■. K-:.''- l..-iii;'lJ/'nrsihnnq Bd. XIll. 70 m 20 30 ge^.DrK.Kätsuki. 1 75. _- --x/^^ _y _A /x/' 30 W 50 60 /6. .-.-.^~- -^^-aa/AA'-v/-'^ \ l i 20 30 18 w w 2 0(1. ^ \ 50 h 1 ^\ l \ \ J ^ \ o ,9 u J— 60 70 8 80 L^ ^H^afc^iMba^M^-ta^BAB* 6 9 A rsb. 1 ^7T J \ 70 n 201,. I 1 1 I Verlag v Wilhelm Eng 6 9 21(1. 22a. 8 23b. \ / \\ \ 22h. 7 8 8 12 8 5 9 23 c. ?3a. 6 -^ * ..■...._. I ... I 1 ! I .. I . |( ajinin Leipzig undBerlin , _L Lith.Anst.v.E.A.Kunke.Leipziq Archiv für Zellforschung. Bd. Xlll. Taf. IV. H.Lundegardh gez. Verlag von, Wilhelm Engelmann inLeipzig mdBerlin. Lith.Anstv. Johannes Arndt, Jena. Inhalt des 1. Heftes. Seite Hermann von Neuenstein, Über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. Mit 20 Figuren im Text 1 KiYOSHi Katsuki, Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins in den Geschlechtszellen von Ascaris. Mit Tafel I-III 92 Alberto Ziveri, Sul comportamento delle sostanze lipose del iistema nervoso centrale dopo l'autolisi 119 Henrik Lundegardh, Zur Kenntnis der heterotypischen Kernteilung. Mit Tafel IV 145 Terlag YOn Wilhelm Engelmann in Leipzig «nd Berlin Zeitschrift für Wissenschaft!. Zoologie Begründet von Carl Theodor v. Siebold und Albert v. Kölliker Herausgegeben von Ernst Ehlers Professor an der Universität zu Göttingen Hundertzelinter Band, 1. Heft Seite 1—150. Mit 77 Figuren im Text und 7 Tafeln. Gr. 8. M 15.— •&^ Inhalt: E. Ballowitz, Die chromatischen Organe, Melaniridosoraen, in der Haut der Barsche (Perca und Acerina). Dritter Beitrag zur Kenntnis der Chromatophoren -Vereinigungen bei Knochenfischen. Mit 8 Figuren im Text und Tafel I— III. — Gustav Stiasny, Studien über die Entwicklung des Balanoglossus clavigerus Delle Chiaje. I. Die Entwicklung der Tor- naria. Mit 2i Figuren im Text und Tafel IV— VI. — Gustav Fritsch, Der Ort des deutlichen Sehens in der Netzhaut der Vögel. Nachtrag. Mit Tafel VII. — Richard Lehr, Die Sinnes- organe der beiden Flügelpaare von Dytiscus marginalis. Mit 45 Figuren im Text. Hundertzehnter Band, 2. Heft Seite 151—301. Mit 63 Figuren im Text und 4 Tafeln. Gr. 8. Jl 10.— Inhalt: H. Rex, Über die Anlage der Quintusmuskulatur der Lachmöve. Mit 39 Figuren im Text und Tafel VIII — XI. — Wilhelm Fernau, Die Niere von Anodonta cellensis Schrot. I. Teil. Die Morphologie der Niere. Mit 24 Figuren im Text. Hundertzehnter Band, 3. Heft Seite 303—479. Mit 28 Figuren im Text und 5 Tafeln. Gr. 8. Ji 10.— Inhalt: Wilhelm Fernau, Die Niere von Anodonta cellensis Schrot. II. Teil. Die Histo- logie der Niere. Mit 20 Figuren im Text. — Wolodymyr Brygider, Über den mikroskopi- schen Bau der Speicheldrüsen bei den Nudibranchiata. Mit Tafel XII — XIV. — Friedrich Martin, Zur Entwicklungsgeschichte des polyembryonalen Chalcidiers Ageniaspis (Eucyrtus) fuscicollis Dalm. Mit 8 Figuren im Text und Tafel XV und XVI. Terlag TOn Wilhelm Eiigelmanu in Leipzig und Berliu PHysikaliscHe Chemie der Zelle und der Gewebe Von Rudolf Höber Dritte, neubearbeitete Auflage. Mit 55 Figuren im Text XV und 671 Seiten. Groß-Oktav In Leinen gebunden Jl 17.25 ■ ^ »^^^■^ ■ -^ ' \ ^W^^^^^^B ■ Verlag von Gustav Fischer in Jena. | Soeben erschien: Über den Mechanismus der Oxydations- vorgänge im Tierorganismus, von Dr. med. Lina Stern, Privatdozent der Physiologie an der Universiiät Genf. Mit 12 Abbildungen im Text. 1914. (VI, 61 S. gr. 8") Preis : 2 Mark 20 Pf. In dieser Monographie sind die neuesten Erfahrungen auf dem überaus wichtigen, aber bis jetzt nur wenig erforschten Gebiete des Mechanismus der Oxydationsvorjränge in den Geweben der höheren Tiere zusammengestellt. Außer den Untersuchungen über die Oxy- dasen und die Oxydone wird hauptsächlich der Mechanismus der Verbrennungen (die Atmung) in den Geweben berücksichtigt. Diese verschiedenen Kapitel sind hauptsächlich vom experimentellen Standpunkte aus behandelt. Man findet in diesem Buche eine große Zahl von wichtigen Errungenschaften, die den Ausgangspunkt weiterer Untersuchungen bilden werden und die wahrscheinlicn bald auch praktische Verwertung finden werden. Soeben erschien: Grundzüge einer chemisch - physikali- schen Theorie des Lebens, von Dr. Henrik Lundegärdh, Privatdozent an der Universität Stockholm. (V, 63 S. gr. 8°) 1914. Preis: 2 Mark. Die chemische und physikalische Physiologie findet in dem Organismus überall Vor- gänge, die den Gesetzen der Chemie und Physik folgen. Lundeg'irdh sucht in obiger Schrift aus diesen Tatsachen allgemeine kausale Prinzipien abzuleiten, die es dann ermöglichen, die innere Konstruktion und Arbeitsweise der Zelle (des Protoplasmas) bei Regulationen, onto- genetische Formbildung, Regeneration einigermaßen zu verstehen. Die Broschüre kann daher allen empfohlen werden, die sich für die Fortschritte der experimentellen Biologie interessieren. In diesem Hefte befindet sich eine Beilage der Verlagsbuchhandlung Wilhelm Engelmann in Leipzig und Berlin betr. >Nus8baum-Karsten-Weber, Lehrbuch der Biologie, 2. Auflage«. Druck von Breitkopf & Härtel in Leipzig. ARCHIV FÜR ZELLFORSCHUNG HERAUSGEGEBEN VON DR. RICHARD GOLDSCHMIDT PROFESSOR AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN DREIZEHNTER BAND ZWEITES HEFT MIT H TEXTFIGUREN UND 5 TAFELN AUSGEGEBEN AM 4. AUGUST J9I4 LEIPZIG UND BERLIN VERLAG VON WILHELM ENGELMANN I9J4 Pr«is: M. 14.—. Mitteilung an die Herren Mitarbeiter. Sämtliche Beiträge für das Archiv für Zellforschung, deren Veröffentlichung in deutscher, französischer, englischer und italienischer Sprache erfolgen kann, bittet man an die Adresse des Herrn Professor Dr. K. Ooldschmidt, Zoologisches In- stitut, München, Alte Akademie zu senden. Die Herren Mitarbeiter erhalten an Honorar Jl 40. — für den Druckbogen, überschreitet eine Arbeit den Umfang von 4 Bogen, so wird für den Mehrumfang ein Honorar nicht gewährt. Dissertationen sind von der Honorierung ausgeschlossen. Den Herren Mitarbeitern werden 40 Sonderdrucke von ihren Abhandlungen und Aufsätzen unberechnet geliefert. Weitere Exemplare stehen auf Wunsch gegen Erstattung der Herstellungskosten und 'unter der Voraussetzung, daß sie nicht für den Handel bestimmt sind, zur Verfügung. Die Manuskripte sind nur einseitig beschrieben und druckfertig einzuliefern, d. h. so, daß das Lesen der Korrektur in der, Ausmerzung von Satzfehlern besteht, nicht in einer stilistischen oder sachlichen Umarbeitung. Jedes Einschieben von Worten und ähnliche Änderungen sind mit entsprechenden Kosten verknüpft und sie müssen, wenn dadurch die normalen Korrekturkosten wesentlich erhöht werden, den betr. Herren Autoren zur Last gelegt werden. Die Zeichnungen für Tafeln und Textabbildungen (diese mit genauer An- gabe, wohin sie im Text gehören) werden auf besondern Blättern erbeten, auch wolle man beachten, daß für eine getreue und saubere Wiedergabe gute Vorlagen unerläßlich sind. Anweisungen für zweckmäßige Herstellung der Zeichnungen mit Proben der verschiedenen Reproduktionsverfahreu stellt die Verlagsbuchhand- lung den Herren Mitarbeitern auf Wunsch zur Verfügung. Bei photographisch aufgenommenen Abbildungen wird gebeten, die Negative bei Absendung des Manuskripts unmittelbar an die Verlagsbuchhandlung zu schicken. Die Veröffentlichung der Arbeiten geschieht in der Reihenfolge, in der sie druckfertig in die Hände der Redaktion gelangen, falls nicht besondere Umstände ein späteres Erscheinen notwendig macheu. Die Korrekturbogen werden den Herren Verfassern von der Verlagsbuch- handlung regelmäßig zugeschickt, und es wird dringend um deren sofortige Er- ledigung und Rücksendung (ohne das Manuskript) an die Verlagsbuchhandlung gebeten. Von etwaigen Änderungen des Aufenthalts oder vorübergehender Ab- wesenheit bittet man, die Redaktion oder die Verlagsbuchhandlung sobald als möglich in Kenntnis xu setxen. Bei säumiger Ausführung der Korrekturen hat der Verfasser es sich selbst xuxuschreiben, wenn seine Arbeit etwa für ein tpäteres Heft xurückgestellt werden muß. Kedaktiou und Yerlagsbuchhandlung. Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. Von J. Seiler. (Aus dem Zoologischen Institut in München. Mit 14 Textfiguren und Tafel V— VII. Inhalt. Seite A. Einleitung 160 B. SpezieUer Teil 164 I. Material und Technik 164 IL Keifeteilimgen im Ei und Befruchtung 167 1. Der Verlauf der Reifeteilungen im Ei der Schmetterlinge 167 a) Bau des Eies 167 b) Prophase zur ersten Reifeteilung 168 c) Metaphase der ersten Reifeteihmg 169 d) Anaphase der ersten Reifeteilung 170 «) Chromatinelimination 170 ß) Die Chromosomenformen und die Spindel der Anaphase . . 179 e) Interkinese 181 f) Die zweite Reifeteilung 183 g) Das Schicksal der Eliminationsplatte 185 2. Das Spermatozoon im Ei, Bildung der Vorkeme, Kopulation und Schicksal der Richtungskörper 188 3. Der zeithche Verlauf der ersten Entwicklmigsvorgänge im Ei . , 193 4. Die Entwicklung unbefruchteter Eier 194 Archiv f. Zellforschung. XIII. 11 LV^'H Nebst einem Beitrag zur Kenntnis der Eireifung, Samenreifung Mtw und Befruclitung. «mjta! Hak 160 J. Seiler Seite III. Die Geschlechtschromosomenfrage 195 1. Literatiu-überblick 195 2. Phrafjmaiobia fuliginosa L 200 a) Reifeteihmgen im Ei 200 b) Das Verhalten der Chromosomen wälirend der Ovogenese . . . 207 c) Das Verhalten der Cliromosomen während der Spermatogenese . 214 d) Die Spermatocytenteilungen 223 e) Die Chromosomen während der Kopulation, Furchimg, Blastoderm- und Keimstreifenbildimg 227 3. Lymaniria dispar L. und L. japonica Motsch 233 a) Eireifung 233 b) Samenreifimg 238 c) Die somatische Chromosomenzahl 242 4. Lymaniria monaclia L 248 C. Allgemeiner Teil 243 I. Die Chromatinelimination ; ihre Verbreitung, Vergleich mit der Chromatin- cüminution, Bedeutung 243 IL Die Reduktionsprobleme 253 III. Die Geschlechtschromosomenhypothese 258 IV. Literatiu'verzeichnis 263 V. Tafelerklärungen 267 A. Eiiileituns;. Die Frage, auf welche die vorliegende Ai'beit eine Antwort geben möchte, ist aufgeworfen worden von der modernen Erbhchkeitsforschung, in erster Linie durch die klassischen Bastardierungsexperimente mit SchmetterUngen von Doncaster-Raynor und GoLDSCHmDT. Doncaster-Raynor kreuzten die normale Form des Stachelbeer- spanners, Äbraxas grossulariata, mit seiner Varietät, Ä. lacticolor, die selten auftritt, und im Freien meist nur im weiblichen Geschlecht, und die sich dadurch auszeichnet, daß ihr das Schwarz der Flügelzeichnung der normalen Form fast ganz fehlt. Die F2-Generation aus dieser lü'euzung wies in beiden Geschlechtern lauter grossulariata-Formen auf; der lacticolor-Faktor kommt somit nicht zum Durchbruch, er ist rezessiv, der grossulariata-FaktoY dominant. Durch Rücklvreuzung des Bastardes, einerseits mit der normalen Form, anderseits mit Uäicolor-lVeihchen, erhielt man nun folgende, äußerst interessante Ergebnisse: 'ö^ 1. Fl (^ X gross. ? = 2 gross. ^ und 1 $ + 1 lac. $,3:1. .2. Fic? X lac.^ = 1 gross. ^ und 1 ? + 1 lac.<^ und 1 $, 1 : 1. Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 161 Die neue Form, die aus diesem Experiment hervorging, ist lacticolor- Männchen. Benutzen wir die weiter zur Kreuzung mit Fj- Weibchen, so entsteht : 3. Fl ? X lac. (J = 1 gross. <^ + 1 lac. ?, 1:1. Benutzt man statt der F^- Weibchen g'ross.-Weibchen aus der freien Natur, so ergibt sich dasselbe Resultat: 4. gross. ? x lac. cJ = 1 gross. (^ + 1 lac. $. Da nun die Fi-Weibchen in bezug auf den gross. -Faktor sicher hetero- zygotisch sind, so folgt aus der vierten Kreuzung, daß dasselbe auch für die wilden g^ross. -Weibchen gelten muß. Aus den Ki-euzungen 1—4 geht nun unzweideutig hervor, daß die Merkmale für die lacticolor- und grossulariata-¥oYm einerseits, anderseits die Merkmale für Männchen und Weibchen nicht unabhängig voneinander vererbt werden, daß eine gesetzmäßige Korrelation bestehen muß. Bate- soN und PuNNETT Zeigten nun, welcher Art dieser gesetzmäßige Zusammen- hang ist. Sie benutzten zur Erklärung des ganzen Tatsachenkomplexes der geschlechtsbegrenzten Vererbung folgende drei Annahmen: 1. das weibüche Geschlecht ist heterogamet, das männhche homo- gamet. 2. Weiblichkeit (F) und Männlichkeit (f) sind mendehide Merkmale, wobei F dominiert über f. 3. Die in Frage kommenden Dominanten (F und der g^ross. -Faktor G) stoßen sich ab. Nur an einem Beispiel will ich zeigen, daß mit diesen Annahmen die Experimente tatsächhch erklärt werden können. Betrachten wir etwa die Kreuzung 4. Nach der Presence-absence-Theorie lautet die Formel für gross. Q = G g F f lac. cT = g g f f. Die mögUchen Gameten und die daraus sich ergebenden Bastar- dierungsprodukte sind Gfxgf=Ggff= g^ross. -Männchen. gFxgf = ggFf = lac. -Weibchen. Ebenso glatt lassen sich aUe übrigen Ivreuzungen erklären. Nun aber erheben sich die Fragen : können die getroffenen Annahmen auf irgendeinem Wege bewiesen werden? Ist das weibhche Geschlecht heterogamet? Ist das Geschlecht ein mendehides Merkmalspaar? 11* 162 J. SeUer Es ist in den letzten Jahren bekanntlich geglückt, auf cytologischem Wege dem Problem der Geschlechtsvererbung, das noch vor kurzer Zeit unentwirrbar schien, beizukommen. Es zeigte sich nämlich, daß das Männchen vieler Tierformen eine ungerade Chromosomenzahl besitzt, und zwar ein Chromosom weniger als das Weibchen. Folge davon ist, daß bei der paarweisen Vereinigung der Chromosomen in der Synapsis ein Chromosom, das wir X-Chromosom nennen wollen, keinen Partner findet, Univalent bleibt und in der Reduktionsteilung, wo die Paarlinge sich trennen, ungeteilt an einen Pol wandert. Somit entstehen also zweierlei Spermatozoen, zweierlei Gameten, solche mit dem X-Chromosom, und solche ohne dasselbe. McClungs bleibendes Verdienst ist es, diese Tatsache mit der Ge- schlechtsvererbung in Zusammenhang gebracht zu haben. Seine Hypo- these, von Wilson namentUch ausgebaut und verbessert, besagt kurz folgendes : Die Spermatozoen ohne X-Chromosom sind Männchen bestimmend, » )) mit X- )) )) Weibchen » Es gibt also einen Weg, eine von den oben aufgestellten Fragen zu prüfen. Aber schon wird mir jeder Leser mit dem Schluß zuvor- kommen, daß ja gerade die Verhältnisse bei den Lepidopteren der Mc- CLUNGSchen Hypothese widersprechen. Die experimentelle Forschung verlangt Digametie im weiblichen Geschlecht; wo aber zytologisch Di- gametie nachgewiesen werden konnte, war es im männlichen Geschlecht. Nun wird man aber zugeben müssen, daß a priori absolut kein Grund einzusehen ist, warum das unpaare Geschlechtschromosom nicht auch im weibhchen Geschlecht auftreten könnte. Das McCLUNosche Prinzip würde dadurch keineswegs berührt; einzig müßte der Hypothese eine weitere Fassung gegeben werden. Sie müßte etwa den Zusatz erhalten: ist im weiblichen Geschlecht das unpaare Chromosom, so sind Eier mit X-Chromosom Männchen bestimmend, » ohne » Weil)chen » Würde sich also ergeben, daß bei Lepidopteren das weibliche Ge- schlecht digamet ist, also zweierlei Eier gebildet werden, so wäre zum mindesten ein Wahrscheinlichkeitsbeweis dafür erbracht, daß die Annahme der Heterozygotie des weiblichen Geschlechtes zu Recht besteht. Zudem würde ein positives Ergebnis selbstverständlich Licht werfen auf die übrigen Fälle von geschlechtsbegrenzter Vererbung und namentUch eben von neuem zeigen, daß die Ergebnisse der zytologischen Forschung und Das Verhalten der Geschlechtscliromosoinen bei Lepidopteren. 