^ ^■^ ARCHIV FÜR ZELLFORSCHUNG HERAUSGEGEBEN VON PROF. DR. RICHARD GOLDSCHMIDT 2. DIREKTOR DES KAISER- WILHELM-INSTITUTS FÜR BIOLOGIE IN BERLIN-DAHLEM « SECHZEHNTER BAND MIT 75 TEXTFIGUREN UND 26 TAFELN LEIPZIG VERLAG VON WILHELM ENGELMANN \922 ^£VV VORK üardbm Inhalt des sechzehnten Bandes Erstes Heft Ausgegeben am 25. Oktober 1921 Seite W. J. Schmidt, Über den Nachweis der Epidermis -Tonofibrillen (bei Emyda granosa) im polarisierten Licht. Mit 4 Abbildungen auf Tafel I u. II 1 J. Seiler, Geschlechtschromosomen -Untersuchungen an Psychiden. II, Die Chromosomenzyklen von Fumea casta und Talaeporia tubu- losa. „Non- Disjunction" der Geschlechtschromosomen. Mit 4 Figuren im Text und Tafel III 19 Hildegard Lutz, Physiologische und morphologische Deutung der im Protoplasma der Drüsenzellen außerhalb des Kernes vorkommen- den Strukturen. Mit 4 Figuren im Text und Tafel IV u. V . . . 47 J. Gelei, Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoelum lacteum. II. Die Längskonjugation der Chromosomen. Mit 7 Figuren im Text und Tafel VI— XI 88 Referate: Nachtsheim, Hans, Zytologische und experimentelle Unter- suchungen über die Geschlechtsbestimmung bei Dinophilus apatris. (J. Seiler) 170 Zweites Heft Ausgegeben am 7. März 1922 J.Seiler, Geschlechtschromosomen -Untersuchungen an Psychiden. III. Chromosomenkoppelungen bei Solenobia pineti, Z. Eine zyto- logische Basis für die Faktorenaustausch -Hypothese. Mit 7 Fi- guren im Text, Tafel XII und 12 Tabellen 171 Martha Kolliner, Über den Golgischen Netzapparat bei einigen Wirbel- losen. Mit 3 Figuren im Text und Tafet XIII 217 Hans Loewenthal, Die Oogenese von Tubifex tubifex (Müll.). (Zur Kritik der „Kernverschmelzung" Oschmanns.) Mit Tafel XIV . . 231 Emmerich Markovits, Zytologische Veränderungen von Paramaecium nach Bestrahlung mit Mesothorium. Mit 6 Figuren und 4 Kurven im Text 238 LuiGi Cognetti de Martiis, Contributo alla conoscenza della spermato- genesi dei Rabdocelidi. Tavole XV— XVII 249 IV Seite Referate: Abderhalden, Emil, Handbuch der Biologischen Arbeits- methoden. (R. G.) 285 Pfeiffer, Chr., Grundbegriffe der photographischen Optik. (Mosler) 285 Schaffer, Josef, Vorlesungen über Histologie und Histogenese nebst Bemerkungen über Histotechnik und das Mikroskop. (Fritz Levy) 286 Goldschmidt, Rich., Die quantitative Grundlage von Vererbung und Artbildung. (J. Seiler) 287 CONKLIN, E.G., Mitosis and Amitosis. (Nachtsheim) 289 Harvey, E. B., Mitotic division of binucleate cells. (Nachtsheim) . 290 Smith, B. G., The individuality of the germ-nuclei during the cleavage of the egg of Cryptobranchus allegheniensis. (Nachtsheim) . , . 291 KoMAi, T., Spermatogenesis of Squilla oratoria de Haan. (Nachtsheim) 291 Shaffer, E. L., A comparative study of the chromosomes of Lach- nosterna (Coleoptera) 293 Harman, Mary T., Chromosome studies in Tettigidae. II. Chromo- somes of Paratettix BB and CG and their hybrid BC. (Nachtsheim) 294 Schrader, f.. Sex determination in the White-fly (Trialeurodes vapo- rariorum). (Nachtsheim) 295 FooT, Katherine, Preliminary note on the spermatogenesis of Pedi- culus vestimenti. (Nachtsheim) 296 Federley, H., Beiträge zur Kenntnis der Säugetiergametogenese. I. Die Spermatogenese von Mus silvaticus L. (Nachtsheim) .... 297 Drittes Heft Ausgegeben am 11. April 1922 J. Gelei, Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoelum lacteum. III. Die Konjugationsfrage der Chromosomen in der Literatur und meine Befunde. Mit 1 Textfigur 299 Th. Rappeport, Über die somatische Mitose des Menschen. Mit 2 Text- figuren und Tafel XVIII , 371 Paul Schulze, Der Bau und die Entladung der Penetranten von Hydra attenuata Pallas. Mit 26 Textfiguren und Tafel XIX 383 Referate: Wodsedalek, J, E., Studies on the cells of cattle with special reference to spermatogenesis, oogonia, and sex-determination. Biol. Bull., Vol. XXXVIII. 