163 die der mendelsclien Erljüchkeitsforscliimg in verblüffender Harmonie stehen 1 was bekamitlich von einer großen Zahl von namhaften Forschern immer noch nicht anerkannt wird. Wenn ^ür uns nun vergegenwcütigen, daß die Geschlechtscliromo- somenlehre eine Hypothese ist, ferner die Vorstellungen über geschlechts- begrenzte Vererbung hypothetischer Natur sind, so kann die Frage flu" mich natürUch nur lauten: Ist bei Lepidopteren zytologisch eine Diga- metie nachweisbar? Die Ai-beit wird somit gleichsam eine Stichprobe werden fiü* die Zulässigkeit der Geschlechtschromosomenhypothese und der Vorstellungen, die sich die experimentelle Richtung von der geschlechts- begrenzten Vererbung gemacht hat. Zur Beantwortung der Frage war natürlich vor allen Dingen eine genaue Kenntnis der Samen- und Eireifung notwendig. Da die Eireifung der Schmetterlinge nur mangelhaft studiert und so viel wie unbekannt ist, zudem nach einem Typus verläuft, der vollständig neu sein dürfte und im ganzen Tierreich vorläufig kein Aiialogon hat, so werde ich dar- auf etwas ausführlicher eingehen, als mein Thema es verlangt. Daß ich auch das monogamete Geschlecht berücksichtigen werde, bedarf wohl keiner Rechtfertigung, denn keinem Leser der Geschlechtschromosomen- literatur \Ndrd entgangen sein, daß eigentümücherweise »unsre Kenntnisse über die Schicksale der Geschlechtschromosomen in andern, als den männlichen Keimzellen, noch recht unvollkommen sind« (Schleif 12), trotzdem es in die Augen springt, daß wir das Sonderverhalten der Ge- schlechtschi'omosomen erst dann kennen, wenn wir ihr Schicksal auch im monogameten Geschlecht studiert haben. Daß sie im digameten Ge- schlecht sich besonders verhalten, verwundert niemand, das kann aus ihrer Univalenz folgen und liraucht für ihr Wesen absolut nicht charak- teristisch zu sein. Die vorliegende Arbeit 'WTirde im zoologischen Institut der LTniversität München vom Frühjahr 1912 bis Frühjahr 1914 ausgearbeitet, nachdem ich an der Universität Zürich ins Studium der Zoologie eingeführt worden war. Meinen hochverehrten Lehrern, Herrn Geheimrat Prof. R. Hertwig, Prof. A. Lang, Prof. Goldschmidt und Prof. Hesche- LER, bin ich zu großem Dank verpflichtet für das Interesse, das sie meinem Studium und meiner ^Arbeit entgegenbrachten und für die Unterstützung mit Rat und Tat. Besonders herzhch danke ich Herrn Geheimrat HERTW^G für die Überlassung eines Arbeitsplatzes im Institut. Der Großteil meines Materials wurde vom Institut angeschafft; einige Kulturen erhielt ich ferner von Prof. Standfuss, wofür ich an dieser Stelle herzhch danke. Vielen Dank schulde ich Herrn Prof. Goldschmidt, 164 J. Seiler der die Anregung zur Arbeit gab, ihren Fortgang mit größtem Interesse verfolgte, stets fördernd und amegend, und sich die Mühe nahm, die für die Geschlechtschromosomenfrage entscheidenden Präparate durchzu- sehen und zu überprüfen. Herrn Privatdozent Dr. Buchner danke ich herzüch für die Überlassung seiner reichen zytologischen Bibhothek und für mamiigfache Ratschläge. EndHch schulde ich vielen Dank Herrn CuRT B. Haniel, der mir schon seit 2 Jalnen sein ausgezeichnetes Zeiss- Mikroskop zur Benutzung überlassen hat. B. Spezieller Teil. 1. Material und Technik. Da es sehr wünschenswert wäre, wenn weitere Untersuchungen über die Geschlechtschromosomenfrage bei Schmetterlingen und über die erste Entwicklung im Ei angestellt würden, so könnte es vielleicht nützlich sein, wenn ich meine Erfahrungen über Materialgewinnung und Technik kurz mitteile. Der Grund, warum die erste Entwicklung des Schmetterlingeies seit Platners (88) und Henkings (90) Zeiten nie mehr untersucht wurde, liegt in den mannigfachen Schwierigkeiten, die das Material dem Unter- sucher stellt. Schon die erste Bedingung für eine einwandfreie Unter- suchung, gute Fixierung der Objekte, ist schwer erfüllbar. Und ebenfalls schwer ist meist das unerläßliche Schälen der Eier, ohne welches sie nicht geschnitten -werden können. Nach diesen beiden Punkten wird man sich richten, wenn man es nicht auf die Untersuchung einer ganz be- stimmten Form abgesehen hat. Man wird also Schmetterlinge wählen mit kleinen, dünnschaligen Eiern; die sind relativ leicht zu fixieren und zu schälen und das Absuchen der Schnittserien nach dem Kern ist natür- lich weniger zeitraubend, als bei großen Eiern. Von großem Vorteil ist es, wenn die Eier nicht rund sind, so daß sie beim Einbetten orientiert werden können und man nach Wunsch Polansichten oder Seitenan- sichten der Spindehi sich verschaffen kann. Fixierung, Brauchbare Erfahrungen über Fixierung junger Schmet- terlingeier liegen nicht vor. Henking (90) fixierte mit heißem Wasser und Platner (88) starb, bevor er seine definitive Arbeit geschrieben hatte, und in der vorläufigen Mitteilung erwähnt er nichts über Technik. Schwangart (04) empfiehlt für spätere Entwicklungsstadien von der Keimstreifenbildung an PERENYische Flüssigkeit, bringt die Eier dann 4—5 Stunden in Formol, um das Schälen zu erleichtern. Von Physiologen Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren, 165 (vgl. Brammertz 13) ist in letzter Zeit das Schmetterlingei mehrmals untersucht worden. Dire Fixierungsweise (Carnoy) ist für cytologische Untersuchungen nicht empfehlenswert. Was meine Erfahrungen anbetrifft, so habe ich einzig mit dem Ge- misch von Petrunke WITSCH (Ol) gute Erfolge erzielt. Die meisten übrigen Fixierungsflüssigkeiten dringen entweder gar nicht, oder zu langsam, oder erst bei hoher Temperatur, bei welcher schon längst eine reine Hitzefixierung stattgefunden hat, durch die äußerst resistente Chitinschale. Die schönste Fixierung erhält man, wenn man das Ge- misch etwas erwärmt, dann dringt es rasch durch die dünnen Schalen und ruft weder Schrumpfung noch Schwellung hervor. Dickschalige Eier sind äußerst schwer gut zu fixieren; zudem verhalten sie sich von Art zu Art so sehr verschieden, daß ich nichts weiter anzugeben brauche, als das, daß man die Eier in der Fixierungsflüssigkeit vorsichtig erwärmt bis zu dem Moment, wo man von der Mikropyle her die Flüssigkeit ein- dringen sieht. Bei den äußerst widerspenstigen Eiern von ■moyiacha z. B. dringt Petrunke witsch etwas vor 50° C ein und damit wird der Eiinhalt milchweiß. In diesem Moment muß man das Erwärmen unter- brechen, denn setzt man es nur wenig fort, so findet eine Schwellung des Eiinhaltes statt, die Dottermembran wird an die Schale gedrückt, verklebt daran, und ein Schälen ist nachher unmöglich, weil man mit der Schale das Keimhautblastem wegreißt. Ich fixierte durchweg 24 Stunden. Ein langes Auswaschen mit Jod- alkohol ist erforderlich, da die Diffusion der Flüssigkeiten durch die Schale sehr langsam sich vollzieht. Schälen. Über das Schälen, das unumgänglich ist, brauche ich nicht viel zu sagen. Übung ist alles. Langes Liegen der Eier in 70%igem oder 80%igem Alkohol erleichtert es wesentlich, da die Dottermassen besser zusammenhalten. Das Schneiden wird dadurch keineswegs erschwert. Frisch fixierte Eier sind immer schwer zu schälen; die Dottermassen sind derart bröckehg, daß sie beim leisesten Druck zerfallen. Wenn man weiß, wo der Kern liegt, so dreht man den entgegengesetzten Pol gegen den Boden des Gefäßes, sticht mit möghchst tangential gehaltener, scharfer Nadel an, drückt sie, wenn sie eingeckungen ist, gegen unten, hält also das Ei an der Schale fest und di'eht mit einer zweiten Nadel am Ei etwas und bricht Stück um Stück aus der Schale los. Die chitinige Schale vor dem Schälen aufzuweichen durch Einlegen der Eier in Eau de Javelle, Seifenspiritus oder Formol kann ich nicht empfehlen. Entweder schaden die angegebenen Mittel den Eistrukturen (Eau de Javelle), oder bewirken Schrumpfungen (Seifenspiritus), oder 166 J. Seiler taugen überhaupt nichts (Formol). Findet man ein Aufweichen doch wünschenswert, so ist es am zweckmäßigsten, che Eier kurze Zeit in salz- sauren Alkohol zu legen, der macht die brüchige Chitinschale elastisch, was gelegentlich von Vorteil ist. Die schrumpfende Wirkung des Seifen- spiritus dagegen kann man sich zu Nutzen machen. Bringt man die Eier aus 70%igem Alkohol in verdünnten Seifenspiritus, so beginnt der Inhalt langsam einzuschrumpfen, weil die Schale den Seifenspiritus nicht durchdiffundieren läßt, und dieser als Lösung mit höherem osmotischen Druck dem Ei Alkohol entzieht. Wenn eben der Eiinhalt sich von der durchscheinenden Schale wenig zurückgezogen hat, bringt man die Eier in 70%igen Alkohol zurück und muß sie rasch schälen, weil sonst die kleine Schrumpf ung durch das Nachfließen von Alkohol wieder aufgehoben wird. Findet man das lästig, so verdünnt man den Seifenspiritus stark und läßt ihn länger einwirken ; dann wird die kleine Schrumpfung nachher nicht mehr rückgängig gemacht, was der Untersuchung absolut nichts schadet. Ich betone jedoch, daß man dieses Hilfsmittel gar nicht braucht, wenn man das Schälen einmal los hat ; ich habe es nur selten verwendet. Leider versagt es vollständig, wenn bei der Fixierung eine Schwellung hervorgerufen wurde und die Dotterhaut an der Schale an- geldebt ist. Das Einbetten und Schneiden bereitet keine Schwierigkeiten. Am besten färbt man die geschälten Eier mit Boraxkarmin vor, weil nachher das Orientieren leichter ist, führt sie langsam durch die Alkohole und sehr sorgfältig ins Intermedium, da die Schrumpfungsgefahr sehr groß ist. Als Intermedium eignet sich am besten Zedernholzöl. Die Schnittdicke variierte ich zwischen 4—8 u. Färben. Gefärbt wurde vorwiegend mit Heidenhains Eisenhäma- toxylin und Kontrollfärbungen wurden mit Kernfarbstoffen vorgenommen. Als Plasmafarbstoff verwendete ich S.-Fuchsin. Um Hodenmaterial und Ovarien zu erhalten, züchtete ich die Formen, die ich untersuchen wollte, selbst und fixierte für Reifeteilungen im Hoden namentlich von der zweitletzten Häutung an, für die Vermelu-ungs- und Wachstumsstadien im Ovar und Hoden am zweckmäßigsten von jungen Tieren. Osmiumsäuregemische liefern die besten Resultate; ge- legentlich ist auch Carnoy brauchbar. Fäi'bung wie bei den Eiern, zudem mit Ehrlich-Biondis Tiiacid. Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 167 II. Reifeteilungen im Ei und Befruchtung. 1. Der Verlauf der Reifeteilungen im Ei. Als Untersuchungsobjekte ^Yälllte ich Formen, die durch die experi- mentelle Vererbungsforschung analysiert worden waren. In erster Linie wollte ich Ahraxas grossulariata untersuchen, aber leider gingen mir die angelegten Zuchten zugrunde. Das andre Objekt, auf das ich es abgesehen hatte, war die Gattung Lymantria. Ich untersuchte alle drei, durch die ausgedehnten Experimente Goldschmidts jedermann bekannten Arten L. dispar L., L. japonica Motsch, L. monacha L. Nebenher führte ich eine größere Anzahl Zuchten von Eaupen der verschiedensten Arten und hoffte, darunter eine günstige Form zu eingehender Untersuchung her- auszufinden. Die fand sich denn auch in PJiragmotohia fuUginosa L. Für die Reifeteilungen zog ich dann noch vergleichshalber Orgyia antiqua L. und 0. gonostigma F. heran. Da zur Beurteilung der Geschlechtschromosomenfrage eine genaue Kenntnis der Reife teilungen im Ei notwendig ist, will ich erst diese schil- dern. Ihr Verlauf ist bei den sechs erwähnten Ai'ten derart überein- stimmend, mit Ausnahme der nachher zu besprechenden, für jede Art natürlich charakteristischen Chromosomengrößen und Chromosomen- zahlen, daß ich ihn gemeinsam für alle untersuchten Formen beschreiben kann. Ich hoffe, damit ein allgemein gültiges Schema für den hoch- interessanten Verlauf der Lepidoptereneireifung zu geben. a) Bau des Schmetterlingeies. Orientieren wir uns zunächst ül3er den Bau des Schmetterhngeies, über seine HüUen, über seine Form und über die Lage des Eikernes. Das Ei ist umschlossen von einer mächtigen, äußerst resistenten, chitinigen, für Luft leicht, für die meisten Flüssigkeiten dagegen sehr schwer oder gar nicht durchlässigen Schale, die auf meinen Abbildungen nirgends zu finden ist, weil sie ja vor dem Schneiden entfernt werden mußte. Unter der Schale folgt ein sehr zartes, helles Häutchen, das ich Dottermembran nennen wiU, Henkings Oolemm, das von den ersten Untersuchern (Bo- BRETZKJ 78) infolge seiner Zartheit übersehen worden ist. Es zeigt oft radiäre Struktur (vielleicht durch die Fixierung hervorgerufen !), er- innert so etwas an die Zona pellucida und ist bei den untersuchten Arten verschieden mächtig; bei gonostigma (Fig. 28), auch bei antiqua sehr stark, vielleicht doppelt so mächtig wie bei Lymantria und fuUginosa. Die Dottermembran grenzt nach innen an eine Schicht peripheren, 168 J. Seiler Textfig. 1. feinkörnigen Plasmas, ^Yelclles das' ganze Ei umspannt, nur vereinzelte Dotterkugeln in sich einschließt und Keimhautblastem genannt wird. Darauf folgt der Dotter; erst liegen die Kugeln noch weit auseinander (Fig. 15) und schließen zwischen sich weitmaschiges Plasma ein, bald aber kommt nach innen zu Dotterkugel an Dotterkugel zu liegen, nur wenig Raum für das Bildungsplasma bleibt noch frei. Diese Bezirke sind auf meinen Abbildungen nicht mehr eingezeiclmet. — Wir haben also das typisch centrolecithale Ei der Insekten vor uns. Der animale Pol liegt bei allen Formen, die. ich untersucht habe, der Stelle, an der das Ei bei der Ablage angeheftet wird, gegenüber. Henking gibt dasselbe an für Pieris hmssicae. Hier ist die Mikropyle, ein kleines Loch in der Schale, das man unter der Lupe bei manchen Formen auffinden kann und so von vornherein die Möglichkeit gegeben ist, über die Lage des Kernes in Gewißheit zu kom- men. Der liegt nämlich immer in nächster Nähe der Mikropyle und zwar wenig seitlich von ihr im Keimhaut- blastem, das sich an dieser Stelle etwas gegen das Eicentrum vorbuchtet und Richtungsplasma genannt wird (Text- fig. 1). Unter der Mikropyle ist das Keimhautblastem wenig mächtig. Aus dieser Schilderung geht her- vor, daß das SchmetterUngei bilateral symmetrisch ist. Die Ebene, die durch die Mikropyle, ihren gegenüber- liegenden Pol und durch das Richtungsplasma geht, ist die Sagittal- ebene. Die Textfig. 1 gibt die Sagittalebene des Eies von cmtiqua mit Spermatozoon und Richtungsspindel wieder. Die Form des Eies ist fast kugelrund, der animale Pol ist schwach abgeplattet. Dieselbe Eiform be- sitzt gonostigma und fuligmosa, nur daß bei fuliginosa der Eikern am spitzen Eipol liegt. Die Lymantria-Eier sind eUipsoidisch, der animale Pol ist etwas flacher als der gegenüberliegende (Textfig. 4, S. 191). Schematischer Sagittalschnitt durch das Ei von Orgyia aiitiqna, mit eingedrungenem Spermatozoon ; daneben das Richtuugsplasma mit der ersten Reifespindel. Äußerste Linie gleich Chorion, darunter das Keimhaut- l>lastem. b) Prophase zur ersten Eeifeteilung. Im eben abgelegten Ei befindet sich das Keimbläschen auf dem Stadium der Prophase zur ersten Reifeteilung. Die Kernmembran ist meist schon vollständig verschwunden, nur gelegentlich ist sie noch er- Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 169 keiinbar (Fig. 16) ; immer aber ist der Kernbezirk durch seinen grob- körnigen Inhalt noch deutlich vom umgrenzenden Plasma abgehoben. Die Chromosomen sind bereits in die Äquatorialebene eingestellt und jetzt schon deutlich gespalten. Sie liegen jedoch, wie Polansichten zeigen (Fig. 17), noch in schleifenförmigen Verbänden vor, die aber deutlich die Clu^omosomengrenzen erkennen lassen. Im Bezirk der Chromosomen- platte bildet sich die Spindel aus, die ganz vom Kern geliefert wird, genau wie in den Spermatocyten erster Ordnung und in somatischen Mitosen. Gegen die Metaphase zu vermischt sich allmählich der Kerninhalt mit dem angrenzenden Plasma und die Chi'omosomen individualisieren sich aus den Verbänden heraus. c) Metaphase der ersten Heifeteilung. Auf dem Stadium der Metaphase ist die Spindel fertig gebildet; sie steht meist senkrecht zur 01)erfläche, gelegentlich aber auch schief (Fig. 28), hie und da sogar parallel (Fig. 1—3, 16, 17). Wie bei fast allen übrigen Insekten ist auch hier ein Centriol oder Centrosom nicht vorhanden; ebenso fehlt eine Polstrahlung. Die Chromosomen haben sich inzwischen alle aus den schleifenförmigen Verbänden losgelöst, gelegentUch bleiben sie aber noch durch chroma- tische Brücken lange miteinander in Verbindung (Fig. 2). Der Trennungs- spalt der ersten Reifeteilung ist deutlicher geworden. Wichtig für die Entscheidung über die gegenseitige Lage der beiden Teilungsebenen ist nun, daß wir uns die Chromosomenform in Polansichten einprägen. Die Chromosomen sind kurz stäbchenförmig und zeigen eine Querkerbe, die namentlich deutlich an den großen Chromosomen in die Augen springt (Textfig. ba, S. 202, für fuliginosa, Fig. 10a, &, c, S. 235 für dispar und japonica). Die Vermutung wird nahe liegen, daß die Querkerbe die Richtung der zweiten Teilungsebene andeutet. Betrachten wir aber die Chromosomenformen genauer, so gehngt es, allerdings nur bei den Lyrnantria-Arten und auch hier meist nur an den größten Chromosomen, eine weitere Kerbe an der schmalen Kante zu entdecken und von ihr aus- gehend die Andeutung eines Längsspaltes durch einen schwachen, weißen Schimmer. Damit sind wir nun vollständig im ungewissen über den Verlauf der zweiten Reifeteilung, denn in Polansichten gesehen sind an den Chromosomen zwei Teilungsmögiichkeiten angedeutet, da die Chromo- somen Tetradenform besitzen. Erinnern wir uns nun, daß auf Seiten- ansichten zu dieser Zeit der Trennungsspalt der ersten Reifeteilung vor- handen ist, so haben wir als Ausgangspunkt für die erste Reifeteilung zwei untereinanderliegende »Tetraden«, also eine sogenannte Ditetrade. 