1920. p. 290—317, with 5 plates ... 439 Hertwig, Paula, Abweichende Form der Parthenogenese bei einer Mutation von Rhabditis pellio. Eine experimentell cytologische Untersuchung. Arch. f. mikr. Anat. Festschr. f. O. Hertwig. 1920. p. 1—35. Mit 1 Tafel 440 WiNGE, Ö., On the relation between number of chromosomes and number of types, in Lathyrus especially. Journ. of Genetics. Vol. VIII. 1919. p. 133—138, with 1 plate 441 V Viertes Heft Ausgegeben am 29. September 1922 Seite Clara Wolff, Über konzentrische Strukturen im Eikern von Coleopteren. Mit 11 Textfiguren und Tafel XX 443 Nabuyoshi Takahashi, Über Kernveränderungen in Ganglienzellen der Fische. Tafel XXI 463 W. J. KuLMATYCKi, Bemerkungen über den Bau einiger Zellen von Ascaris megalocephala mit besonderer Berücksichtigung des sogenannten Chromidialapparates. Tafel XXII— XXVI 473 Referate: Hogben, L. T., Studies on synapsis. I. Oogenesis in the Hymenoptera. Proc. Roy. Soc. London, Ser. B, Vol. 91, p. 268— 293, with 6 plates (60 fig.) 551 Metz, Ch. W. and Nonidez, J. F., Spermatogenesis in the fly, Asilus sericeus. Journ. of exper. Zool., Vol. 32, 1921, p. 164—185, with 2 plates (22 fig.) 553 ARCHIV FÜR ZELLFORSCHUNG HERAUSGEGEBEN VON PROF. DR. RICHARD GOLDSCHMIDT 2. DIREKTOR DES KAISER -WILHELM -INSTITUTS FÜR BIOLOGIE IN BERLIN -DAHLEM '2» SECHZEHNTER BAND • ERSTES HEFT MIT 15 TEXTFIGUREN UND JI TAFELN AUSGEGEBEN AM 25. OKTOBER J92I LEIPZIG VERLAG VON WILHELM ENGELMANN \92t Preis: M. J88.— (einschl. Verleger-Teoerungszuschlag) 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. R. Goldschmidt, Berlin-Dahlem, Kaiser-Wilhelm-Institut für Biologie, zu senden. Die Herren Mitarbeiter erhalten an Honorar M, 40. — für den Druckbogen und 40 Sonderdrucke. Überschreitet eine Arbeit den Umfang von 4 Bogen, so wird für den Mehrumfang ein Honorar nicht gewährt. Dissertationen sind von der Honorierung ausgeschlossen. Die Manuskripte sind nur einseitig beschrieben und druckfertig ein- zuliefern, 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 diese 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 besonderen 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 Verlagsbuchhandlung 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. Redaktion und Verlagsbuchhandlung. Inhalt des 1. Heftes. Seite W. J. Schmidt, Über den Nachweis der Epidermis -Tonofibrillen (bei Emyda granosa) im polarisierten Licht. Mit 4 Abbildungen auf Tafel I u. II 1 J.Seiler, Geschlechtschromosomen- Untersuchungen an Psychiden. II. Die Chromosomenzyklen von Fumea casta und Talaeporia tubu- losa. „Non- Disjunction" der Geschlechtschromosomen. Mit 4 Figuren im Text und Tafel III 19 Hildegard Lutz, Physiologische und morphologische Deutung der im Protoplasma der Drüsenzellen außerhalb des Kernes vorkommen- den Strukturen. Mit 4 Figuren im Text und Tafel IV u. V . . . 47 J. Gelei, Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoelum lacteum. II. Die Längskonjugation der Chromosomen. Mit 7 Figuren im Text und Tafel VI— XI 88 Referate: Nachtsheim, Hans, Zytologische und experimentelle Unter- suchungen über die Geschlechtsbestimmung bei Dinophilus apatris. (J. Seiler) 170 LISRAKT •OTAISICAL Über den Nachweis der Epidermis-Tonofibrillen (bei Emyda granosa) im polarisierten Licht. Von Prof. Dr. W. J. Schmidt, Zoologisches Institut, Bonn. (Mit 4 Abb. auf Tafel I u. II). V. V. Ebner hat in seinem grundlegenden Werke «Untersuchungen über die Anisotropie organisierter Substanzen «i) auch die Erscheinungen der Doppelbrechung an geschichteten Epithelien, insbesondere an der Cornea des Schweines, einer eingehenden Prüfung unterzogen. Er ging dabei von der Überlegung aus, daß in den tiefsten Epithelschichten beim Wachstum immer neue Elemente zwischen die älteren eingeschaltet werden, wodurch aus ursprünglich mehr kugeligen Zellen infolge des über- wiegenden Seitendrucks senkrecht zur Epithclf lache verlängerte Zellen entstehen müssen. Werden diese durch nachrückende Elemente in die Höhe gedrängt, so sind sie hier dem Widerstand der darüber liegenden, seitlich fest zusammenhaltenden Zellschichten ausgesetzt, wodurch der Seitendruck in einen Vertikaldruck übergeht, der in einer zur freien Epithelfläche hin zunehmenden Abplattung der Zellen seinen Ausdruck findet. Denkt man sich den Seitendruck, der in den tiefen Epithelschichten vorwiegend herrscht, durch einen dazu senkrecht gerichteten Zug — also in der Längsrichtung der basalen Epithelzellen — ersetzt, so muß gemäß der gewöhnlich bestehenden Beziehung zwischen Dehnung und Doppel- brechung die tiefste Epithelschicht positiv einachsig doppel- brechend sein, mit Richtung der optischen Achse senkrecht zur Epithel- fläche, die oberen Schichten dagegen bei der Umkehrung der Druck- bzw. Zugvt rhältnisse negativ einachsig doppelbrechend erscheinen bei gleicher Orientierung der optischen Achse: in der Mittelschicht des Epithels, in der ein Übergang vom Seitendruck zum Vertikaldruck stattfindet, muß eine Zone bestehen, in welcher der Druck annähernd 1) Leipzig. 1882. Archiv f. Zellforschung. XVI. 2 W. J. Sclimidt, nach allen Richtungen hin derselbe ist, somit kein merklicher Grad der Doppelbrechung vorhanden sein kann. In der Tat ergab die Beobachtung bei gekreuzten Nikols die erwar- teten Erscheinungen, und insbesondere zeigte der Querschnitt des Cornea- epithels, über einer Gipsplatte Rot I. 0. untersucht, tiefe und ober- flächliche Schicht in entgegengesetzter Färbung und durch eine sehr schmale, neutrale Zone getrennt: parallel zum Hauptschnitt der Gipsplatte orientiert, erschien die äußere Zellage in steigenden, die tiefe in sinkenden Interferenzfarben; senkrecht zu ihm herrschte das umgekehrte Verhalten. Entsprechende Befunde ergab auch die Cornea des Frosches, die eine relativ breite neutrale Zone aufwies, v. Ebner bemerkt, daß diese Beobachtungen auch an alkoholbehandelten Präparaten angestellt werden können, hier jedoch manchmal die tiefen Schichten des Epithels ihre Doppelbrechung verlieren. Verwickeitere Erscheinungen bot die Epidermis des Menschen dar: obwohl senkrechte Schnitte von der frischen Planta pedis sich unter keinem Azimut neutral erwiesen, so ließ sich doch nicht verkennen, daß die Hornschicht dann das Maximum der Helligkeit sinkender Farben zeigte, w^enn die Tangente ihrer gewellten Schichten senlo-echt zum Haupt- schnitt der Gipsplatte steht, steigender in der dazu senkiTchten Lage. Die Hornschicht wirkt also auch hier im Querschnitt negativ in bezug auf die Normalen ihrer Schichten. Und bei den tiefen Lagen der Schleim- schicht ist eine verhältnismäßig positive Wirkung in bezug auf die langen Durchmesser der Basalzellen vorhanden. Somit finden sich auch hier prinzipiell dieselben Verhältnisse wie am Querschnitt der Cornea. Daß Horizontalschnitte nicht optisch neutral sind, wie es die Theorie verlangt, wenn die optische Achse senkrecht zur Epithelfläche orientiert sein soll, ist schon deshalb nicht verwunderlich, weil die Hornschicht einen welligen Verlauf hat und daher in Flächenansicht unter den verschiedensten Win- keln gegen die Oberfläche orientiert sein muß. Untersuchungen an isolierten Zellen brachten v. Ebner zur Über- zeugung, daß — wenn auch häufig für eine einzelne Zelle keine Stellung gefunden werden kann, in der sie beim Drehen zwischen den Nikols ganz neutral ist — die Epidermiszellen stets verhältnismäßig positiv wirken in bezug auf ihren längeren Durchmesser, also steigende Farben zeigen, wenn dieser dem Hauptschnitt der Gipsplatte parallel steht, sinkende bei zur früheren senkrechten Orientierung; besitzt die Zelle keinen bevorzugten Durchmesser, so erscheint sie nahezu neutral. So findet der verschiedene optische Charakter von tiefer und oberflächlicher Epithelschicht auch aus dem Verhalten der einzelnen Zellen seine Erkläru r g. über den Nachweis der Epidermis-Tonofibrillen bei Emyda granosa im polaris. Licht. 