170 J. Seiler Nun muß allerdings zugegeben werden, daß der Längsspalt der Polansicht so wenig deutlich ist, daß ein Beobachtimgsfehler nicht ausgeschlossen ist; er könnte sehr wohl auf einer optischen Täuschung beruhen ; dann würde natürlich die Kerbe an der Schmalkante auch nur scheinbar existieren, eben eine Folge sein des scheinbaren Längsspaltes. Wir wollen deshalb die Frage, ob eine Ditetrade tatsächlich vorliegt, vorläufig unentschieden lassen, da es während der Anaphase leichter ist, die Sache unzweideutig zu entscheiden. Nur eines steht vorläufig fest, die Existenz einer Quer- kerbe. d) Anaphase der ersten Eeifeteilung. a) Chromatinelimination. Mit Beginn der Anaphase setzen wichtige Vorgänge ein, die wir nun genau verfolgen wollen. Die Tochterchromosomen, die schon während der Metaphase reinlich voneinander getrennt waren, weichen wenig aus- einander (Fig. 18). x\ber kaum begonnen, stockt schon das Vorrücken, und zu unsrer Überraschung wird der Raum zwischen den etwas auf- gequollenen, aufgedunsenen Tochterchromosomen, ohne daß diese zurück- wanderten, kleiner statt größer; schließlich verschwindet er meist fast ganz. Es scheint, als ob die Chromosomen einander entgegenwachsen würden, bis sie schließhch aufeinander stoßen (Fig. 19). Über die Vor- gänge, die sich abspielen, erhält man im einzehien durch direkte Beob- achtung keinerlei Aufkläiimg, imd welches das Endresultat aller Um- wandlungen sein wird, ist noch nicht vorauszusehen. Die Anaphase rückt vor, die verschmolzenen Tochterchromosomen, die plump, augen- scheinlich angeschwollen und in den Konturen etwas unscharf waren, werden schlanker und präziser (Fig. 20). Man beginnt zu ahnen, daß eine Neukonstituierung stattfindet, ist aber nicht wenig erstaunt, auf einem etwas späteren Stadium (Fig. 21) drei Chromosomenplatten sich sondern zu sehen. Immer deutlicher grenzen sich die Tochterchromo- somen ab (Fig. 22 u. 24); schließhch sind sie nur noch durch einen dünnen Chromatinfaden mit dem zugehörigen Mittelstück in Verbindung. End- lich reißt auch cheser (Fig. 23), und ckei vollständig getremite Chromatin- platten liegen nun vor, die beiden Tochterplatten und zwischen ihnen die Cliromosomenplatte, die ihren Ursprung aus den Tochterplatten ge- nommen hat, und che ihre doppelte Herkunft deutÜch an der auf diesen Stadien schon gut wahrnehmbaren ZweiteiUgkeit ihrer Chromosomen verrät (Fig. 22, 24 u. 25). Es kann kein Zweifel sein, von jedem Tochter- chromosom hat sich ein Teilstück losgelöst. Wie der Prozeß im einzehien sich abspielt, kann nur vermutet werden. Eine bloße Abschnürung ist Das Verhalten der Gesclilechtschromosomen bei Lepidopteren. 171 es kaum; der Verlauf des sonderbaren Vorganges spricht vielmehr dafür, daß während dieser Zeit eine fundamentale Xeukonstituierung statt- findet, eine allmähliche, durchgreifende Sonderung der beiden gegensätz- Uchen Chromatinmassen, ähnlich etwa dem Vorgang der Entmischung zweier Flüssigkeiten. Weil diese neue Chromatinplatte durch einen Ausscheidungsprozeß entstanden ist, nenne ich sie EUminationsplatte und unterscheide sie also von der längst bekannten, bei Pflanzen und Tieren weit verbreiteten, ähnlich aussehenden Zell- oder Mittelplatte. Die Mittelplatte entsteht nach den übereinstimmenden Angaben der Textfiff. 2. O" • % a, Chromosomenplatten der Anaphase aus zwei Eiern von Orgyia untiqua. Es geliören zusammen a b ai nnd c d C\. ai äußere Tochterplatte, darunter b Eliminationsplatte, a innere Tochterplatte. — ci äußere Tochterplatte, darunter d Eliminationsplatte, c innere Toehterplatte. — e Äquatorialplatte der zweiten Eeifeteilung im Ei von Plirag. fuliginosa,. (Diese, wie alle folgenden Chromosomenbilder gezeichnet mit Zeiss Zeichenapparat nach Abbe, Zeiss Apochr. 2 mm. n. A. 1,4. Occ. 18. Tubus 160 mm. Zeiehen- blatt 12,5 cm unter dem Objekttisch. Bei der Reproduktion auf '»/u verkleinert, macht eine Ver- größerung von 40S0.) Autoren durch Verkürzung und damit Verdickung der Spindelfasern; die EUminationsplatte dagegen dadurch, daß die Chromosomen einen Teil ihres Chromatins abgeben. Über eventuelle Beziehungen zwischen beiden Erscheinungen, die oft in verblüffend ähnhchem Kleide sich prä- sentieren, wiU ich später diskutieren. Verfolgen wir zunächst das Schicksal der drei Chromosomenplatten ein Stück weiter. AVährend die Tochterplatten gegen die Spindelpole zurücken, bleibt in der EUminationsplatte vorerst aUes beim alten (Fig. 28); doch fällt auf, daß auf diesem Stadium ihre ZweiteiUgkeit fast immer deutUch ausgeprägt ist, während in der frühesten Aiiaphase sie selten 172 J. Seiler klar vorhanden ist. Es ist nicht unwahrscheinUch, daß erst nach der beendigten Elimination eine reinliche Sonderung der Chromatinmassen, ihrer Herkunft gemäß, stattfindet. Vielleicht aber existiert sie schon von Anfang an und ist nur schwer nachweisbar. In Polansichten ist natürlich von der Zweiteiligkeit nichts zu sehen und es gleichen sich die drei übereinanderliegenden Chromosoraenplatten oft sehr genau. Ver- gleicht man z. B. in der Textfig. 2 die Chromosomenplatten von Orgyia antiqua, so wird es nicht schwer fallen, an der entsprechenden Lage die homologen Tochterchromosomen und das zugehörige Stück in der Eli- minationsplatte zu erkennen; so liegen über den 14 Chromosomen der inneren Platte a die 14 migefähr gleich orientierten Chromosomen der Eüminationsplatte b und darüber wieder in ähnlicher Lage die 14 Tochter- chromosomen der äußeren Platte a^. Dasselbe gilt von den zusammen- gehörigen Platten c, d, Cj, nur daß hier die EUminationsplatte d sich schon etwas abweichender verhält. Ungefähr dann, wenn die Chromosomen der Tochterplatten infolge der neuen Eaumverhältnisse in der Nähe der Spindelpole aus ihrer Ebene heraustreten und sich in die Fläche einer Kugelhaube einstellen, zeigt die Eliminationsplatte die ersten Anzeichen von Veränderungen. Die zweiteiligen Chromosomenfragmente fließen an den Trennungsflächen in die Breite (Fig. 27), stoßen dabei aneinander, und in Seitenansichten scheint es, als ob ihr gesamtes Chromatin zusammenfließen würde (Fig. 26). Wie Polansichten und schiefgetroffene Spindehi erkennen lassen, ge- schieht das tatsächUch gelegentlich; meist jedoch geht der Verschmel- zungsprozeß nicht so weit, die Chromatinbrocken treten nur durch chro- matische Faserbrücken miteinander in Verbindung (Fig. 29). So wie der ganze Vorgang der Elimination bis jetzt beschrieben wurde, verläuft er bei allen untersuchten Schmetterlingarten in der Großzahl der Fälle. Gelegenthch aber kommen Variationen in der Art der Eüminationsplattcnbildung vor, — namentlich häufig sind sie mir bei faliginosa begegnet — , von denen ich rasch einige Proben geben möchte, weil sie sehr instruktiv sind und etwaigen Zweiflern demon- strieren werden, daß Eliminationsplatte und Mttelplatte der Genese nach zwei grundverschiedene Sachen sind. Die Tochterchi'omosomen scheinen oft vorzurücken, bevor die Elimi- nation beendet ist. Die Folge davon ist, daß das sich aussondernde Chromatin ausgezogen wird in lange Fäden (Fig. 3), die von den Tochter- chromosomen zum Äquator hinziehen. Durch diese Bilder wird die Vor- stellung erweckt, als fUeße von jedem Chromosom ein feines Bächlein von Chromatin, sich unterwegs gelegentlich mit Nachbarbächlein ver- Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 173 einigend, gegen den Äquator hin, und zwar will es scheinen als ob das AbfUeßen von der schmalen Kante des Chromosoms erfolgen würde. Die Verschleppung der Elimination betrifft oft nur einzelne wenige Chromosomen. Während die Hauptmasse derselben ihren »Reinigungs- prozeß« gleich zu Beginn der Anaphase durchgemacht hat, geben wenige ihr überflüssiges Chromatin erst unterwegs ab, auf der Wanderung gegen die Spindelpole zu. So kommt es denn, daß zwischen der Eliminations- platte und den Tochterplatten vereinzelte Cln-omatinbrocken herum- liegen (Fig. 6 u. 7). Nicht selten ertappt man solche Nachzügler bei ihrem Eliminationsgeschäft und sieht dann das sich absondernde Chromo- somenfragment noch am Mutterchromosom hangen (Fig. 4), oder man kann schon in der frühen Anaphase Clu-omosomenpaare sehen, die noch keine Anstalten zur Elimination treffen, während bei den übrigen die- selbe schon im Gange ist (Fig. 20). In der späten Anaphase wird nur selten noch eliminiert, und nur in ganz vereinzelten Fällen trennen sich noch in der Interkinese Clu-omatinbrocken ab (Fig. 12). Schon längst wird es aufgefallen sein, daß die Quantität des abge- sonderten Chromatins sehr verschieden ist. Die Regel dürfte vielleicht sein, daß die Chromosomenplatten ^/4— 1/2 ihres Volumens bei der EU- mination verlieren, so daß also die Eliminationsplatte bis zweimal so stark wird wie eine Tochterplatte (vgl. Fig. 22, 23, 25—29), selten ist sie noch stärker (Fig. 24), so daß dann die Tochterchromosomen ver- glichen mit den .Eliminationschromosoraen unglaublich mager sind. Häufiger als diese extremen Plusvarianten sind die Fälle, wo die Quantität der Eüminationsplatte nur halb so groß ist, wie die einer Tochterplatte (Fig. 7) oder noch kleiner (Fig. 4, 6). Betrachten wir ferner die einzehien Eliminationschromosomen auf ihre Größenverhältnisse hin, so ergibt sich wieder dieselbe Variabilität, wieder dieselbe unverständliche Gesetzlosigkeit. Textfig. 2, S. 171, z. B. zeigt in der oberen Eliminationsplatte ein sehr großes Chromosom, in der unteren zwei auffällig kleine. Zudem macht diese Figur etwas sehr Wich- tiges wahrscheinUch, durch die zahlreichen Clu'omosomenbilder im Ge- schlechtschromosomenkapitel dieser Arbeit wird es zur Gewißheit: zu- sammengehörige Tochterchromosomen sind auch nach der Eümination noch gleich groß. Daraus folgt, da zweifelsohne als sicher angenommen werden darf, daß die erste Reifeteilung die Chromosomen äqual teilt, daß Tochterchromosomen gleich viel Eliminationschromatin abgeben. Die auffälligsten Minusvarianten haben wir in den seltenen Fällen, wo trotz vorgerückter Anaphase noch keine Elimination stattgefunden hat (Fig. 31), oder wo augenscheinlich nur einige wenige Chromosomen 174 J- Seiler eliminiert haben (Fig. 30, 32, 40). Sofort rufen diese Fälle die Frage wach: wird hier überhaupt nicht eliminiert? oder etwa erst in einer späteren Phase der Reifeteilung? Die Vermutung, daß letzteres der Fall sein könnte, liegt nahe. Der Verdacht fällt natüi'lich auf die zweite Eeifeteilung, die wir vorgreifend darauf hin ansehen wollen. Wenn wir uns der Seltenheit der ersten Reifeteilung ohne Elimination erinnern, so wird zum voraus gesagt werden können, daß zweite Reife- teilungen mit regelrechten Eliminationsplatten nur sehr selten auftreten können. Das Beweismaterial, das ich besitze, ist leider zu einem end- gültigen Entscheid zu klein. Ich besitze höchstens 40—50 Ariaphasen und Telophasen, brauchte aber im Hinblick auf die Seltenheit der ersten Reifeteilung ohne Ehmination wohl einige Hundert. In einem Fall nun weist eine Spindel in der Äquatorialebene sicher eUminiertes Chromatin auf (Fig. 38). Möghcherweise sind die nachhinkenden Chromosomen in Fig. 5 und 14 ebenfalls als Eliminationschromatin aufzufassen ; namentlich bei Fig. 14 halte ich es für sehr wahrscheinlich. Da jedoch beides Rich- tungskörper sind, und wir es hier mit frühzeitigem Auftreten von De- generationserscheinungen zu tun haben könnten, können sie keineswegs beweisend sein. Textfig. 2e, S. 171, zeigt ferner eine Metaphase der zweiten Reifeteilung von fuliginosa, in welcher drei Chromosomen unzweideutig eliminieren. Eine Anaphase oder Telophase der zweiten Reifeteilung, wo analog, wie in der ersten Reifeteilung, eine Eüminations- platte vorliegen würde, ist mir nicht zu Gesicht gekommen. Trotzdem glaube ich zum mindesten einen Indizienbeweis dafür erbracht zu haben, daß auch in der zweiten Reifeteilung eliminiert werden kann. Nun sind aber die Fälle, wo in der ersten Reifeteilung wenig EUminationschromatin ausgeschieden wird, relativ häufig, und man hätte erwarten dürfen, daß gleich häufig in der zweiten Reifeteilung noch ein Restteil ausgesondert würde. Das ist nicht der Fall. Es muß als absolut sicher erachtet werden, daß die Menge des Elimi- nationschromatins in verschiedenen Eiern verschieden ist. Da es für die weibUchen Vorkerne unwiederbringlich verloren ist, me ich später zeigen werde, erheben sich die Fragen: ist der Gehalt an Chromatin der weib- Uchen Vorkerne verschieden? und sind die Größenordnungen unter den Chromosomen der Vorkerne verschieden? Auf den ersten Bück scheint, als ob die Fragen unbedingt mit einem Ja beantwortet werden müßten. Nun könnte aber ebenso gut die Quantität des Chromatins vor der Meta- phase der ersten Reifeteilung in verschiedenen Eiern verschieden sein, und die Ehmination könnte gleichsam von der vorhandenen Mitgift das zurückbehalten, was über ein normales, für die Art zukömmHches Mittel Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 175 liinausgeht, so daß alle Vorkerne ungefähr gleich viel erhalten würden. Eine weitere diskutierbare Möghchkeit gibt es wohl nicht. Entweder, die wTibhchen Vorkerne erhalten eine verschieden große Mitgift an Chro- matin, oder sie erhalten ungefähr alle dieselbe, aber dann müssen die zu verteilenden Schätze im Keimbläschen zu Beginn der Reifeteilung ver- schieden groß sein. Trifft die erste Möghchkeit zu, so werden wir zu erwarten haben, daß die Tochterplattenchromosomen nach der Eümination in verschiedenen Individuen verschieden groß sein werden, oder doch die Größenordnungen der Tochterplattenchromosomen außerordenthch vari- ieren. Trifft die zweite Möglichkeit zu, so müssen die Äquatorialplatten- chromosomen in verschiedenen Eiern verschieden groß sein. Die Alter- native ist also durch direkte Beobachtung zu entscheiden. Das ist aber nicht leicht, denn überall lauern Fehlerquellen. Die Chromosomenbilder im Geschlechtschromosomenkapitel meiner Ai'beit sind wohl alle mit großer Sorgfalt gezeichnet (mit Zeiss' Zeichenapp. n. Abbe, Z.-Ap. 2 mm n. A. 1,4 Oc. 18), und die relativen Chromosomengrößen innerhalb einer Cliromosomenplatte stimmen gewiß meistens. Ich habe immer zuerst das größte Chromosom einer Platte gezeichnet, darauf das nächst kleinere, zuletzt das kleinste. Anders aber steht es mit der absoluten Größe. Ist das erste Chromosom etwas zu groß oder zu klein gezeichnet, so werden alle übrigen vergrößert oder verkleinert. Da ich jedoch die Clu-omosomen- bilder alle, mit Ausnahme der Abbildungen für die vorläufige Mitteilung (Seilee 13), in einem Zuge gezeichnet habe, so ist es für mich wahrschein- lich, daß, wenn die wirkliche Chromosomengröße beim Zeichnen verändert wurde, das immer im gleichen Sinne geschehen ist. Aber dann die vielen andern Fehlerquellen: der verschiedene Grad der Differenzierung, ver- schieden gute Fixierung usw., namentlich aber die zu kleine Zahl der Vergleichsbilder ! In Summa, der Entscheid, den ich mit meinem Ab- bildungsmaterial treffen kann, kann kein strikter Beweis sein. Ich hoffe jedoch, daß er höchstwahrscheinlich die tatsächlichen Verhältnisse richtig trifft. Wir haben erfahren, daß sehr häufig nicht alle Chromosomen einer Spindel eliminieren. Wären nun in den Äquatorialplatten die für die Art typischen Chromosomengrößen vertreten, so müßten sie in den Tochter- platten sehr häufig variieren. Das Gegenteil ist aber der Fall. Die Tochter- platten aller untersuchten Arten zeigten immer die für die Art charakte- ristischen Chromosomengrößen. Das mag am besten hervorgehen durch genauen Vergleich der Äquatorialplatten der zweiten Reifeteilung von disfar (Textfig. 11, S. 237). Für die Tochterplatten der ersten Reife- teilung besitze ich kein so reiches Material. Was ich aber besitze, spricht Archiv f. Zellforschnng. XIII. 12 176 J. Seiler für die letztere Tatsache (vgl. Textfig. 3, S. 180, für monacha: 5, S. 202, für fuliginosa; 10, S. 235, für dispar). Durch diese Feststellungen sind aber unsre Fragen schon so viel wie entschieden. Wir können höch- stens noch sehen, ob ein Vergleich der absoluten Chromosomengrößen auf dieselbe Lösung hindeutet. Namentlich dann sollte man große Tochter- plattenchromosomen erwarten, wenn wenig oder gar nicht eliminiert wurde. Auch das trifft nicht zu. Die Größe der Tochterchromosomen scheint durch die Elimination gar nicht beeinträchtigt zu werden. Man durch- mustere daraufhin die in der folgenden Tabelle angegebenen Aljl^ildungen. »Viel« Eliminationsmaterial Ijedeutet für die zitierten Fälle, daß die Eliminationsplatte so groß oder größer ist, wie eine Tochterplatte, fast so stark, wie eine Tochterplatte ist sie bei »mittel«. Es sei jedoch zum voraus zugegeben, daß gerade diese Feststellung weniger beweislffäftig ist, als die früheren. Quantum der Textligur Art Stadium Elimin.