3 »Da dio ZcJllunncii direkte Folgen des Druckes sind, so würde in diesen optisclien Eigenschaften auch die Wirkung des Druckes direkt zum Ausdruck komnuMi« (v. Ebner). So sieht v. Ebner denn in dem Umstände, daß ein und derselbe histologische Elementarbestandteil im Verlauf des Wachstujns den optischen Charakter ändert, eine hinreichend verwickelte Forderung, um für diesen speziellen Fall als Prüfstein der Spannungs- theorie gelten zu können. Deren wesentlicher Inhalt läßt sich in den Satz fassen, daß die Doppelbrechung organisierter Substanzen auf einer bestimmten Orientierung ihrer »Moleküle« beruht, die durch Zug- und Druckkräfte während der Entstehung bzw. des Wachs- tums des betreffenden Gewebes herbeigeführt wurde. Soweit erfreut sich die Theorie wohl heute allgemeiner Zustimmung, während die Frage, ob die einzehien kleinsten Teilchen (Micellen Nägelis) auch an sich doppelbrechend sind, diese Eigenschaft aber durch ihre regellose Lage- rung im ungeordneten Zustande nicht zur Geltung konmien kann, noch keine einheitliche Beantwortung gefunden hat^). Der Grad der Doppelbrechung einer Epithelzelle ist nicht nur vom Drucke bestimmt, dem sie während einer bestimmten Wachstumsperiode ausgesetzt war. sondern auch von ihrem größeren oder geringeren Wasser- reichtum abhängig, so daß es begreiflich wird, wenn eine verhornte Epi- dermis viel stärkere Doppelbrechung zeigt als ein weiches Zylinderepithel (v. Ebner). — Seitdem Ranvier als erster auf die faserige Struktur der mensch- lichen Epidermiszellen aufmerksam gemacht hat, ist durch die Unter- suchungen zahkcicher späterer Forscher sicher gestellt worden, daß die aus einer Zelle mittels der Zellbrücken in die andern eintretenden Fibrillen (»Plasmafasern«) in ihrer Gesamtheit ein gesetzmäßig aufgebautes Fasersystem darstellen. Seine mechanische Bedeutung im einzelnen zu begründen, hat zunächst Kromayer^) versucht. Er kam zu dem Er- gebnis, daß die Epidermis in der Anordnung der Plasmafasern eine »funk- tionelle Struktur« besitzt, die ihr nicht nur Zug- sondern auch Druck- festigkeit und AViderstandsfähigkeit gegen scheerende Wir- kung verleiht, obwohl die Protoplasmafaser wesentlich nur eine ausnutz- bare Zugfestigkeit in ihrer Längsrichtung hat. Es ist aber hier in ähnlicher Weise wie bei manchen bindegewebigen Strukturen die Aufgabe gelöst, aus einem zugfesten Material ein druckfestes Gebilde herzustellen. Wenn ^) Vgl. Biedermann, Physiologie der Stütz- und Bindesnbstanzen in: Handb. vgl. Physiol. III. Bd., Jena 1914. 2) Die Parenchymhaut und ihre Erkrankungen in: Arch. f. Entwicklungsniechanik Bd. 8, 1899. 4 , W. J. Schmidt, auch die Deutungen von Kromayer nicht in allen Einzelheiten allgemeinen Beifall gefunden haben, indem über die feineren Anordnungsverhältnisse der Fasern Meinungsverschiedenheiten bestehen i), so wird doch durchweg angenommen, daß die Fasern in der Richtung der im Gewebe vorherr- schenden Zugspannungen liegen und zugleich derart angeordnet sind, daß sie äußerer mechanischer Beanspruchung Widerstand zu leisten ver- m-ögen. Demnach gehören die Plasmafasern zur allgemeinen Kategorie der Widerstandsfibrillen, Tonofibrillen Heidenhains^). Nach Heidenhain entstehen die für die Tonofibrillen maßgeblichen Span- nungen durch den internen Wachstumsdruck, (Zellteilung, Material- verschiebung, gegenseitige Pressung der Zellen im Epithel) und sie insub- stanziieren sich durch die Fasersysteme (a. a. 0. S. 691). Über zahlreiche Formen ausgedehnte Forschungen^) haben