-Chrom. Nr. Seite fuliginosa Tochterplatten der ersten Eeifeteilung wenig bbe 202 > » viel bd e 202 » » sehr wenig ^fg 202 > » wenig bh i 202 dispar » mittel \Ode 235 » » nichts 10/-^ 235 » Äquatorialplatten der zweiten Reifeteilung viel nah 237 » > wenig lief 237 » » » llgh 237 > > mittel 11 cd 237 » » » 11 ik 237 » » viel Ulm 237 monacha Tochterplatten der ersten Eeifeteilung » 3ab 180 i > nichts • 3c d 180 Leider besitze ich bei allen Formen zu wenige Äquatorialplatten der ersten Reifeteilung, als daß ich sie vergleichend zur Lösung der Frage heranziehen könnte. Was ich jedoch habe, spricht im gleichen Sinne, wie die vorhin mitgeteilten Beobachtungen. Ich halte es somit für ziem- lich sicher, daß die Größenordnungen der Tochterchromosomen immer dieselben sind, daß wahrscheinlich trotz der Elimination (oder eigentlich Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 177 gerade wegen der Elimination) alle weiblichen Vorkerne eine konstante Chromatinmenge erhalten, analog den männlichen Vorkernen, daß die Äquatorialplatten der ersten Reifeteilung nicht die für die Art charak- teristischen Chromosomengrößen besitzen; vielmehr besitzen sie ein Plus an Chromatin, eljen das Eliminationschromatin, das irgendwo auf dem Wege von der weiblichen Urkeimzelle bis zum reifenden Ei entstanden sein muß. An der chromatischen Natur der Eliminationsplatte wird wohl kaum noch gezweifelt werden können. Trotzdem will ich die Resultate von Farbreaktionen, die angestellt wurden, mitteilen. Sie färbt sich, wie nicht anders zu erwarten ist, mit Kernfarbstoffen in der ersten Reifetei- lung genau wie die Chromosomen ; also mit Safranin-Lichtgriin rot, Dela- FiELD- oder EHRLiCH-Hämatoxylin-Eosin blau usw. Irgend ein Unter- schied konnte nicht festgestellt werden. Das mikrochemische Verhalten der Eliminationsplatte während der Interkinese und zweiten Reifeteilung habe ich nicht verfolgt. Zusammenfassend können wir somit das Gesamtbild der Eliminations- vorgänge so zeichnen: 1. In der ersten Reifeteilung im Ei der Schmetterlinge Pli. fuliginosa, L. dispar, L. japonica, L. monaclm, 0. antiqua und 0. gonostigma findet eine Chromatinelimination statt, wobei die Tochterchromo- somen einen Teil ihres Chromatins abgeben. 2. Die Elimination verläuft sehr variabel, denn es ist: a) Der Eliminationsvorgang nicht ausschheßlich an eine ])estimmte Phase der Reifeteilung gebunden; in der Regel findet er zu Beginn der Anaphase statt, in allen Chromosomen zugleich, nicht selten aber verzögert er sich bei einzehien Chromosomen, so daß dann während der Anaphase, selten noch während der Interkinese und Metaphase und Anaphase der zweiten Reifeteilung einzelne Chro- matinbrocken abgegeben werden. Ob ausnahmsweise in der zweiten Reifeteilung eine vollständige Eliminationsplatte gebildet werden kann, ist nicht ausgemacht. b) Die Quantität des ausgesonderten Chromatins ist äußerst ver- schieden. In der Regel verheren die Chromosomenplatten '^U—'^l^ ihres Volumens, selten mehr, häufiger weniger, und vermutüch findet in seltenen Fällen überhaupt keine Ehmination statt. Ferner ist der Chromatinverlust der einzelnen Chromosomen einer Tochterplatte sehr ungleich. Der Chromatinverlust von Tochterchromosomen ist dagegen gleich. 12* 178 J. Seiler 3. Die Größenordnungen der Vorkernchromosomen und wahrscheinlich auch die Quantität des Vorkernchromatins sind trotz der Elimination konstant. 4. Deshalb muß wohl die Quantität des Chromatins im Keimbläschen variieren. 5. Färberisch verhält sich die Eliminationsplatte in der ersten Reife- teilung genau wie die Tochterplatten. Es mag vielleicht interessieren, was die ersten Untersucher der frühen Entwicklungs Vorgänge im Schmetterlingei über die Elimination zu be- richten wissen. Platner (88) schreibt für die befruchteten und unl)efruchteten Eier von L. dispar: »Die erste Reifeteilung wird vollendet durch Auftreten einer schönen Zellplatte. Eine solche findet sich in gleicher AVeise bei allen späteren Teilungen, also auch bei denen der Furchungskerne. « Eine Zellplatte ist wohl, wie ich noch zeigen werde, in den Furchungsteilungen sowohl als in den Reifeteilungen vorhanden. Sie ist sehr schwach und wenig auffällig, nimmt Heidenhaixs Hämatoxyhn nie auf und hat mit der Eüminationsplatte sicher nichts zu tun. — In diesem Zusammen- hange kann die Beobachtung mitgeteilt werden, daß mir in einem Ei von L. monacha auf dem Blastodermstadium neben Spindeln mit ge- wöhnhcher Zellplatte einige wenige mit chromatischer Mittelplatte zu Gesicht gekommen sind, von denen ich vermute, daß es echte EÜmina- tionsplatten sind. Vielleicht handelt es sich hier um eine pathologische Erscheinung. Henking (89, 90, 92), der berühmte Entdecker des Ge- schlechtschromosoms, untersuchte Pieris hrassicae, Bomhyx mori, Leucoma Salicis und schreibt (88) über die EHminationsplattenbildung für P. hrassicae: »Bei der Bildung des ersten Richtungskörpers bleiben die auseinanderweichenden Chromatinstäbchen anfangs noch durch chroma- tische Brücken miteinander in Verbindung. Diese Brücken trennen sich dann von dem Stäbchen und werden zu kugeligen Elementen einer Mittel- platte. « Henking gibt also richtig die Herkunft des Eliminationsplatten- chromatins an, erkannte aber den Unterschied nicht, der existiert zwischen der Lepidoptereneireifung und der der übrigen Insektengruppen, die er mit Ausnahme der Orthopteren und Neuropteren alle untersuchte ; er gibt an, daß vollständige Übereinstimmung in allen Klassen der Insekten herrsche. Ich werde später zeigen, daß das nicht der Fall ist, daß der Typus, nach welchem die Eireifung der Lepidopteren sich vollzieht, bis jetzt kein Analogon im ganzen Tierreich hat. In einer vorläufigen Mit- teilung kündet Miss Dederer (12) eine Arbeit über »Gametogenesis in Das Verhalten der Geschlechtschromosoraen bei Lepidopteren. 179 Philosamia cyntliia^^ an. Ol) die definitive Arbeit inzwischen erschienen ist, ist mir nicht bekannt. Die vorläufige Mitteilung gibt nur Auskunft über Chromosoraenzahl während der Eireifung, worüber ich später re- ferieren werde. Weitere Ai'beiten existieren nicht. ß) Die Chromosomenformen und die Spindel der Anaphase. Erinnern wir uns rasch der Chromosomenformen der Metaphase. Die Chromosomen bei allen untersuchten Formen sind übereinstimmend in der Polansicht kurz stäbchenförmig, mit deutHcher Qu5rkerbe; frag- lich war die Existenz einer Kerbe an der Schmalkante. In Seitenansichten springt die Querkerbe wenig in die Augen, deshalb habe ich auf ihre Darstellung verzichtet, zudem ist während der ganzen Periode der Eli- mination davon überhaupt nichts zu sehen. Sind die Chromatinplatten gebildet, so werden die Chromosomenformen wieder bestimmter. In Seitenansichten erkennen wir deuthch, daß dieselbe Stäbchenform, wie ehedem, vorliegt (Fig. 25), und in Polansichten fällt wieder zuerst die alte Querkerbe auf, bei den Formen mit kleinen Chromosomen am wenig- sten deutlich. Sie ist z. B. bei antiqua (Textfig. 2, S. 171) nur an wenigen Chromosomen erkennbar. Neben dieser Querkerbe zeigt sich aber nun gelegentlich mit großer DeutUchkeit die Kerbe an der Schmal- kante, und ihr entsprechend ein schwacher Längsspalt am besten wohl bei monacha (Textfig. 3 a, 'b,c,d), und je besser die Präparate sind, um so deutlicher. An den kleinen Chromosomen ist sie nur selten und schwer konstatierbar, aber ich glaube sicher zu sein, daß sie auch hier vorhanden ist. Einzig bei Orgijia gelang es mir nicht, sie nachzuweisen; an ihrer Existenz jedoch zweifle ich keinen Moment. Damit dürfte erwiesen sein, daß 1. die Elimination an der Chromo- somenform nichts ändert, höchstens daß vorhandene Skulpturen nach dem iVussonderungsprozeß deutlicher hervortreten, 2. wird jetzt klar sein, daß wir als Ausgangspunkt für die Reifeteilung eine sogenannte Ditetrade haben, bei deren Teilung zwei Tetraden, — besser Pseudotetraden, denn um ^\^rkliche Tetraden handelt es sich natürhch nicht — resultieren. Die Tetradenform ist nur in der frühen Anaphase deutlich, am deutlichsten etwa auf dem Stadium, das die Fig. 25 wiedergibt. Gegen Ende der Anaphase, oder zu Beginn der Interkinese, wenn die Chromosomen an den Spindelpolen gedrängt zu liegen kommen, verschwinden ihre Skulp- turen langsam, zugleich macht sich eine Volumenkontraktion bemerkbar, die andauert bis gegen die zweite Reifeteilung. Sobald sie rückgängig gemacht wird, erscheinen auch die alten Kerben an den Chromosomen 180 J. Seiler wieder. Von dieser Volumenkontraktion mag Textfig. 6, S. 204, die beste Vorstellung geben. 1—25 sind homologe Chromosomenpaare, während verschiedener Phasen der Reifeteilung; 1—16 von frühen bis späten Anaphasen, 16—25 aus Prophasen und Metaphasen der zweiten Reife- teilung. Textfig. 3. •#• ab und cd Tocliterplatten der eisten Keifeteilung aus dem Ei von Lymantria monacha. e Äquatorial- platte der zweiten Eeifeteilung. Yergr. 408J. Die erste Reifungsspindel ist eUipsoidisch und besitzt ein reiches, kompliziertes, zartes Faserwerk, Über die eigentliche Spindel hinaus verlaufen von jedem Pol frei im Plasma endigende, sich kreuzende Fasern, die die Spindel gleichsam fest verankern (Fig. 25 u. 26), die aber gewöhn- lich der dichten Fixierung des Plasmas halber nicht sichtbar sind. Leicht sind in der Spindel z^Yeierlei Fasern zu unterscheiden, solche, die von Pol zu Pol ziehen, die Stützfasern und andre, die in ganzen Büscheln an den Tochterchromosomen ansetzen und nach den zugehörigen Polen Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 181 ziehen, die sogenannten Zugfasern (Fig. 19—23), die, wenn die Chromo- somen gedrängt liegen, den Eindruck einer Spindel in der Spinde] erregen (Fig. 19 u. 26). Interessant und instruktiv dürfte sein, daß neben der Eliminationsplatte auch eine wenig starke, achromatische Mittelplatte gebildet wird, die selbstverständlich am deutlichsten in die Augen springt in Spindeln, wo kein oder wenig Eliminationschromatin vorhanden ist (Fig. 30—32). Sie ist aber auch oft — nur bald mehr, bald weniger deut- lich — neben einer Eliminationsplatte nachweisbar (Fig. 1, 4, 6 u. 7). Wir wollen diese Beobachtung für die spätere Diskussion über Beziehungen zwischen Eliminations- und Mittelplatte im Auge behalten. Sind die Chromosomenplatten an den Polen angekonmien, so be- ginnt die Spindel zu wachsen, sich zu strecken und zu weiten. Die Fig. 30, 31, 32 und 40 sollen aufeinanderfolgende Stadien illustrieren, und zwar für solche Fälle, wo kein oder wenig Eliminationschromatin vorhanden ist. Ist viel vorhanden, so ändert sich das Bild wesentlich. Es will scheinen, als ob die Fasern, in dem Eliminationschromatin stecken bleibend, der Ivraft, die sie nach außen treiben will, in der Mitte nicht gehorchen könnten, wohl aber in den Bezirken zwischen der Eliminationsplatte und den Spindelpolen, so daß geschnürte Spindelformen entstehen, wie sie Fig. 26 in einem Anfangsstadium und Fig. 9 in einem Endstadium zeigen. In der späten Anaphase bildet sich innerhalb der Spindelfigur um die Chromosomenplatten ein Hof feinkörniger Substanz (Fig. 26, 30, 31, 32 u. 40), die augenscheinlich aus den Spindelbezirken gegen die Pole zusammengeströmt ist und ihrer Herkunft nach höchstwahrscheinlich zum Teil wenigstens Kernbestandteil ist, vermutUch entstanden durch die allmähliche Auflösung der Spindel. Der Hof ist namentUch bei den Lymantria-Aiten so scharf umgrenzt, daß man vermuten könnte, ein Ruhekernstadium würde sich vorbereiten. So weit kommt es jedoch nicht. Wenn auch diese Kernbezirke durch die Interkinese (Fig. 30) bis in die Metaphase der zweiten Reifeteilung (Fig. 37) vom umgrenzenden Plasma immer deuthch sich abheben, so gelingt es doch nie, eine Kernmembran nachzuweisen. Bei fuUginosa erfolgt die Einziehung der alten Spindel- substanz langsamer, verzögert sich bis in die Prophasen der zweiten Reife- teilung, wo erst der Kernbezirk, der bei Lymantria schon so früh sichtbar ist, sich deutlich umgrenzt (Fig. 15). e) Interkinese. Die Anaphase der ersten Reifeteilung findet damit ihren Abschluß, daß die Spindelfasern in der Mitte aufgelöst werden. Die Veränderungen im reifenden Ei von diesem Zeitpunkt an bis zur Ausbildung der zweiten 182 J. Seiler Reifungsspindel seien unter dem Titel »Interkinese « beschrieben. Sobald die Mittelstücke der Spindelfasern sich auflösen, beginnt die innere Spindel- häKte gegen das Eicentrum zuzuwandern. In dem Maße, wie sie vor- rückt, strömt vom Keimhautblastem Plasma nach, ergießt sich in die freiwerdende Lücke um die Eliminationsplatte und folgt der centralen Spindelhälfte. Von dieser Strömung wird auch die Eliminationsplatte ergriffen, auch sie wandert mit, wenn auch meist langsamer, so daß ihr Abstand vom ersten Richtungskörper im allgemeinen kleiner ist, als der von der inneren Spindel. Gelegentlich rückt selbst der erste Richtungs- körper eine kurze Strecke vor (Fig. 15). Die Tendenz, der inneren Pol- platte der ersten Reifeteilung nach dem Eicentrum zuzustreben, zeigt sich schon früh. Stand die Spindel schief zur Oberfläche, so wird sie, wenn sie noch völüg intakt ist, die Literkinese also noch nicht begonnen hat, gegen das Eicentrum abgebogen. Diese Beobachtung widerlegt den Versuch Hexkings, durch die Annahme einer gegenseitigen Abstoßung der Seitenplatten von der Mittelplatte, die Evolutionen der Kernhälften in der Interkinese zu erklären. Zum mindesten wären weitere Hilfs- annahmen notwendig. In den Einzelheiten verhalten sich während dieser Periode die untersuchten Formen etwas verschieden. Die Interkinese beginnt für fuliginosa mit Stadien, wie sie die Fig. 8 und 9 wiedergeben. Bereits rückt das Plasma zwischen die beiden SpindelhäKten. Etwa vom Sta- dium der Fig. 12 an gelingt es nicht mehr, die volle haploide Chromosomen- zahl, die für juliginosa 28 beträgt, zu zählen. Ja auf einem etwas älteren Stadium finden wir sogar nur noch ungefähr die Hälfte der 28 Chro- mosomen (Fig. 10 u. 11). Ihre Formen sprechen dafür, daß eine paar- weise Bindung stattgefunden hat, eine sogenannte Chromosomenkoppe- lung. Von den untersuchten Formen scheint nur noch gonostigma ähn- liche Verhältnisse aufzuweisen. Hier scheint die Koppelung schon mit Beginn der Interkinese sich zu vollziehen. Fig. 29 gibt ein solches Sta- dium wieder (die Spmdel liegt schief im Präparat, in Wirklichkeit sind die Platten also etwas weiter auseinander). In der äußeren Chromo- somenplatte, die vollständig ist, wird es nicht geüngen, die haploide Chromosomenzahl, die für gonostigma 30 ist, herauszuzählen. Man kommt auf 15, oder etwas mehr. Mein Beweismaterial fiü- diese Stadien ist jedoch, sowohl bei fuliginosa als auch bei gonostigma, etwas mager, so daß ich die Sicherstellung dieser Beobachtung ferneren Untersuchungen anheimstellen muß und nur noch erwälmen will, daß Chromosomen- koppelung im Tierreich keine allzu seltene Erscheinung ist und schon längst bekannt war, namentlich aus Hymenopterenarbeiten (vgl. Nachts- Das Verhalten der Geschleehtschromosonien bei Lepidopteren. 183 HEIM 13). Sehr wohl vergleichen läßt sich die Chromosomenkoppelung der Lepidopteren mit der bei Dendrocoelum, von Gelei (13) aufgedeckten. Hier wie dort findet die Bindung in der späten Anaphase statt und wird vor der nächsten Teilung wieder aufgeholfen, nur sind es bei Dendrocoelum die Ovogonien, in deren Tclophase sich die Chromosomen paarweise innig aneinanderlegen und lückenlos vorkleben, bei Lepidopteren die Ovocyten erster Ordnung. Vielleicht handelt es sich in beiden Fällen um nichts weiteres, als um eine Anpassungserscheinung an beschränkte Raum- verhältnisse. Bei den Lymantria-AitGn findet sicher keine Bindung statt. Hier zeigt sich im Verhalten der Chromosomen stark die Tendenz, einem Ruhe- kernstadium zuzustreben ; von den achromatischen Kernbestandteilen von Lymantria haben wir früher dasselbe mitgeteilt. Die Chromosomen treten in Verbindung miteinander durch chromatische Brücken, verschmelzen teilweise, und wir erhalten ganz ähnhche Bilder, wie wir sie von der Pro- phase der ersten Reifeteilung (Fig. 17) her kennen. Erst in der Prophase der zweiten Reifeteilung individualisieren sich die Chromosomen w^ieder aus diesen Verbänden heraus. Textfig. 3 e, S. 180, zeigt für nionacJia ein solches Übergangsstadium. Charakteristisch für alle untersuchten Formen ist, daß die Chromosomen immer mehr oder minder in der alten Tochterplatteneljene verbleiben von der Anaphase der ersten Reifeteilung durch die Literkinese (Fig. 30) bis zur Metaphase der zweiten Reife- teilung. f) Die zweite Reifeteilung. Sobald die Wanderung des zukünftigen weibhchen Pronucleus gegen das Eicentruni zu stockt, bereitet sich die ZAveite Reifeteilung vor. Die Spindelfasern der ersten Reifeteilung sind jetzt auch bei fuliginosa ver- schwunden und in den längst vorgebildeten, während der späten Ana- phase und Interkinese entstandenen, deutlich umgrenzten Kernterri- torien entsteht die zweite Richtungsspindel und, ungefähr gleichzeitig, die des ersten Richtungskörpers, und zwar senltt'echt zu den immer noch mehr oder minder in einer Ebene liegenden Chromosomen. Die gegen- seitige Orientierung der Spindeln ergibt sich für meine Eier aus zwei Beobachtungstatsachen, 1. daraus, daß die Spindel des ersten Richtungs- körpers immer gleich gerichtet ist, wie die erste Reifungsspindel; 2. daraus, daß unbekümmert um die Lage der ersten Reifungsspindel die centrale Kernhälfte nach der Trennung immer direkt gegen das Eicentrum zu- wandert und ebenso orientiert ihre Spindel sich anlegt. Daraus folgt, daß die beiden Spindelachsen in die Verlängerung zueinander zu liegen kommen, wenn die erste Reifungsspindel senla'echt zur Eioberfläche 184 J. Seiler stand (Fig. 13—15, 33—35, 38), war sie schief oder parallel zur Oberfläche, so bilden die beiden Achsen einen Winkel miteinander (Fig. 39). Nun aber zur Hauptsache. Wie werden die Chromosomen in der zweiten Eeifeteilung geteilt? Welches ist das Schicksal unsrer Pseudo- tetraden? Findet eine Quer- oder Längsteilung statt? Da die Quer- kerbe am meisten imponierte, vermuteten wir, die zweite Teilung würde eine Querteilung sein. Das Gegenteil ist der Fall. Die zweite Eeife- teilung ist wieder eine Längsteilung. Schon das Stadium der Metaphase belegt das unzweideutig; am eindringlichsten die Polansichteu. Überein- stimmend bei allen Arten, von denen ich die Metaphase der zweiten Eeifeteilung untersucht habe (fuliginosa, dispar, monacha, gonostigma), liegen die Längsachsen der kurz stäbchenförmigen Chromosomen in der Äquatorialebene und deutlich zeigt sich die alte, nun rätselhaft gewordene Querkerbe. Suchen wir aber nach der Kerbe an der schmalen Kante, so finden wir sie in Polansichten nicht, wohl aber in Seitenansichten. Die Chromosomen halben sich also um 90° um ihre Längsachse geckeht. Man durchmustere daraufhin die Chromosomenplatten von dispar (Text- fig. 11, S. 237), und fuliginosa (Textfig. 7a u. i, S. 205), die die Chromo- somenformen so genau wie immer möglich wiedergeben. In Seitenansichten von Spindehi könnte man gelegenthch zweifeln, eb wirklich eine Längsteilung stattfindet; nämlich dann, wenn die Längs- kanten der Chromosomen auf den Beobachter zulaufen (Fig. 34, innere Spindel). Doch zeigen auch Seitenansichten oft deutlich, daß wirkUch der Längskante nach geteilt wird (Fig. 34, äußere Spindel). Endgültig zugunsten der Längsteilung entscheidet die Frage die Anaphase, die bei gonostigma (Fig. 38) und bei dispar (Fig. 35) dieselben kurz stäbchen- förmigen Chromosomen aufweist, die ehedem vorlagen ; auch die Quer- kerbe ist oft noch erkennbar, was natürlich am deutlichsten l)ei der Form mit den größten und längsten Chromosomen, bei dispar, zum Ausdi'uck kommt. Damit dürfte erwiesen sein, daß 1. beide Eeifeteilungen Längsteilungen sind, 2. die Teilungsebenen senkrecht aufeinander stehen, 3. die Querkerbe keine Teilungsebene andeutet. Das sind vorläufig die einzigen Beobachtungstatsachen, die ich zur Beantwortung der wichtigsten und schwierigsten Frage der modernen Cytologie, der Frage nach dem Vorkommen einer Eeduktionsteilung herbei- schaffen kann. Es ist ohne weiteres klar, daß sie noch keineswegs genügen zu ihrer Beantwortung. Dazu müßte vor allen Dingen die Genese dieser Das Verhalten der Gesehlechtschromosomen bei Lepidopteren. 185 sonderbaren Tetrade, der Ditetrade, aufgeklärt werden. Der Versuch dazu soll in einem späteren Kapitel angestrebt werden. Wie schon früher festgestellt wurde, ist der wesentlichste Unterschied zwischen erster und zweiter Reifeteilung der, daß in der letzteren nicht eliminiert wird, oder doch nur höchst selten, ausnahmsweise. Die Ana- phase verläuft rascher, als die der ersten Teilung, vielleicht eben weil keine Elimination durchgemacht werden muß, vielleicht auch ist ein rascher Verlauf für die zweite Reifeteilung charakteristisch. Zum mindesten trifft man diese Angabe in der Literatur äußerst häufig. Wieder wird eine schwache, achromatische Mittelplatte gebildet (Fig. 13, 14, 30), die aber, wie es scheint, gelegentlich fehlen kann (Fig. 35). Das gleiche gilt auch für die erste Reifeteilung; es müßte denn gerade sein, daß die Mittelplattenbildung, die sonst gewöhnhch in der frühen Anaphase statt- findet (Fig. 13, 38), hie und da sehr spät beginnt. Schon längst wird es aufgefallen sein, daß das Tempo der Teilung in der äußeren Spindel nicht dasselbe ist, wie in der inneren. Als Regel kann angegeben werden, daß die Teilung des ersten Richtungskörpers langsamer sich vollzieht (Fig. 13, 14, 38, 35). Also schon jetzt macht sich ein Erschlaffen der Lebensenergie im ersten Richtungskörper be- merkbar. Daß er dem LTntergange entgegeneilt, zeigt sich namentlich beim Vorrücken der Chromosomen. Während in der inneren Spindel die Tochterplatten geschlossen vorrücken, bleiben im ersten Richtungs- körper meist einzehie Chromosomen zurück und liegen noch zerstreut auf der Spindel, wenn in der Telophase der große Haufen schon längst verklumpt ist (Fig. 5, 14). Damit ist die zweite Reifeteilung vollendet. In einer Reihe hegen nun von außen nach innen: der erste Richtungskörper, sein Deszendent, der Ehminationskern, der zweite Richtungskörper, und endUch zu innerst der weibliche Pronucleus. Jetzt setzt die Vorbereitung zur Kopulation ein. Bevor wir die schildern, sei das Schicksal des Eliminationschromatins verfolgt. g) Schicksal der Eliminationsplatte. Wir kennen das Verhalten der Ehminationsplatte bis zur späten Anaphase. Die Veränderungen, die während der Interkinese und zweiten Reifeteilung stattfinden, sind derart variabel und derart reich an Nuancen, daß ich nur wenige, häufig wiederkelirendc Typen beschrei- ben kann. Das mag genügen, denn das Ende, das bei der herrschenden Gesetzlosigkeit vorausgeahnt werden kann, ist überall dasselbe: voll- ständige Auflösung. 186 J- Seiler 1. Wenn die Spindel zu Beginn der Interkinese gerissen ist, manch- mal, namentlich bei fuliginosa, schon früher, beginnt das EUminations- chromatin sich langsam aufzulockern, faserig zu werden, sich zu ver- flechten zu einem Netz^Yerk und schheßlich sehen wir als Endresultat aller Umwandlungen ein kernartiges Gebilde, das ich Eüminationskern nennen will, vor uns. Sehr wahrscheinhch besteht der Eüminationskern nicht ausscUießüch aus Ehminationschromatin. Ich vermute, daß zu seiner Bildung auch die sich auflösenden Mittelstücke der Spindelfasern Material beisteuern. Er ist oft in einen Hof hellen Plasmas eingebettet (Fig. 13) und von der Umgebung so scharf abgegrenzt, daß man wohl auf das Vorhandensein einer Membran schließen möchte. Ob tatsächlich eine vorHegt, kann ich nicht sicher angeben. Dieser Eliminationskern, der bei allen untersuchten Formen häufig angetroffen wird, ändert während der Telophase der zweiten Reifeteilung sein färberisches Verhalten. Er wii'd langsam oxychromatisch, färbt sich plasmatisch; bei Färbung mit Heidenhaix Hämatoxylin-S. -Fuchsin also Uchtrot. Damit schwinden seine scharfen Konturen, er schrumpft ein, hebt sich immer weniger vom Plasma ab und verschwindet schüeßlich in den Prophasen zur Kopulation vollständig. 2. Die EHminationsplatte der späten Anaphase der ersten Reife- teilung zerstäubt langsam, zerfällt teilweise in kleine Chromatinklümp- chen, die auseinanderweichen, regellos zerstreut liegen bleiben, oder sich teilweise auf einer Kugeloberfläche ansammehi und einen hellen Raum umgrenzen, der oft den Restteil des Ehminationschromatins, in sonder- bar verklumpten Formen, einschheßt (Fig. 35). Oder endUch, es kommt zur Bildung eines regekechten Eliminationskernes (Fig. 39), der jedoch, ohne je ein Reticulum gebildet zu halben, allmähUch verschwindet. 3. Nicht selten verklumpt das Eliminationschromatin vollständig (Fig. 15), nur wenige kleine Bröckchen springen ab und liegen in einem hellen Hof, oder beim Zusammenfließen des Chromatins Ijilden sich mannigfaltige, eigenartige Clu'omatinfiguren (Fig. 38). Wieder, wie bei den früheren Typen, folgt langsames Einschrumpfen und spurloses Ver- schwinden. 4. In der Interkinese sehen wir die Eliminationschromosomen mehr oder minder zerbröckelt, eingestellt in der alten x\quatorialebene (Fig. 33). Dieses Bild ruft sofort die Frage wach: findet hier vielleicht eine Teilung statt? Wenig spätere Stadien geben die Antwort. Tatsächlich sehen wir, daß die feinen Chromatinbröckchen beiderseits von der Äquatorialebene vorrücken und zwar gelegentUch in einer Eljene, gleichsam in Tochter- platten, während das gröbere Zeug in der Mitte verklumpt liegen bleibt Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 187 (Fig. 34). Aber noch auffälliger ! In seltenen Fällen kommt es geradezu zu unzweideutigen Versuchen, eine Spindel auszubilden (Fig. 41) und nochmals wird augenscheinlich eine Anstrengung gemacht, einen Ehmi- nationsprozeß durchzuführen. In theoretischer Beziehung ist diese Be- obachtung sehr interessant. Sie weist auf einen ursächlichen Zusammen- hang hin zwischen Chromosom und der Ausführung einer Teilung und Ausbildung eines Teilungsapparates und scheint dem alten BovERischen Satze »Der Kern teilt sich nicht, er wird geteilt« zu widersprechen. Wie bereits mitgeteilt, verschwindet das Eliminationschromatin in dieser oder andrer Form gewöhnhch kurz nach der Telophase der zweiten Reifeteilung. Hier und da aber verharrt es länger, bis in die Telophase der ersten Furchungsteilung oder noch länger, und zwar in den von mir beobachteten Fällen immer in Form von sehr kleinen, mit Heidenhaixs HämatoxyUn sich färbenden Gelnlden, die sicher vom Typus 2 abge- leitet werden müssen (Fig. 59, 61). Sie erinnern an Kerne oder etwa an Karyomeriten, besitzen im Innern meist ein größeres Chromatinkügel- chen, um das staubförmig verteiltes oder faseriges Chromatin einen kugeligen Raum abgrenzt, gleichsam eine Membran darstellend. Die Gebilde liegen im Richtungsplasma zerstreut, ziehen interessanterweise aus diesem Bezirk aus und beginnen, von der Region der Richtungs- körper im Keimhautblastem nach allen Richtungen auszuwandern. Ihrer großen Zahl nach möchte man auf eine Vermehrung schließen. Welches das Schicksal dieser kleinen »Kerne« ist, ist mir unbekannt. Henkings Angaben (90, 92) über das Verhalten des Eliminations- chromatins stimmen nicht, auch wenn Verschiedenheiten zwischen seinen Formen und den meinigen existieren sollten, was übrigens kaum der Fall sein ^^drd. Nach ihm verschwindet die Mittelplatte (meine Eüniina- tionsplatte) in der späten Anaphase. Wenn die Spindelhälften ausein- anderrücken, entsteht zwischen ihnen em heller, kreuzförmiger Hof, nach seiner Meinung bestehend aus achromatischer Substanz, die einer- seits aus dem alten Eikern stammt, anderseits vom Plasma erzeugt wird. »Feine Körperchen, welche gelegentÜch am Rande der Figur (der helle Bezirk) und auch weiter im Innern angetroffen werden . . . haben meiner Meinung nach mit den Körnchen der Mittelplatte nichts zu schaffen, . . . sie mögen aus dem zur Vermehrung der achromatischen Substanz ver- brauchten Plasma übrig gebUeben sein. . . . Schon eher mit der ursprüng- lichen Mittelplatte in Verbindung zu setzen sind größere Kügelchen, welche gelegenthch in dem Mitteh'aum ... ins Auge fallen« (S. 514, [90]). Die feinen Körnchen am Rande und im Innern der hellen Figur sind zweifellos EUminationsplattenmaterial. Der helle Hof aber ist größten- 188 J. Seiler teils ein iVi'tefakt, dadurch entstanden, daß l)ei der Fixierungsmethode Henkings die Spindelstrukturen vollständig zerstört wurden und an ihrer Stelle nichts, wie ein heller Raum blieb, der nun natürlich, je nach- dem die Reifeteilung mehr oder minder weit vorgeschritten ist, eine andre Form zeigt. Zu Beginn der Literkinese mag er kreuzförmig sein; die beiden Spindelhälften bilden zusammen den einen Doppelarm des KiTuzes, und senkrecht dazu entsteht in der Zone, wo die Mittelstücke der Spindel- fasern sich auflösen und das Eliminationschromatin liegt, der andre Ai*m. In den späteren Phasen, wenn die Spindelhälften weit auseinander ge- rückt sind, etwa während der Metaphase der zweiten Reifeteilung, liegen die Chromosomen der inneren und äußeren Spindel, nach den Abbildungen Henkings, je in einem scharf abgegrenzten, hellen Raum; zwischen beiden ist ein diitter heUer Raum in der Gegend des Eliminationschro- matins und der Spindelfasernreste, der gelegenthch noch Chromatin- trümmer aufweist. Das ist Henkings achromatischer Richtungskörper oder Telyid, das er, da er fast ausnahmslos mit heißem Wasser fixierte (bei Fixierung mit Flemmings Flüssigkeit war es nicht vorhanden, S. 58, 1892), bei allen Insektenordnungen, die er untersuchte, wiederfand. So viel darf als sicher aus diesen Mitteilungen entnommen werden, daß bei P. hrassicae genau dieselben Verhältnisse existieren, wie l)ei den von mir untersuchten Formen. Für B. mori und Leucoma Salicis erwähnt Henking nur die Anwesenheit des Telyid. Ob überhaupt bei diesen beiden Formen eliminiert wird, ist aus den Al^lnldungen nicht zu ersehen. Über mutmaßliche Bedeutung der Elimination werde ich, unter Heranziehung aller bisher bekannt gewordenen, ähnlichen Phänomene, im allgemeinen Teil meiner Arbeit kurz diskutieren. 2. Das Spermatozoon im Ei, Bildung der Vorkerne, Kopulation und Schicksal der Richtungskörper. Meine Schilderung der Schicksale des Spermatozoons im Ei ist lücken- haft, und bedarf der Ergänzung durch spätere Untersuchungen. Wenn ich trotzdem meine Beobachtungen wiedergebe, so geschieht es deshalb, weil für die Geschlechtschromosomenfrage und die Reduktionsprobleme die Kenntnis der Kopulation und ihrer Prophasen wünschenswert ist und weil die schon bestehenden Angaben über die Geschichte der Sper- matozoen im Ei von Henking und Platner revidiert werden müssen. In der frühen Anaphase, wenn eben die Elimination im Gange ist, dringt das Spermatozoon aus der dünnen Schicht des Keimhautblastems unter der Milo-opyle in die Dotterregionen über. Es besitzt schon auf Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 189 diesem Stadium den sehr charakteristischen, scharf umrissenen, dicht- körnigen Plasmahof —mit Unrecht «Spermastrahhmg « genannt, — dessen Entstehung ich nicht verfolgen konnte. Es ragt über denselben in der Richtung gegen das Eicentrum zu ein beträchtliches Stück hinaus, liegt also exzentrisch und zwar so, daß das Spermaplasma dem Spermatozoon bei seiner Wanderung gegen das Innere nachfolgt; selten ist mir die um- gekehrte Orientierung zu Gesicht gekommen. In einem einzigen Fall ist es mir gelungen, in dem Spermaplasma die wirkhche Strahlung zu sehen (Fig. 43). Ein winziges Centriol ist vorhanden. Davon geht eine zarte Strahlung aus, die auf den ganzen Bezirk des Spermaplasmas sich erstreckt. Gewöhnlich aber sieht man weder das Centriol noch die Strah- lung. Über die Herkunft des Centriols kann ich nichts aussagen. Hen- KiNG (90) hatte mehr Glück: »Man bemerkt hier, daß an dem Sperma- tozoon zwei Abschnitte zu unterscheiden sind, ein stärker gefärbter faden- förmiger Kopfteil und dahinter ein viel undeutlicherer Faden. Etwa an der Stelle, wo beide ineinander übergehen, liegt ferner eine deutüclie helle Stelle im Plasma und es scheint, als befände sich in ihr noch ein kleines Körperchen.« Um dieses Körperchen )> findet sich ein Häufchen anders aussehender Substanz, und dieses Häufchen ist noch dadurch ausgezeichnet, daß in der Plasmaumgebung eine schwache Strahlung selbiges zum Mittelpunkt nimmt.« Den hellen Hof nennt er Arrhenoid und glaubt darin ein Homologon zum Telyid gefunden zu haben, Vor- stellungen, die nur noch ein historisches Interesse beanspruchen dürfen, denn sowohl Arrhenoid wie Telyid sind Artefakte. Wohl ist auch bei meiner Fixierung um das Spermatozoon gelegentlich ein kleiner heller Hof erkennbar (Fig. 46) ; aber der kann unmögUch Henkings heller Hof sein, denn dieser liegt bald da, bald dort (vgl. seine Fig. 59—68, 1890) und variiert ebenso in seiner Ausdehnung. Unzweifelhaft aber ist das kleine Körperchen, das Mittelpunkt einer Strahlung ist, nichts andres als das Centriol, das aus dem Spermatozoon austritt. Diese Beobachtung Hen- kings ist deshalb von großem Wert, weil heute verschiedentlich an der alten Theorie Boveris von der Persistenz des männlichen Centriols ge- zweifelt wird. Für die Lepidopteren trifft sie zu. Unzweifelhaft aber existieren in einigen Tiergruppen Ausnahmen, denn es steht fest, daß unter gewissen Umständen das Ei die Centriolen zu liefern vermag. Den schönsten Beleg dafür erbringt die Untersuchung Nachtsheims (13), die sicher stellt, daß bei Apis mellifica in der ersten Furchungsteilung im unbefruchteten Ei, dem Drohnenei, Centriolen vorhanden sind. Nach Kahle (08) besitzt sogar schon die Reifespindel der Eier der partheno- genetischen Miastor-Laiveji Centriolen. 