erwiesen, daß die Ausbildung von Tonofibrillen eine allgemeine Erscheinung in der Wirbeltierepidermis darstellt, und wenn auch bei den einzelnen Ob- jekten sich Unterschiede zeigen, so dürfte doch im allgemeinen der Faser - verlauf derart sein, daß er in den tiefen Schichten des Stratum Malpighii senkrecht zur Epithelfläche gerichtet ist, in den oberen allmählich in horizontale Lagerung übergeht und schließlich der Fläche der Oberhaut parallel zieht, Heiden- hain hat ein Schema gegeben, das diese Auffassung in allgemeinster Fassung zur DarsteUung bringt (a. a. 0. Fig. 584 S. 970). Es sei noch bemerkt, daß auch in der Hornschicht die Tonofibrillen erhalten, wenn- gleißh nur schwer oder undeutlich nachweisbar sind : Weidenreich*) läßt die ))Membran« der Hornzellen durch Umwandlung des fibrillären Exoplas mas der Zellen des Stratum Malpighii entstehen und das Fibrillen- netz im Z Ihnnern ist nach ihm durch die persistierenden Protoplasma- fasern gebildet. Der glriche'Autor weist darauf hin, daß die Zusammen- setzung der ))Hornmembran« aus einzelnen Fasern an ihrem streifigen Charakter erkannt werden kann, auf den auch bereits Koelliker, Rabl und Ranvier aufmerksam gemacht hätten (a. a. 0., S. 211). — Nach den vorstehenden Ausführungen wird die Form der Epi- dermiszellen und die Anordnung der Tonofibrillen durch die ^) Vgl. ScHRiDDE, Die Protoplasmafasern der menschlichen Epidermiszellen, in Arch. f. mikr. Anat. Bd. 67, 1905, S. 291. 2) Vgl. M. Heidenhain, Plasma und Zelle, Bd. I, 2, Jena 1911. 3) Siehe z. B. Studnicka, Vergleichende Untersuchungen über die Epidermis der Vertebraten, in: Anat. Hefte Bd. 39, 1909. *) Über Bau und Verhornung der menschlichen Oberhaut, in: Arch. f. miki-. Anat. Bd. 56, 1900, S. 169. über den Nachweis der Epidorniis-Tonnfibrillon bei Emyda graiiosa im polaris. Licht. 5 sU'ulienMonuMitc, nämlich im Gewebe entstehende Spannung;eii, bestimmt. AVonn diese Spannungen aber Doppelbrechung hervor- rufen, dann ist zu erwarten, daß die Tonofibrillen vor allem Aniso- tropie aufweisen müssen, da sie ja aus der Gesamtheit des Zell- plasmas als die der größten mechanischen Beanspruchung unterliegenden Teile herausdifferenziert werden. Von dieser Voraussetzung ausgehend prüfte ich zunächst die Epi- dermis des Menschen in polarisiertem Licht. Aber ich konnte hier nur das durch V. Ebner beschriebene Verhalten der gi'ößeren Epidermisabschnitte l)estätigen, dagegen nichts von Tonofibrillen erkennen. Das Tonofibrillen- system ist beim Menschen zwar sehr reichlich entwickelt, aber seine einzelnen Fasern sind überaus fein und dicht miteinander verwoben, so daß es zu ihrer sicheren Unterscheidung sehr dünner Schnitte bedarf. Diese zeigen aber entsprechend der geringen Schicht doppelbrechender Masse, die zur Wirkung kommt, nur sehr sch^vache Erscheinungen im Polari- sationsmilo-oskop, zumal ja auch der Grad der Doppelbrechung des wasserreichen Stratum Malpighii kein besonders hoher sein kann. Bei meinen Studien am Integument der Reptilien stieß ich aber auf ein Objekt, das sich für den gewünschten Zweck hervorragend geeignet erwies, die Epidermis der Weichschildkröte Emyda granosa Schoepff; vornehmlich ha])e ich mich an die Oberhaut des Panzers gehalten, da- neben auch die der Lippenanhänge geprüft, die ebenfalls für Untersuchung in polarisiertem Licht brauchbar ist. Im Gegensatz zu der Mehrzahl der Schildkröten bilden die Triony- chiden, zu denen Emyda gehört, kein eigenthches Schildpatt auf ihrem Panzer; ihr(> Hornschicht bleibt vielmehr dünn und so weich, daß man mit dem Fingernagel Eindrücke darin hervorrufen kann. Auch ist die Oberhaut des Panzers hier nicht in einzelne Hornschilder gegliedert, sondern überzieht ihn als eine einheitliche, glatte Decke. Ehe ich auf die Beobachtungen in polarisiertem Licht eingehe, soll der Bau der