190 J. Seiler Die Form des Spermatozoons ist lang, fadenförmig. Ol) der Schwanz- teil ins Ei eincMngt, weiß ich nicht; dringt er ein (nach Henking trifft das zu), so muß er früh aufgelöst werden. Der Kopfteil ist eigentümlich geknotet (Fig. 43), was sehr wahrscheinhch zurückzuführen ist auf eine spiraUge Verdickungsleiste des Spermatozoons, die später sichtbar wird (Fig. 45). Gewöhnlich dringt nur ein Spermatozoon ins Ei ein, häufig aber auch zwei, selten drei. Bei den Lymantria-Arteii finden sich sehr häufig zwei Spermatozoen im selben Ei. Die Behauptung Platners (88), daß Polyspermie nur bei pathologischen Eiern vorkomme, stimmt nicht, denn in der späteren Entwicklung zeigt sich zwischen Eiern mit nur einem, und solchen mit zwei oder drei Spermatozoen auch nicht der geringste Unterschied. Das Schicksal der überzähligen Samenfäden ist verschieden. In seltenen Fällen bleiben sie schon im Keimhautblastem stecken und degenerieren ; nur eines dringt zwischen die Dotterschollen vor (in Fig. 42 das mit der »Strahlung«); gewöhnhch rücken jedoch alle in den Dotter vor und der endgültige Sieger ist lange nicht erkennbar, weil die Verände- rungen anfangs in allen dieselben sind. Da die Spermafäden immer in ordentlichem Abstand voneinander sich befinden, mag auch für die Lepi- dopteren die KücKERxsche Vermutung (91) stimmen, daß die Spermato- zoen sich gegenseitig abstoßen, und daß derjenige Sieger bleibt, der in der günstigsten Situation dem weiblichen Vorkern gegenüber seine Kon- kurrenten sich vom Leibe hält. Der Weg, den das Spermatozoon gegen das Eicentrum zu zurücklegt, ist sehr klein und die Bewegung langsam. In dem Maße, wie sie vor- schreitet, findet in den umgebenden Dotterkugeln eine Aufhellung, Auf- lockerung statt, die sich trichterförmig weit ins Eiinnere, bis etwas über das Centrum hinaus erstreckt. Dabei werden die Grenzen der Dotter- kugeln, namentlich in der allernächsten Nähe des Spermatozoons un- scharf, der Inhalt ist so aufgelockert, daß man im Zweifel sein kann, ob man wirklich noch die alten Dotterkugeln, oder ein weitmaschiges, feinkörniges Plasma vor sich hat (Fig. 50, 51). Offenbar findet eine Umwandlung von Dotter in Plasma statt. Wenn das Vorrücken des Spermatozoons stockt (die Endstation zeigt die Textfig. 4, S. 191), so beginnt das Chromatin, das in dem zarten Faden zusammengedrängt ist, sich aufzulockern. Der Eikern befindet sich zu dieser Zeit in der späten Anaphase. Die Auflockerung beginnt an den Fadenenden (Fig. 44) und in dem Maße, wie sie fortschreitet, findet eine Verkürzung des ganzen Spermafadens statt; die Form wird gedrungener und plumper. Jetzt wird, während der Interkinese, eine spirahge Ver- Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 191 Textfig. 4. dickungsleiste sichtbar (Fig. 45). Die wird dann, wenn die Verkürzung weiterschreitet, immer weniger deuthch und ist auf dem Endstadium, zur Zeit der Metaphase der zweiten Reifeteilung, wenn das Spermato- zoon fast kugelig, ovoid, geworden ist (Fig. 46), nicht mehr erkennbar. Während im Eikern die Anaphase der zweiten Reifeteilung statt- findet, zeigen sich im Spermatozoon die ersten Anzeichen der Auf- hellung des Chromatins. Das ist der Zeitpunkt, wo die überzähligen Spermatozoen zu degenerieren beginnen, denn nach meinen Beobach- tungen, wandelt sich immer nur eines zum männlichen Vorkern um. Gelegentlich, namentlich bei monacJia (Fig. 47 u. 48), auch bei fiüi- ginosa (Fig. 49), beginnt die Aufhellung des Chro- matins schon früher. Un- regelmäßig geformte Be- zirke der spindelförmigen Samenfäden nehmen Hei- denhains Hämatoxylin nicht mehr auf, färben sich mit S. -Fuchsin hellrot und scheinen von einer nahezu homogenen Flüssigkeit er- füllt. Doch gewöhnlich setzen diese Änderungen erst ein, wenn das Sper- matozoon ovoid geworden ist, und zwar verlaufen ge- nau dieselben Vorgänge ungefähr gleichzeitig im männlichen und weil)- lichen Vorkern und in den drei Richtungskörpern. Mit dem Umschlag von der Basichromatizität zum oxychromatischen Zustand geht Hand in Hand eine starke Volumenvergrößerung, wie das die Fig. 50—52 zeigen, die aufeinanderfolgende Stadien der männlichen Vorkerne von dispar wiedergeben. Zu Beginn der Volumenvergrößerung beginnt der weibUche Vorkern aus dem Richtungsplasmabezirk auszuwandern, dem männlichen Vorkern entgegen, der ruhig auf seinem Platze verharrt. In der Textfig. 4 hat der weibliche Pronucleus die Hälfte seines AVeges zurückgelegt. Er besitzt keinen Plasmahof, wie der männUche Vor- kern, ist darum meist sehr schwer auffindbar. Inzwischen ist die Aufhellung der Dottermassen, die vermutlich vom Spermatozoon verursacht wird, weiter fortgeschritten. Die helle Zone, die dadurch entsteht, zeigt bei den untersuchten Schmetterlingsarten Sagittalsclinitt durch das Ei von L. dispar. In der Mitte des Eies eine Plasmainsel. Im Riclitungsplasma die drei Kichtungs- körper. Weibliclier Vorkern auf der Wanderung dem männ- liclien entgegen. Archiv f. Zellforschun^r. XIII. 13 192 J. Seiler spezifische Form und Ausdehnung, sie ist z. B. bei fuliginosa ein- fach trichterförmig, bei Lymantria dagegen pilzförmig (Textfig. 4), wo- bei der Stiel des Pilzes der Miki'opylenregion aufsteht, und der Pilz- hut das Kicentrum überdeckt. Ungefähr da, wo der Pilzstiel in den Hut übergeht, erscheint zu dieser Zeit (oft aber auch ziemlich früher) ein Plasmawisch, ganz ähnlich der »Spermastrahlung ((, nur daß in dem feinkörnigen Plasmahof kein Spermatozoon oder kein Vor- kern zu entdecken ist. Die Herkunft dieser Plasmainsel ist mir un- klar. Von überzähligen Spermatozoen oder apyi'enen Spermatozoen kann sie kaum stammen, denn Henking fand sie auch im unbefruch- teten Ei von Bombyx mori. Über ihre Bedeutung weiß ich ebenso wenig etwas anzugeben. Handelt es sich vielleicht hier um Plasma der Urkeimzelle, das schon früh auftritt, ähnlich wie bei den Cecidomyiden (Kahle [09])? Ungefähr dann (die Vorgänge vollziehen sich innerhalb einer großen Variationsbreite), wenn die Vorkerne vollständig oxychromatisch ge- worden sind (Fig. 52), trifft der weibhche Pronucleus auf den männlichen. Nun beginnen die Prophasen der Kopulation. In den Vorkernen er- scheint ein feines Reticulum, auf dem zerstreut viele kleine Chromatin- körnchen liegen (Fig. 53), die immer mehr und mehr zusammenfUeßen und allmählich sich zu größeren Strängen vereinigen (Fig. 54). Wie schon früher einmal betont wurde, verlaufen in den Richtungskörpern ungefähr zur selben Zeit genau dieselben Veränderungen, wie in den Vorkernen. Das mögen die Fig. 54 und 58 zeigen, die aus demselben Ei stammen. Die Richtungskörper (Fig. 58) kommen infolge ihrer Größen- zunahme nebeneinander zu liegen und füllen fast den ganzen Bezirk des Richtungsplasmas aus . Langsam tauchen in den Vorkernen die Chromosomen auf (Fig. 55); erst sind sie noch lang und unregelmäßig geformt, bald aber verklü'zen sie sich, und wir erhalten die kurz stäbchenförmigen, mit deutlicher Quer- kerbe versehenen Chromosomenformen, die uns von den Reifeteilungen her bekannt sind (Fig. 56). Der Kerninhalt ist inzwischen feinkörnig geworden, und die Größe der Kerne hat in den Prophasen noch wenig zugenommen. Das ist das Stadium, auf das die Kopulation folgen muß, die mir leider fehlt. Wie verläuft die erste Furehungsteilung? Folgt die vielleicht der Querkerbe? Keineswegs ! Es ist eine Längsteilung, denn die alten Chromosomenformen treten wieder in der Prophase der zweiten Furehungsteilung auf, und wieder stellen sie sich mit der Längsachse in die Äquatorialebene ein (Fig. 57). Wie lange diese Querkerbe sichtbar bleibt, weiß ich nicht, sicher ist, daß sie bei dispar und monacJia zur Zeit Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren, 193 der Blastodermbildung verschwunden ist, bei fuliginosa dagegen ist sie auf diesem Stadium noch vorhanden. Für die Reduktionsprobleme wollen wir von den zuletzt geschilderten Vorgängen festhalten, 1. daß die Querkerbe in der Prophase der Kopulation wieder er- scheint, 2. daß die erste, sowie alle späteren Furchungsteilungen Längs- teilungen sind, 3. daß die Querkerbe im Laufe der embryonalen Entwicklung bald früher, bald später verschwindet. Noch interessiert uns das Schicksal der Richtungskörper. Wenn die Vorkerne kopulieren, zeigt sich in den Richtungskörpern eine gleiche Tendenz, nur fehlt che Energie zu einer konsequenten Durchfüluimg. Bald verschmelzen alle ch-ei Richtungskörper, entweder vollständig oder nur teilweise (Fig. 61) und bilden dann meist monströse, verzerrte, oft melirpohge Spindeln (Fig. 60), oder es entsteht ein sogenannter Richtungs- kopulationskern dadurch, daß der zweite Richtungskörper mit dem ersten und seinem Descendenten verschmilzt. In allen Fällen reicht die erlö- schende Lebensenergie nur noch zu einer Teilung aus, dann verklumpt das Chromatin und wird vom Plasma resorbiert. Die geschilderten Ver- hältnisse werden lebhaft erinnert haben an die ganz analogen bei einigen Hymenopteren. Auch hier wird ein Richtungskopulationskern gebildet (Henking 92, Lasius niger; Petruxke witsch Ol, Ayis mellifica; Don- CASTER 06, Blattwespen). Nach PETRUXKEW^TSCH (Ol) sollte er aber im Drohnenei nicht untergehen, sondern die männliche Keimdrüse liefern, wähi'end das Soma vom Eikern alDzuleiten wäre, eine Angabe, die natür- lich von größter theoretischer Bedeutung war. Sie konnte aber nicht bestätigt werden. Nachtsheim (13) wies nach, daß auch hier, überein- stimmend wie im ganzen Tierreich, die Richtungskörper zugrunde gehen. 3. Der zeitliche Verlauf der ersten Entwicklungsvorgänge im Ei. Es kann für* zukünftige Untersuchungen nützlich sein, wenn ich kurz einige Notizen gebe über den zeitÜchen Verlauf der geschilderten Entwicklungsvorgänge. Sie beziehen sich auf L. dispar, treffen aber auch ziemlich genau zu für L. monacJia. Für die übrigen Formen fehlen mir genaue Zeitangaben. Hervorheben will ich noch, daß gleich alte Eier oft etwas verschieden weit sich entwickelt haben, deshalb können die folgenden Zeitangaben nur Mittelwerte bedeuten. 13* 194 J. Seiler Zeit nach der Ei- ablage in Stunden Entwicklungsstadien Entsprechende Abbildungen für den weiblichen Kern i männlichen Kern etwa 1/4 etwa 1/4— V2 1/0-3/4 Prophase und Metaphase Anaphase Übergang zur Interkinese Fig. 1, 16, 17 » 18-32 » 40 Fig. 43 » 44 3/4-1 Interlvinese » 43 . 45 I-IV4 11/4-21/2 etwa 21/2—23/4 Prophase zur zweiten Reifeteilung Metaphase der » » Anaphase und Telophase der zweiten Reifeteilung » 15 » 34 » 35, 39 » 46 » 46 . 50 23/4-31/2 Vorkernbildung und Wanderung des weiblichen Vorkerns Textfig. 3 » 50—55 31/, 4 4"-4V2 Kopulation erste Furchungsteilung — Die zeitlichen Angaben, die Hexkixg für P. hrassicae gilit ([92], S. 210), stimmen mit denjenigen für dispar nicht überein. Die Vorgänge bis zur Befrnchtung vollziehen sich hei Pieris fast doppelt so rasch, wie bei dispar. Daß tatsächlich große Verschiedenheiten im Entwicklungstempo vorkommen, mag auch daraus hervorgehen, daß die Blastodermbildung bei L. dispar 39 Stunden nach der Eiablage beginnt, bei L. monacha 35 Stunden nach der Ablage ; im 25 Stunden alten fuliginosa-Ei dagegen schon die Keimstreifenbildung im vollen Gange ist. 4. Die Entwicklung der unbefruchteten Eier. Systematische Untersuchungen an unbefruchteten Eiern habe ich keine angestellt. Zufällig war unter meinem fuliginosa-Ma.tena.1 ein Teil unbefruchtet. Davon stammen die Beobachtungen. Daß auch im un- befruchteten Ei die Metaphase der ersten Reifeteilung erreicht wird, wird nicht wundernehmen; denn sicher werden die Eier erst unmittelbar vor der Ablage befruchtet; zu dieser Zeit aber ist das Keimbläschen schon auf dem Prophasenstadium. Zur Weiterentwicklung scheint nun bei fuliginosa das Spermatozoon notwendig zu sein. Denn über die Metaphase hinaus kommt das unljefruchtete Ei nach meinen Beobach- tungen nicht. Die Chromosomen beginnen zu zerbröckeln, zu zersplittern ; bald liegt nur noch eine Staubwolke von Chromosomentrümmern vor. Jede weitere Entwicklung wird sistiert. Ganz analoge Mitteilungen gibt Henking (92) über Leucoma Salicis. Doch scheinen die Schmetterlinge in dieser Beziehung sich verschieden zu verhalten. Derselbe Forscher fand bei Bombyx mori vollständig nor- male Richtungskörperbildung. Die darauf folgenden Furchungsteilungen Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 195 zeigen bald pathologische Erscheinungen. Zu einer Larvenausbildung kommt es nicht. Schon früher gab Verson (90) an, daß die Entwicklung im unljefruchteten Ei von Bombijx mori nur bis zur serösen Membran vor sich geht. Platner (88) fand bei L. dispar ebenfalls normale Richtungs- körperbildung. Er schreibt ferner: »Ich habe dieses Objekt gewählt, nach- dem ich in diesem Frühjahr aus den AVintereiern von fünf unl^efruchteten Weibchen zahh-eiche Räupchen gezogen habe, die munter weiter gedeihen. « Nun habe ich aus Gründen, die mit den Geschlechtschi-omosomenfragen zusammenhängen, eine große Zahl (110) von sicher unbefruchteten Weib- chen Eier legen lassen. Die Puppen bezog ich aus verschiedenen Gegenden Deutschlands, da möglicherweise gewisse dispar-B.assen zu partheno- genetischer Entwicklung neigen könnten. Eine vorläufige Visitation ergab, daß eine Entwicklung leider nicht stattfand. Doch wird es sich erst im Frühjahr 1914 zeigen, ob unter den vielen Eiern nicht doch einige wenige sich entwickelt haben, was ich jedoch nicht glaube, i) Die Angaben Platners bezweifle ich und verhalte mich ebenso skeptisch gegenüber den vielen Angaben, die in der Literatur ül^er parthenogenetische Ent- wicklung bei Schmetterlingen existieren. III. Die Geschlechtschromosomenfrage. Wir kennen nun den Verlauf der Reifeteilungen im Ei der Schmetter- linge in allen Einzelheiten. Jetzt können wir der eingangs aufgestellten Frage «ist bei Lepidopteren cytologisch eine Digametie feststellbar?« nachgehen, indem wir die untersuchten Formen einzeln vornehmen und das Verhalten der Chromosomen in der Ovogenese und Spermatogenese prüfen. Zuglei-ch soll das Reduktionsproblem weiter verfolgt werden. Meine ursprüngliche Absicht war, überall Chromosomencyklen auszu- arbeiten, wie wir bis jetzt solche kennen von Phylloxeriden und Aphiden (Morgan, Stevens, Baehr), von Heteropteren (Morrill- Wilson) und von Nematoden {Heterakis: Boveri-Gulick, Angiostomum: Boveri- ScHLEiP, ÄncyracantJius: Mulsow). Das Material war jedoch derart widerspenstig, daß es mir nicht überall vollständig gelang, meine x\bsicht durchzuführen und ich mich schüeßlich damit zufrieden geben mußte, mein Ziel teilweise erreicht zu haben. 1. Literaturüberblick. Da alle Versuche, die bis jetzt angestellt wurden, bei Lepidopteren Geschlechtschromosomen nachzuweisen, resultatlos verhefen, oder noch nicht abgeschlossen sind, mag es genügen, wenn ich nur ganz kurz darüber 1) Anmerkung bei der Korrektur: Es haben sich tatsächhch keine ent-wickelt. 196 J. SeUer referiere. Miss Stevens (06), die eifrige amerikanische Geschlechts- clii'omos Omenforscherin, hat zuerst SchmetterUnge auf Heterochromo- somen untersucht. Sie fand bei Cacoecia und Euvanessa in beiden Sperma- tocytenteihmgen 30 Cliromosomenpaare. Eines davon zeichnet sich durch besondere Größe aus (genau wie in den Spermatocyten von juligiyiosa, vgl. Textfig. 8, S. 223). Eine inäquale Teilung findet nicht statt. Nun glaubte Stevens das große Chromosomenpaar auffassen zu dürfen als Idiochromosomenpaar, vergleichbar den äqualen Idiochromosomen (x- y-Chromosomen), die Wilson (05) bei Nezara fand, und zwar deshalb, weil "in the growth stage there is a two-lobed body (or sometimes two separate spherical bodies) which seems to correspond in size to the larger pair of chromosome in the first spermatocyte«. Und ferner "In safranin- gentian preparations it stains, not like a plasmosome, but red like the heterochromosomes, while the spireme is violet. The staining reaction at least suggests that this equal pair of chromosome, which may be traced thi'ough the synizesis stage, synapsis stage, growth stages and prophases, into the first spermatocyte spindle and on to the second spermatocyte, is an equal pair of heterochromosom." Dazu muß nun gesagt werden, 1., daß wir keine Farbreaktion kennen, die für die Geschlechtschromosomen charakteristisch ist; der "two-lobed body" kann sehr wohl ein gewöhn- licher Nucleolus sein und 2., daß tatsächlich bei allen Schmetterlingen, die schon beschrieben sind, in den Spermatocyten ein Nucleolus vor- handen ist, der aber, wie Federley (13) zeigte, und wie auch ich später nachweisen werde, mit dem »Chromatinnucleolus « Montgomerys nichts zu tun hat. Und endlich 3., daß der Beweis, daß der two-lobed body wirklich übergeht in das große Chromosomenpaar der ersten Reifeteilung, weder erbracht ist, noch überhaupt ein Versuch dazu gemacht wurde. Die SxEVENSSche Vermutung, daß bei Euvanessa und Cacoeeia ein gleiches Idiochromosomenpaar vorhanden sei, ist also nicht im geringsten be- gründet. Miss Stevens' »Beweisführung <( hat leider Schule gemacht. Man höre ein Zitat aus Gross (12), der zwar sonst sehr kritisch an die Ge- schlechtschromosomenhteratur herantritt, aber doch die SchmetterUnge als Formen ausgibt mit »Chromatinnucleolendi), die gelegentlich, wie es seine Geschlechtschromosomenhypothese verlangt, zweiteilig sind. »Der Chromatinnucleolus (der Spermatocyten) ist meist scheinbar ganz ein- 1) Montgomerys Bezeichnung »Chromatinnucleolus« für die in der Wachstums- periode kompakt bleibenden Gesclüechtsclu-omosomen ist recht mighickUch imd kann zu allerlei Begriffsverwirrmigen Anlaß geben. Nach dem Vorschlage Wilsons ver- wenden wir dafür die Bezeichnimg «Chromosomennucleolus«. f Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 197 heitlich; zuweilen läßt schon seine hanteiförmige Gestalt auf Bivalenz schließen, ja bei Cacoecia und Vanessa antiopa kann er nach Stevens (06) sogar in zwei separate Stücke zerfallen. Immer aber ergibt eine Zählung der Chromatinelemente in den Spermatocyten, daß er nicht ein einzelnes Chromosom, sondern ein Paar von solchen vertritt. Hier ist also die Verschmelzung eines Chromosomenpaares zur Bildung des Chromatin- nucleolus wieder über jeden Zweifel erhaben.« Ich wage aber doch, etwas zu zweifeln. Wer hat denn diese Zählungen der Chromatinelemente ausgeführt und auf was für Stadien? Wohl sprechen fast alle Unter- sucher der Spermatogenese der Lepidopteren vom Vorhandensein eines Idiochromosomenpaares, das in der Wachstumsperiode kompakt bleibt und einen »Chromatinnucleolus <( (Montgomery) bildet ; das gilt von den Ai-beiten von Stevexs (06), Dederer (07), Cook (10) und vielleicht auch von denen Doxcasters (11, 12). Aber gerade die entscheidende und beweisende Chromosomenzählung fehlt, oder ist wenig überzeugend, nämlich die Zählung der bivalenten Chromosomenschleifen der Wachs- tumsperiode oder der Prophasenchromosomen, so lange der »Clu'omatin- nucleolus « noch als solcher erkenntlich ist. Einzig Miss Dederer hat die Zählung bei PJiüosamia cynthia ausgeführt und stellt fest, daß ein Chromo- somenpaar weniger vorhegt, als in den Äquatorialplatten, also der Nucleolus übergehen muß in ein bivalentes Äquatorialplattenchromosom. Leider aber hat Dederer versäumt, für diese wichtige Feststellung überzeugendes Beweismaterial in ihren Abbildungen zu geben (vgl. ihre Fig. 22—25, S. 98; in Fig. 23 z. B. wird jedermann 13 Chromosomen finden, nicht 12 !). Da zudem eine genaue Feststellung der Chromosomenzahl in den Pro- phasen äußerst schwierig ist, hat man wohl das Recht, diesen einzigen Fall, auf den Gross sich berufen kann, zu bezweifeln. In allen übrigen Ai'beiten liegt kein Versuch eines Beweises vor. Oder durch w^as für Zählungen soll denn über jeden Zweifel erhaben festgestellt worden sein, daß der Xucleolus der Spermatocyten nicht ein einzehies Chromosom, sondern ein Paar von solchen vertritt? — Ob Doncaster den Nucleolus der Spermatocyten von Pieris und Äbraxas als Chromosomennucleolus ansieht, ist mir nicht klar. Er schreibt: "the chromatinnucleolus is also similar to that of the oocyte at the corresponding stage" ; vom Ovocyten- nucleolus aber gibt er an, daß er in den in Rede stehenden Stadien über- geht in ein gleiches Idiochromosomenpaar. — Da Doncasters Unter- suchung sich auch auf die Spermatogenese und Ovogenese der durch die Ivreuzungsexperimente so berühmt gewordenen Äbraxas grossulariata und die Varietät lacticolor sich erstreckt, müssen wir darauf etwas genauer eingehen. Die Resultate sind kurz folgende: "the Jacticolor male does 198 J. Seiler not differ recognisably from the grossulariata male in its chromosome gronp, the spermatocyte number being 28 in each" (12, S. 195) uiul: "it may be concluded with confidence that the chromosome numlier in the lacticolor female is not different from that in the grossulariata female (12, S. 198) ; beim grossulariataAYeibchen ist sie 56, also gleich wie beim Männchen. Auch ergeben sich keine Beweise für die Anwesenheit eines Idiochromosomenpaares. In unverständlichem Gegensatz dazu stehen die folgenden Fest- stellungen DoNCASTERs: Die Eireifung beginnt damit, daß "the nuclei begin to enlarge and pass through a synizesis stage closely similar to that of Pieris, except that the nucleolus is less conspicuous and is some- times difficult to find" (S. 196). Von jetzt an wachsen die Kerne stark, schließlich kommt ein Stadium, wo "the nucleus contains about 27 pairs of Short, thick chromosomes, and an additional larger pair apparently derived from the clu'omatin-nucleolus" (S. 196). Ovocyten mit solchen Kernen ergeben nach Doncaster wahrscheinlich nutritive Zellen. Die eigentUchen Ovocyten sind größer und "contain a very large nucleolus and interlaced chromatin threads, which have not contracted into short loops. Their number is difficult to count, but appears to be the haploid number (27) rather than the diploid (54)" (Seite 197). Aber die haploide Chromosomenzahl ist doch 28, die diploide 56 ! Wie kommt Doncaster plötzlich dazu, entgegen seinen früheren Angaben, als diploide Chromo- somenzahl 54 aufzustellen? Aus dem Wortlaut des vorletzten Zitates kann man die Antwort erraten. Übrigens gibt sie Doncaster etwas später selbst klar: "In the early stages of the meiotic phase two of these (Ovogonienchi'omosomen) give rise to a double chromatinnucleolus, and the remainder undergo synizesis" (S. 197). Woher weiß das Doncaster? wahrscheinlich daher, weil auf einem früheren Stadium in den nutritiven Zellen "about 27" Chromosomenpaare auftreten und in den wahren Ovocyten eher 27 als 54 ! Man merkt, es ist dasselbe Kartengebäude, zu dem Stevens den Grund gelegt hat. Damit keine Mißverständnisse entstehen: selbstverständlich will ich nicht sagen, daß die Ovocyten von Äbraxas keinen Chromosomennucleolus (= Chromatinnucleolus, Mont- gomery) hätten, oder gar allgemein daran zweifeln, daß gewisse Chromo- somen in der Wachstumsperiode kompakt bleiben können. Man braucht sich nur etwa die vortrefflichen und lückenlosen Abbildungen, die Wilson in seiner Oncopeltus-Aiheit (12) gibt, darauf hin anzusehen, so ist man überzeugt. Was ich betonen wollte, ist nur das, daß nicht jeder Nucleolus ein Chromosomennucleolus ist, und daß man immer die Pflicht hat, den Beweis dafür zu erbringen, wenn man einen Nucleolus als Chromosomen- Das Verhalten der Geschlechtschromosomeii bei Lepidopteren. 199 nucleolus ausgibt. Und weil dieser Beweis in vielen Geschlechts- chromosomenarbeiten nicht erbracht ist, ist es Zeit, daß man darnach fordert. Sollte nun die Behauptung Doncasters, daß die Ovocyten einen Chromosomennucleolus besitzen, stimmen, so dürfte nach unsern heutigen Kenntnissen gefolgert werden, daß Ahraxas im weibhchen Geschlecht ent- weder Heterochromosomen, oder Idiochromosomen, oder Mila-ochromo- somen, oder "überzählige Chromosomen" (Wilson 09, Stevens 08) besitzt. Andre Chromosomen bleiben während der Wachstumsperiode nicht kompakt. Ein Heterochromosom aber kann nicht vorliegen, da die Chromosomenzahl in beiden Geschlechtern dieselbe ist; Idiochromo- somen kommen nach Doncasters eigner Aussage nicht in Betracht, weil die Hälften des »Chromatinnucleolus « keine konstanten Größen- unterschiede aufweisen; m-Chromosomen können es wegen der Größe nicht sein und »überzähhge « wegen der konstanten Chromosomenzahl nicht ! Was denn? Da Doncasters Mitteilungen über Pieris genau dieselben Unklarheiten und Widersprüche enthalten, gehe ich nicht darauf ein. In einer neuesten Publikation über Äbraxas teilt Doncaster (Juni 13) mit, daß "it appears probable that all the females oi a unisexual family have 55 chromosomes instead of 56", und verspricht die Reifeteilungen der Eier solcher Formen zu untersuchen. Man wird mit Spannung dem Resultat entgegensehen. In einer vorläufigen Mitteilung berichtet Miss Dederer (12) über Reifeteilungen im Ei von Philosamia cynthia, deren Spermatogenese sie früher (07) studiert hatte. In Ovogonien und Spermatogonien sind 26 Chro- mosomen vorhanden, in beiden Reifeteilungen im Ei 13. Bei der Fusion der Vorkerne sind, unmittelbar bevor die Nuclearmembran verschwindet, im männüchen und weiblichen Pronucleus 13 Chromosomen zu zählen. Ein sichtbarer Dimorphismus existiert also auch im weiblichen Ge- schlecht nicht. Zum Schluß erwähnt Dederer, daß bei Pli. cynthia nichts gegen die Annahme eines gleichen Idiochromosomenpaares im männlichen Geschlecht spreche, also der Nezara-Typus vorliege. Außer den erwähnten neueren Arbeiten über Spermatogenese und Ovogenese bei Schmetterlingen existiert noch die von GrIInberg (03), die von Munson (07) und die äußerst interessante und ergebnisreiche Pygaem-Aiheit von Federley (13). AUe ckei berichten weder von He- terochromosomen noch Idiochromosomen. 200 J. Seiler Aus diesem kritischen Überblick auf die bis jetzt erschienene Literatur über mein Thema ergibt sich, daß für die Lepidopteren die Geschlechts- chromosomenfrage vollständig ungelöst ist. Bevor ich meine eigenen Be- funde mitteile, sei die Bemerkung gemacht, daß es nicht meine Absicht war, Jagd nach Geschlechtschromosomen bei SchmetterHngen zu ver- anstalten. Ich nahm mir von vornherein vor, einige wenige Formen (die Rücksicht, die mich bei ihrer Auswahl leitete, habe ich schon betont) genau zu untersuchen, unbekümmert um das Endresultat. Leser, die von mir den Nachweis von möglichst vielen Geschlechtschromosomen erwarten, werden deshalb eine Täuschung erleben. 2. Phragmatobia fuliginosa. a) Reifeteilungen im Ei. Die Äcpiatorialplatte der ersten Reifeteilung zeigt bei fuliginosa 28 Chromosomen. Gut getroffene Platten sind schematisch klar; über die Chromosomenzahl kann man sich kaum täuschen, denn weit und breit liegen keine Dotterkugeln, die zu L'rtümern Veranlassung geben könnten, im Richtungsplasma (Fig. 2). Liegen dami und wann doch vereinzelte Dotterschollen in der Nähe der Spindel, so sind sie meist größer als die Chromosomen, zudem rund, in gut chfferenzierten und gut fixierten Präparaten größtenteils plasmatisch gefärbt, also immer leicht erkennbar. Betrachten wir die Chromosomenplatte, so springt sofort in die Augen ein unverhältnismäßig großes, lang stäbchenförmiges Chro- mosom. In Textfig. 5 a, S. 202, liegt es in der Mitte der Platte, ist wohl ungefähr viermal so groß wie eines der gewöhnlichen Chromosomen und zeigt meist eine schwache Segmentierung, l)ald mehr, bald weniger deut- lich. Es scheint aus vier Teilstücken zu l)estehen. Die Lage dieses großen Chromosoms, dem wir in Zukunft besondere Aufmerksamkeit schenken wollen, wechselt; mit Vorliebe liegt es peripher. Die Größen- unterschiede zwischen den übrigen Chromosomen, die kurz stäbchen- förmig oder bisquitförmig sind, sind in der Metaphase nicht sehr prägnant; erst nach der Elimination fallen sie in die Augen. Nun interessiert uns das Resultat der ersten Reifeteilung. Text- fig. bh, c gibt zwei zusammengehörige Tochterplatten kurz nach der voll- endeten Elimination wieder. Die eine Platte (h) ist aus zwei Schnitten kombiniert. Ich gebe hier, wie in allen analogen Fällen, die Grenzen der Schnitthälften durch eine punktierte Linie an. Die Chromosomen sind, mit einer Ausnahme, in allen meinen Chromosomcnbiklern in der normalen Lage gezeichnet. Vergleicht man nun die beiden Tochter- Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lei)idoi)teren. 201 platten, so fällt auf den ersten Blick auf, daß die beiden großen Chromo- somen verschieden sind. Dasjenige der inneren Platte h, die später den weiblichen Pronucleus liefert, hat ungefähr die Form und Größe, wie wir sie von diesem auffälligen Cliromosom von der Äquatorialplatte a her kennen. Der Partner aber in der Platte c, die nach außen liegt, also den ersten Eichtungskörper liefern wird, ist sichtlich kürzer und plumper. Aber weiter: zählen wir die Chromosomen der Platte h, so finden wir, wie wir erwarten, 28 Chromosomen. Zu unsrer Verblüffung dagegen weist die andre Polplatte 29 Chromosomen auf. Wie kommt das? Ursprüng- lich waren doch nur 28 vorhanden ! Es ist möglich herauszufinden, wo das überzählige Chromosom 29 liegt, denn in Form, Größe und Lage gleichen sich die Chromosomen der beiden Tochterplatten so genau, daß es nicht schwer fällt, die homologen Clu-omosomenpaare herauszufinden. Das gehngt um so leichter, als jetzt nach der Elimination viel deutlicher als in der Äquatorialplatte Größenverschiedenheiten sich zeigen. So werden die kleinen Chromosomen 6, 7 der Platte h (&i) leicht in der Platte c (ci) auffindbar sein. Dasselbe gilt von den ebenfalls kleinen Cliromosomen 23—27. Weniger leicht gelingt die Identifizierung bei den übrigen Chromosomen, da alle mehr oder minder gleich groß sind. Doch geben die gegenseitigen Lagenbeziehungen genug Anhaltspunkte in die Hand, alle 28 Chromosomen der Platte h in der Tochterpiatte c wiederzu- finden. Dabei bleibt hier als überzähhges Chromosom dasjenige, das über dem großen, plumpen Chromosom liegt. Damit ist die Herkunft des Chromosoms 29 klar; es ist von 28 abgesprengt worden, und zwar muß das in der frühesten Anaphase geschehen, da mir keine Tochter- platte zu Gesicht gekommen ist, wo die Clu-omosomen 28 gleich groß waren. Zum Glück ist die entscheidende Tochterplatte, die 29 Chromo- somen enthält, nicht zerschnitten, liegt mitten in der Dicke des Schnittes und ist schematisch klar. Durchmustern wir vorerst alle Anaphasenbilder der Textfig. 5 darauf hin, ob sie die mitgeteilten Beobachtungen bestätigen. Besonders glück- lich getroffen sind die Tochterplatten d und e. Jede liegt in einem beson- deren Schnitt und zwischen ihnen, wieder auf einem besonderen Schnitt, ist die Eliminationsplatte, die ungefähr dasselbe Bild aufweist, wie eine Tochterplatte. Li der Tat zeigt es sich auch hier auf den ersten Bhck, daß die beiden Chromosomen 28 nicht gleich groß sind. Das in der äußeren Tochterplatte e ist bedeutend kürzer, als der Partner in der inneren Platte d. Wieder besitzt diese, analog wie im ersten Beispiel, 28 Chromosomen, die andre 29. Die zusammengehörigen Chromosomen- paare sind, weil während der vorrückenden Anaphase keine Verlagerung 202 J. Seiler stattfand, leicht identifizierbar; so leicht, daß es überflüssig gewesen wäre, sie zu numerieren, wie in hi und Cj. Suchen wir das Chromosom 29 auf. Links von der Mitte der großen Chromosomen 28 hegen in d und e Textfig. 6. • ••,♦ •^f.» ^®cg)@@@ «®^®|© .*•%• •#%^ ^"^ - "^? .0^"^ ^-«W ^ * .•• :^ ^ Phragmatohia fuliginosa. a, Äquatorialplatte der ersten Keifeteilung im Ei. hc, Tocliterplatten der ersten Keifeteilung. (6 aus zwei Schnitten kombiniert, Tvas immer durch eine punktierte Linie an- gegeben wird.) 61 ci, dieselben Tochterplatten, homologe Chromosomen mit gleichen Nummern versehen. de, fg, hi weitere Toehterplatten, immer gleich orientiert. (Bei /( und i sind beide Platten zerschnitten.) Vergr. 4080. Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 203 in einer Keihe drei kleine Clu'omosomen, darüber ein paar von größeren Chromosomen und über diesen in der Platte d in der Fortsetzung vom Chromosom 28 ein einzehies, in e dagegen zwei, wovon das innere das Chromosom 29 sein muß. Beginnt man von einem andern Punkt der Chi'omosomenplatte aus, sich zu orientieren, so kommt man immer wieder zum selben Resultat. Also auch hier wieder verrät das Chromosom 29 an seiner Lage seine Herkunft. Es ist von 28 abgesprengt. Im Gegensatz zu den beiden erwähnten Beispielen besitzen in den beiden folgenden die inneren Platten, und somit später die weiblichen Pronuclei, 29 Chromosomen, die ersten Richtungskörper dagegen nur 28. Von den zusammengehörigen Platten / und g hat / 28 und g, die innere Platte, 29 Chromosomen. Hier klebt das Chromosom 29 noch schwach mit chromatischer Brücke an 28. Das Partnerchi'omosom in / ist in diesem Fall auffälÜg kurz, was aber sicher daher rührt, daß das Messer, das hart an ihm vorbeigeschnitten hat, ein Stück mitgerissen hat. Auch ist es im Präparat sichtlich etwas aus seiner normalen Lage herausge- zogen nach rechts und von mir beim Zeichnen willkürlich mutmaßlich an seinen richtigen Platz zurückversetzt worden. Die beiden folgenden Tochterplatten h und i sind weniger übersichthch, weil beide mitten entzwei geschnitten sind. Aber das, worauf es ankommt, ist klar zu erkennen: die eine Platte besitzt ein langes Chi"omosom 28, die andi'e, auch hier ist es die innere, hat ein kürzeres. Da die Lagenverhältnisse in beiden Platten in ihren rechten, unteren Ecken sicher ungestört sind, gelingt es auch hier leicht, das Chromosom 29 zu ermittehi. Es hegt unter dem Chromosom 28 der Platte i. Es kann kein Zweifel mehr darüber existieren, daß juliginosa im weiblichen Geschlecht Geschlechtschromosomen besitzt, denn es zeigte sich ein konstanter Unterschied z\\ischen den Tochterplatten der ersten Reifeteilung. Die eine erhält 28 Chromosomen, die andre 29, weil in ihr das große, für juliginosa so charakteristische Chromosom zu Be- ginn der Anaphase in zwei Stücke zerfällt. Eine inäquale Teilung der übrigen Chromosomen findet nicht statt. Bezeichnen wir vorläufig das große Chromosom 28 als x-Chromosom, seine beiden Partner als y-Chromo- somen. Der konstante Größenunterschied zwischen dem x-Chromosom und dem größeren y-Chromosom erleichtert den Nachweis der Geschlechts- chromosomen bei juliginosa wesenthch. Alle Anaphasenbilder, in denen die Längsachsen der x- und y-Chromosomen in der Schnittebene liegen, sind beweisend. Über ihre Größenverhältnisse soll die Textfig. 