Epidermis kurz an Hand von Eisenhämatoxyhnpräparaten (Schnittdicke 7,5 /^) geschildert werden. Die an ihniMi gewoniuMien P^rfah- rungen ermöglichen oder erleichtern wenigstens die Deutung der Bilder, die das Polarisationsmikroskop gibt. Die Gesamtdicke der Epidermis beträgt 75//, davon entfallen auf die Hornschicht etwa 20//, also ungefähr ein Drittel. Das Stratum Mal- pighii besteht aus einer untersten Lage basaler Zylinderzellen und mehreren (4—5) Schichten polyedrischer, alhnählich nach oben hin im Schnitt (> horizontal-spindelförmiger Zellen. Die Hornschicht geht ziemUch un- vermittelt aus der Keimschicht hervor; bei schwächeren Vergrößerungen 6 W. J. Schmidt, zeigt sie eine feine Horizontalstreifung, die sich unter starken Objektiven in einzelne, nach außen hin immer dünner werdende, sehr stark abgeplattete, also im Querschnitt der Haut strichförmige Zellen auflöst. Durch die ganze Epidermis hindurch bis in die äußersten Teile der Hornschicht hinein lassen sich Interzellularräume beobachten, welche die Zellen voneinander trennen. Im Stratum Malpighii ziemhch groß, werden sie in der Hornschicht zu sehr feinen, nur an dünnen Schnitten wahrnehmbaTen Spalten. Die genannten Zellücken werden überall von Interzellularbrttcken durchsetzt. Seitlich zwischen den basalen Zellen erscheinen sie als dünne einfache Fäden, im größten Teile des Stratum Malpighii aber treten in ihrer Mitte die bekannten Anschwellungen, die BizzozEROSchen Knötchen, auf. In der Hornschicht sind die Zell- brücken entsprechend dem geringen Abstand der Elemente kurz, fast punktförmig und daher lassen sich nur im untern Teile dieser Lage Mittel- knötchen wahrnehmen. Auf Horizontalschnitten durch die Epidermis bieten sich die Zellbrücken als Punktierung der Zelloberfläche dar. Tonofibrillen finden sich in der basalen Zellschicht kräftig entwickelt, und zwar besitzt jede Zelle einen peripheren Mantel von Fasern; Flachschnitte durch die unterste ZeUage zeigen daher jedes Element von einem Ki'anz von Punkten eingesäumt, der die Querschnitte der Tono- fibriUen darstellt; vereinzelte dünnere Fibrillen treten auch mehr nach der Mitte der Zelle auf. Einzelne Zellen der basalen Schicht zeichnen sich durch eine besonders starke Ausbildung der Tonofibrillen aus: bei Eisenhämatoxyhnfärbung werden sie im ganzen tief geschwärzt; sie sind auch schlanker als die Mehrzahl der übrigen Elemente der gleichen Zone und ragen wohl etwas weiter wie ihre Nachbarn in die Lage der polye- drischen Zellen mit ihren oberen, zackig ausgeschnittenen Enden hinein. Diese Zellen stehen in ziemlich regelmäßigen Abständen voneinander, und an ihrer Basis setzt eine der das Korium senki-echt durchbrechenden »aufsteigenden Bindegewebsfasern« an. Auf die Ai't der Verbindung von Epidermis und Kutis soll hier nicht näher eingegangen werden; sie wird hauptsächlich durch die genannten aufsteigenden Fasern bewerkstelügt. Die Tonofibrillen der basalen Zellen treten durch die ZeUbrücken an ihrem oberen Ende in die darüber gelegenen polyedrischen Ele- mente ein. Auch in dieser Schicht halten sie wesentlich die Eichtung senkrecht zur Fläche der Epidermis -bei. Im allgemeinen sind sie hier ziemlich zart, doch lassen sich ki-äftigere Bündel durch melu:ere überein- ander gelegene Zellen hindurch verfolgen. Die Zellbrücken, die den Fibrillen solcher Bündel zum Durchtritt dienen, sind wesentlich dicker als die übrigen. Die genannten Bündel von Tonofibrillen gabeln sich unter Üb3r d3a Nichweis der Ei)idermis-Tonofibrillen bei Emyda granosa im polaris. Licht. 