6 orientieren. Die zusammengehörigen x- und y-Chromosomen sind nach den vorrückenden Phasen der Reifeteilung geordnet; die in 1—15 sind 204 J. Seiler frühen bis späten Anaphasen entnommen. Das Chromosom 29, das kleinere y-Chromosom, ist nur dann eingezeiclmet, ^Yenn es als solches identifiziert werden konnte. Die Volumenschwankungen der Chromo- somen zwischen Anaphase und Metaphase der zweiten Reifeteilung, auf die ich früher schon aufmerksam gemacht habe, kommen namentUch an Textfig. 6. \) O et M O ^ ^ 7 ^S ^ 10 \l II II •m • ^0 i Phragmatohia fuUginosa. ah zusainmengeliörige Äqnatorialplatten der zweiten Reifeteilung, a äußere Platte, h innere, c Äquatorialplatte der zweiten Reifeteilnng mit 29 Cbromosomen. de Anaphasen der zweiten Reifeteilung aus demselben Ei; d die des Richtungskörpers, e innere Spindel. Vergr. 4080. Segmente (5, 8, 12, 16, 17, 20, 21, 23, 25), das größere y-Chromosom ist nur selten und undeutlich segmentiert. Als äußerst sinnfälliges Kennzeichen der Geschlechtschromosomen während der Reifeteilungen gilt, daß sie gesondert an die Spindelpole wandern, entweder den Autosomen voran oder hintendrein. Das trifft vorzugsweise für die Reifeteilung zu, die die ungleichen x- und y-Chromo- somen trennt, oder in der das Univalente x ungeteilt einem Pol zustrebt. Doch ist das Merkmal durchaus nicht durchgängig. Gerade auch für fuUginosa trifft es nicht zu. Für die frühe Anaphase war ja das zum vornherein zu erwarten, wegen des Eliminationsprozesses. Aber auch 206 J- S^'üer in der späten Anaphase der ersten Reifeteilung ebenso, das kann vor- greifend gesagt werden, in der Interkinese und zweiten Reifeteilung rücken alle Chromosomen miteinander vor. In sonderbarem Gegensatz dazu steht das Verhalten der Geschlechtschromosomen in den Reife- teilungen im monogameten Geschlecht, wie wir erfahren werden. In der Interkinese findet bei fuliginosa, wie ich früher ausgeführt habe, eine paarweise Chromosomenbindung, eine sogenannte Chromosomen- koppelung statt, die vor der Metaphase der zweiten Reifeteilung wieder rückgängig gemacht wird. Es wird von Interesse sein zu erfahren, wie die y-Chromosomen sich verhalten, ob sie sich wieder voneinander trennen, wenn sie überhaupt gebunden waren, was ich annehme, aber nicht mit unzweideutigen Abljildungen beweisen kann. Die Textfig. 7 zeigt in a und b zwei zusammengehörige Äquatorialplatten der zweiten Reifeteilung, a ist die des ersten Richtungskörpers, h die, welche den weibhchen Pro- nucleus liefert. Hier sind in der Tat die y-Chromosomen getrennt zu er- kennen, und die Zahl der Chromosomen ist 29. Werfen wir einen Blick auf die Lagenverhältnisse der Autosomen, so erkennen wir, daß trotz der weiten Wanderung der einen Spindelhälfte durch die Dotterregionen gegen das Eicentrum zu, und trotz der Chromosomenkoppelung auch jetzt noch in beiden Platten ziemUch übereinstimmende Lagenbeziehungen zwischen den einzelnen Chromosomen vorhanden sind. Das gibt uns die Mittel in die Hand, das kleine y-Chromosom aufzufinden. Es liegt höchst- wahrscheinlich unter dem größeren y-Chromosom. Genau gleich verhalten sich die y-Chromosomen, wenn sie in die Äquatorialplatte des ersten Richtungskörpers zu liegen kommen. Auch hier sind sie getrennt (Textfig. 7 c), und die Gesamtzahl der Chromosomen ist somit 29. Über die Größenunterschiede zwischen x- und y-Chromo- somen in der Prophase und Metaphase der zweiten Reifeteilung kann man sich in der Textfig. 6 (16—25) orientieren. Am auffälhgsten sind sie in der Metaphase (21—25). Hier will es oft scheinen, als ob die beiden y-Chromosomen zusammen kleiner wären, wie das x-Chromosom. Die zweite Reifeteilung teilt die Geschlechtschromosomen, wie nicht anders zu erwarten ist, äqual. Sie ist eine Längsteilung genau wie bei den Autosomen. Textfig. 7 zeigt aus demselben Ei die Anaphase im Richtungskörper (d) und im weibhchen Pronucleus (e). Der Richtungs- körper besitzt in diesem Fall die y-Chromosomen; das größere davon hat sich eben geteilt, während in der inneren Spindel die viel längeren Hälften des x-Chromosoms schon ein bedeutendes Stück auseinander- gerückt sind. Aus dieser Teilung wird ein weibUcher Vorkern mit 28 Chro- mosomen resultieren. Ebenso oft aber, wie er 28 Chi-omosomen erhält, Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 207 bekommt er 29, und damit die Hälfte der Eier das x-Chromosom, die andre die v-Chromosomen, Im Prinzip verhalten sich die Geschlechtschromosomen während der Reifeteilung also vollkommen übereinstimmend, gleichgültig 0I3 das männliche oder das weibliche Geschlecht das digamete ist. Es wird unsre Aufgabe sein zu prüfen, ob dieser Satz auch zutrifft für das Ver- halten während der Synapsis und Wachstumsperioden. b) Das Verhalten der Chromosomen während der Ovogenese. Das Verhalten der Geschlechtschromosomen von fuliginosa während der Ovogenese wird vermutlich dem der Spermatogenese der Formen, wo das männliche Geschlecht digamet ist, gleichen. Die Verhältnisse während der Reifeteilung legen diesen Schluß nahe. Man könnte versucht sein, vorauszusagen, was in der Ovogenese zu erwarten ist. Über- bUcken wir jedoch die Geschlechtschromosomenliteratur, so erkennen wir bald, daß es schwer hält, allgemein gültige Merkmale für das Verhalten der Geschlechtschromosomen im monogameten Geschlecht herauszuarbei- ten. Außer dem einen Merkmal, daß eine Reifeteilung in bezug auf die Geschlechtschromosomen inaequal ist, gibt es wohl kein zweites mehr, das überall zutrifft. Denn bald können die Geschlechtschromosomen schon in den Spermatogonien von den Autosomen unterschieden werden, und ihr Sonderverhalten wird von da an durch die Wachstumsperiode immer prägnanter (»progressive Heteropycnose « Brunelli 10), bald sind sie erst etwa vom Synizesisstadium an durch ihr vorzeitiges Kom- paktwerden erkennbar, oder sie erscheinen erst im Diplotänstadium, oder noch später, in der zweiten Phase der Wachstumsperiode, oder in den Prophasen kurz bevor auch die Autosomen kompakt werden, oder endlich, sie unterscheiden sich vor den Reifeteilungen überhaupt nicht von den Autosomen. Auch ist das Verhalten bei ein und derselben Form oft variabel. Welches das Verhalten der Geschlechtschromosomen von fuli- ginosa in der Ovogenese sei, ist also nicht vorauszusehen. Die topographischen Verhältnisse im Ovar sind sehr übersichtlich. Die vier Eischläuche, die anfangs gerade sind, später sich in Windungen legen, zeigen schon bei bald erwachsenen Raupen aufeinanderfolgend die bekannten Bezirke: 1. die Keimzone, 2. die Synapsiszone, 3. die Diffe- renzierungszone und 4. die Wachstumszone. Die Ovogonien der Kym- zone besitzen eine wechselnde Zahl von Nucleolen, meist sind zwei bald aber auch nur einer, oft mehr als zwei vorhanden. Die wechselnde Zahl und die verschiedene Größe und Form der Nucleolen schließen zum vorn- herein den Gedanken aus, daß wir es hier mit kompakten Geschlechts- Ärchiv f. Zellforschung. XUL 14 208 J. Seiler Chromosomen zu tun haben könnten. Sowohl in den Ruhestadien als während der Teilungen sind keine Unterschiede zwischen den Autosomen und den Geschlechtschromosomen erkennbar. Leider besitze ich keine einwandfreie Äquatorialplatte, die zu einem Zählen der Chromosomen hätte verwendet werden können. Die Synapsiszone beginnt mit der Synizesis (McClungi), dem Knäuelstadium, dessen Spirem bei guter Fixierung den größten Teil des Kernraumes ausfüllt, aber doch immer die Tendenz zeigt, sich am einen Kernpol zu häufen (Fig. 62). Ob der Synizesis noch ein Leptotänstadium vorausgeht, konnte ich nicht entscheiden; ich halte es für sehr wahr- scheinlich, lasse aber die Frage unentschieden. Für die jungen Ovocyten, die an Größe von den Ovogonien noch wenig verschieden sind, ist charak- teristisch, daß sie immer nur einen großen Nucleolus besitzen, der durch alle die folgenden Stadien persistiert und durch sein färberisches Ver- halten leicht in die Augen fällt. Während die Chromosomenschleifen das Eisenhämatoxylin nicht, oder nur wenig aufnehmen, färbt er sich tiefschwarz. Seine Form ist recht variabel; meist erhält man den Ein- druck, als wäre er zusammengesetzt aus mehreren kleinen Chromatin- nucleolen, die ein gemeinsames, achromatisches Plasmosom fast ganz erfüllen. Gelegentlich auch ist er deutlich zweiteilig. Über seine Her- kunft kann ich nichts Bestimmtes aussagen. Unsre Aufmerksamkeit wird sich nun hauptsächlich darauf konzentrieren, zu erfahren, ob wir es hier mit einem Chromosomennucleolus zu tun haben, wie ein solcher für die Ovocyten von Pieris und Äbraxas von Doncaster (12) unter dem Namen »Chromatinnucleolus « beschrieben wurde. Vorläufig müssen wir fest- stellen, daß die Diagnose, die Doncaster für seinen Nucleolus gibt, im großen und ganzen auch zutrifft für den Ovocytennucleolus von fuli- ginosa, nur daß hier die Zweiteiligkeit nie sehr ausgeprägt ist. Man kann die Vernnitung nicht unterdrücken, daß in lieiden Fällen dieselbe Ai*t von Nucleolus vorliegt. Was für Vorgänge vollziehen sich während der Synizesis? Es ist unmöglich, sich darüber eine Vorstellung zu bilden, denn der Knäuel zeigt einen undurchdringlichen Wirrwarr von Fäden, die Zahl derselben ist sehr groß und die Elemente äußerst klein. Ein kontinuierliches Spirem liegt sehr wahrscheinnch nicht vor, denn in der lichten Kenihälfte sind immer freie Fadenenden zu erkennen (Fig. 62). 1) Ich folge in der Terminologie fast durchwegs den Vorschlägen des amerika- nischen Cytologen Wilson. In seiner Oncopelhis-Aiheit (Studies VIII, 12) findet man die Umschreibung und Abgrenzmig der benutzten Begriffe. Das Verhalten der Gesehlechtsclironiosomen bei Lepidopteren. 209 Das nun folgende Stadium, das Pachytän, klärt darüber auf, was während der Synizesis sich vollzogen hat. Während der Knäuel sich lockert, die Fäden auseinanderweichen, fällt im Vergleich mit dem vor- hergehenden Stadium zuerst die geringe Zahl der Chromosomenschleifen auf. Trotzdem ein genaues Zählen noch nicht mögUch ist, kann man darüber keinen Augenblick zweifeln, daß die haploide Zahl vorhanden ist. Während der Synizesis muß also die Pseudoreduktion stattfinden und die Pachytänschleifen müssen bivalent sein. Ihre Zweiteiligkeit erkennt man auf diesem Stadium allerdings nur sehr schwer, und von allen Vorgängen, die sich abgespielt haben mögen, kann nur so viel ermittelt werden, daß vom Synizesisstadium an dickere Chromosomenschleifen auftreten, bis schließlich im vollendeten Pachytän alle Schleifen ungefähr doppelt so dick sind als die des Spirems. Übergänge in der Dicke der Schleifen zwischen beiden Extremen aber gibt es nicht. Die Pachytänschleifen tauchen gleichsam unvermittelt auf. Sie sind viel chromatischer als die der Synizesis. Eine Orientierung zu einem Bukett findet nicht statt. Das Pachytän ist nur von kurzer Dauer. Ihm folgt l)ald das Diplotän. Der Kern hat inzwischen an Größe bedeutend zugenommen, ebenso der Kucleolus, der jetzt seine zusammengesetzte isatur viel deutlicher zeigt, als früher. Die Chromosomenschleifen liegen unmittelbar unter der Kern- membran, färben sich ganz plasmatisch und sind ungefähr von der Länge der S-förmigen Schleife der Fig. 63, die ein späteres Stadium darstellt. Sie bestehen aus paarweise hintereinandergereihten und verklebten Chro- momeren (Vejdovsky ), die in eine feine Haarspitze auslaufen, und zwischen denen nur sehr deuthch ein schmaler Trennungsspalt wahrnehmbar ist. Es will scheinen, als ob er nicht kontinuierlich, sondern sehr oft unter- brochen wäre, so daß die Vorstellung erweckt wird, als lägen zwei spiralig umwundene Fäden vor, nicht zwei parallel aneinander gelagerte. Da die Verhältnisse jedoch sehr klein sind, wage ich vorläufig keine Ent- scheidung. Der Trennungsspalt lileibt durch das ganze Diplotän, das sehr lange dauert und einen großen Bezirk im Eischlauch in Anspruch nimmt, unverändert. Zu Beginn der Differenzierungsperiode sehen wir nun die vorhandenen Ovocyten zwei verschiedene Entmcklungswege einschlagen. Weitaus die größere Zahl wird zu Nährzellen, die übrigen ergeben die eigentlichen Eizellen. Die Ursachen, die bestimmend sind für die verschiedene Ent- wicklung, sind mir vollständig unbekannt. Da keine Unterschiede zwi- schen den Ovocyten erkennbar sind, so ist die Vermutung nicht sehr wahrscheinlich, daß, ähnlich wie bei den Dytisciden (Giardina Olj GüNTHERT 10), in den Ovogonien Differentialmitosen vorkommen. Es 14* 210 J. Seiler wären spezielle Untersuchungen notwendig und wünschenswert, um diese interessanten Fragen zu lösen. Die ersten Unterschiede zwischen den wahren Ovocyten und den jN^ährzellen zeigen sich darin, daß in den letzteren die DiplotänschleüY^n sich verkürzen (Fig. 63j, während sie in den Eizellen auf dem alten Stadium verharren. Mit der Verkürzung der Schleifen geht Hand in Hand eine stärkere Aufnahme von Eisenhämatoxy- lin. Zudem Avird der alte Längsspalt deutlicher und allmähÜch sicher kontinuierlich. Hatten in der Synizesis homologe Chromosomen sich spirahg umwunden, was ich, wie schon betont, nicht mit Bestimmtheit angeben kann, so muß wohl dieser Prozeß beim Kompaktwerden wieder rückgängig gemacht werden. Oder man ist zur Annahme gezwungen, daß eine Neukonstituierung der Chromosomenschleifen stattfindet. Schon im Diplotänstadium fiel auf, daß eine Doppelschleife be- deutend länger ist als die übrigen. Am deutlichsten zeigt sich das jetzt in den Nährzellen. Sie ist ungefähr drei- bis viermal länger als die ge- wöhnlichen und ist in Fig. 63 S-förmig. Es kann keinem Zweifel unter- liegen, daß hier die Geschlechtschromosomen vorliegen. Wir dürfen an- nehmen, daß diese, genau wie die Autosomen, sich während der Synizesis gepaart und weiterhin dieselben Veränderungen durchgemacht haben, wie die Autosomen. Eine Verschiedenheit zwischen den beiden Hälften der bivalenten Geschlechtschromosomenschleife ist nicht zu erkennen. Neben den sich verkürzenden Chromosomenschleifen zeigen die Nährzellen den alten Nucleolus (Fig. 63), den wir lückenlos verfolgen konnten von der Synizesis an bis hierher. Die Frage nach der Natur des Nucleolus, von der wir ausgegangen sind, ist nun gelöst. Der Nucleolus der Nährzellen und Ovocyten von fuliginosa hat mit den Geschlechtschromosomen nichts zu tun. Erinnern wir uns der sonderbaren Behauptung Doncasters über den Nucleolus der Nährzellen von Pieris und Äbraxas, so können wir noch nachsehen, ob er bei fuliginosa vielleicht ein Autosomenpaar liefert, trotzdem ja alle unsre Kenntnisse gegen eine solche Annahme sprechen. Und tatsächlich trifft sie auch keineswegs zu. Das geht schon aus seiner Größe und unregelmäßigen Gestalt hervor. Zudem ist er noch vorhanden, wenn die Autosomen und Geschlechtschromosomen schon alle kompakt sind und löst sich erst mit diesen endgültig auf, wenn die Funktion der Nährzelle beginnt. Der Nucleolus der Nähr- zellen im Ovar von fuliginosa ist also ein gewöhnlicher Chromatinnucleolus. Ob er eine Rolle spielt bei der Bildung der Chromosomen, ist mir unklar. In der Großzahl der Fälle färbt er sich noch lange intensiv schwarz, wenn schon alle Chromosomen kompakt sind. Seltener ist von ihm (im selben Präparat!) zu dieser Zeit nur das Plasmosom übrig. Dazwischen Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 211 existieren alle Übergänge. Auffällig ist, daß häufig viele Chromosomen am Nucleolus angeheftet sind (Fig. 63). Aus diesen Beobachtungen dürfte so viel sicher hervorgehen, daß, wenn er überhaupt beiträgt zur Bildung der Chromosomen, er dabei sich nicht aufzehrt. Am wahr- scheinlichsten scheint mir, daß er dabei überhaupt keine Kolle spielt. Die Beobachtungen in den