7 spitz*^m "Winkel öftor, iiulnu sie den Zellkernen ausweichen; dabei treten Teile benachhartiM- Bündel miteinander zusammen, so daß eine Umschal- tun^ der Fibrillen statthat. Untersucht man die polyedrischen Zellen von der Fläche, d. h. an Horizontalschnitten der Haut, so lassen sich die als dunkle scharfe Punkte auf ihrer Oberfläche erscheinenden Zellbrücken in das Innere der Z"lli» hinein weiter verfolgen: der Zc-lleib ist übersät von zarten, dichtstehenden Punkten, den Querschnitten der Tonofibrilkn; in der unmittelbaren ?sähe des Kernes kann man gelegentlich kräftigere und stärker gefärbte Fi!)rill!'nquerschnitte wahrnehmen, die ihn umsäumen. In der schmalen Übergangszone vom Stratum Malpighii zur Horn- J^chicht findet, mit ziemlich unvermittelter Abplattung der Zellen, die Richtungsänderung der Tonofibrillen statt. Indem nämlich bei der Abflachung der Zellen, ihre obere und untere Fläche sich einander nähern, legen sich die ursprünglich senki'echt zur Epidermisfläche gerichteten Tonofibrillen horizontal um. An solchen Zellen aus dem Lipponopithel war deutlich wahrzunehmen, daß jedes Zellschüppchen aus dicht aneinander gepreßten, leicht wellig verlaufenden und streckenweise miteinander verklebenden Tonofibrillen besteht, die im ganzen der Oberfläche des Epithels parallel ziehen. »Betrachtet man derartige Elemente von der Fläche, so kann man feststellen, daß die Tonofibrillen in unregelmäßigem Abstand den im Schwinden begriffenen Kern umki-eisen, wobei sie stellen- weise zu dickeren Fibrillen verschmelzen. In der nächsten Nähe des Kernes sieht man auch im Flächenbild häufig noch Querschnitte von Fasern. Offenbar verhindert der Kern, der zunächst die Mitte der Zelle noch leicht vorwölbt, daß hier die Tonofibrillen vollkommen horizontal umgelagert werden. Die Interzellularbrücken durchsetzen in der Horn- schicht wie überall den Raum zwischen benachbarten Zellen auf kürzestem Weg.'. (1. h. bi'i der starken Abplattung der HornzeUen annähernd senk- recht zur Epithelfläche. Die horizontal verlaufenden Ton()fil)rillen der HornzeUen treten daher fast unter rechtem Winkel an sie heran. In den äußersten Lagen der Hornschicht lassen sich keine Tonofibrillen mehr fest- stellen; doch kann ihr Vorkommen füglich nicht bezweifelt werden; mit der zunehmenden Abplattung der Zellen werden sie immer mehr aufeinan- der gepreßt und daher optisch nicht mehr so leicht isolierbar; auch nimmt mit dem Fortschreiten des Verhornungsprozesses ihre Färbbarkeit ab^). Die Untersuchungen in polarisiertem Licht habe ich an 15 /< dicken, ungefärbten, in Balsam eingeschlossenen Schnitten angestellt; 1) Inbictreff weiterer Einzelheiten nnd Aljbildnngen vom Bau der Epidermis vgl. meine Arbeit: »Die Panzerhaut der Weichscliildkröte Emyda usw.« im Arcli. f. mikr, Anat. Bd. 95, Abt. I. 8 W. J. Sclimidt, das hierzu benutzte Material Avar gut in Alkohol konserviert. Bei dieser Schnittdicke erwies sich die Doppelbrechung hiin-eichend stark, während gleichzeitig noch Einzelheiten erkannt werden konnten. Dünnere Schnitte (von 7,5//) gaben nur flaue Bilder; an dickeren Schnitten trat die all- gemeine Güederung der Epidermis womöglich noch schöner hervor, aber zum Studium von zellulären Details waren diese Präparate nicht gut brauchbar. Als Polarisator diente mrr ein in den Blendenträger des ABBESchen Apparates eingehängter Nicol mit schrägen Endflächen, als Analysator ein dem Okular aufgesetzter Hutnikol. Ein Gipsplättchen Rot I. 0. wurde dem Polarisator nach Bedarf aufgelegt. Die Bilder mit dieser ZEissschen Einrichtung waren von befriedigender Schärfe, wenn- gleich das Arbeiten mit einer solchen Einrichtung mancherlei Unbequem- lichkeiten bietet. Um die erforderliche Helügkeit der Bilder bei den für die folgenden Untersuchungen nötigen hohen Vergrößerungen zu er- reichen, muß man den Kondensor des AsBESchen Apparates einschalten und genau einstellen, ferner eine sehr helle Lichtquelle benutzen; als letzte diente mir eine Lihputbogenlampe von Leitz, deren Lichtintensität ge- legentlich durch eine in den Blendenträger eingelegte Mattscheibe ge- mildert wurde. Orientiert man einen solchen Schnitt der Haut von Emyda granosa bei gekreuzten Nikols derart, daß seine Außenkante sich in Diagonalstelluiig zu den Polarisationsebenen {NN u. N-yNi) befindet, so leuchten unter schwächerer Vergrößerung in der Epidermis zwei verschiedene Zonen hell auf (Fig. 1 Taf. I). Die äußere (H), die ungefähr ein Drittel von der Ge- samtdicke des Epithels ausmacht, erscheint sehr hell und fein horizontal gestreift; gegen die Oberfläche der Epidermis hin schneidet sie sehr scharf und fast geradlinig ab, nach innen zu ist ihre Begrenzung weniger bestimmt und nimmt ihre Helligkeit langsam ab. Lage und Ausdehnung der genannten Zone lassen ebenso wie ihre feine Horizontalschichtung erkennen, daß es sich um die Hornschicht handelt, was auch durch vergleichende Betrachtung desselben Schnittes in gewöhnlichem Licht bei starker Abbiendung oder gefärbter Präparate sicher gestellt werden ka nn. Die innere Zone {M, Fig. 1 Taf. I), die also dem Stratum Malpighii angehören muß, ninmit ungefähr die HäKte von der gesamten Epithel- dicke ein, sie leuchtet weniger hell und ist sehr zart und dicht und zwar senkrecht zm- Epithelfläche gestreift. Ihr unterer, an die Kutis angren- zender Rand verläuft leicht AveUig, ist aber durchaus bestimmt abgeschlos- sen, indem die genannte Streifung ganz unvermittelt aufhört. Weniger scharf abgesetzt ist der obere Rand dieser Lage; er geht vielmehr all- mählich in eine dritte dunkle, also optisch inaktive Zone (J) über, welche über den Nachweis der Epiderrais-Tonofibrilleii bei Eniyda granosa im polaris. Liclit. 1> somit (He Honipchicht von der letztbcschriebonen gestreifton Schiebt sondert; nur hier und da sind in der dunklen Zone schwach erhellte Stellen sichtbar. Werfen wir auch einen Blick auf das Verhalten derLederhaut in po- larisiertem Licht. Sie besteht aus horizontal anojeordneten Bindege- Avebslagen, die von zahlreichen senkrecht aufsteigenden, mit dem Epithel in Verbindung tretenden Fasern (s. o.) durchsetzt werden. Jede der hori- zontalen Lagen enthält dabei parallel verlaufende kollagene Faserbündel^ die in der diagonalen Richtung des Körpers ziehen, aber von Schicht zu Schicht um 90° gekreuzt sind. Der vorliegende Schnitt ist derart geführt, daß er den einen Teil dieser Fasern quer trifft, die andern somit in die Schnittebene hineinfallen. So wechseln dann im Bilde immer quer und längs getroffene Faserbündel schichtenweise miteinander ab. Da die Bindegewebsfasern positiv einachsig doppelbrechend sind mit Richtung der optischen Achse in der Längsachse der Faser, werden sie im Querschnitt (und zwar unter allen Azimuten) optisch inaktiv sein, also ZAvischen gekreuzten Nikols dunkel bleiben. So sieht man denn auch in unsrem Schnitte (Fig. 1 Taf. I), die quer getroffenen Faserlagen (Q) dunkel; die helle Streifung, die sie zeigen (senkrecht zur freien Fläche der Haut), wird durch die senkrecht aufsteigenden Fasern (S) be- dingt, die sich bei der gewählten Orientierung in Diagonalstellung zu den Polarisationsebenen befinden; das letzte gilc auch von den längs ge- troffenen Faserlagen (X), die als helle, leicht gewellte, horizontal gestreifte Schichten erscheinen. Die Lagen der Kutis nehmen nach der Epidermis hin an Stärke ab, so daß man die längs getroffenen Fasern nahe dem Epithel nur noch als dünne hello Linien beobachten kann. Auf einige weitere Eigentümlichkeiten des Aufbaues der Kutis soll hier nicht näher eingegangen Averdon: ihr Verhalten im polari«ierten Licht \yin\ uns aber später nochmals beschäftigen. Dreht man den Schnitt zwischen gekreuzten Mkols in tier Ebene des Objekttisches um 360°, so wird er viermal hell und dunkel, und zwar werden beide bei der erstgenannten Orientierung aufleuchtenden Schichten der Epidermis gleichzeitig und fast vollkommen dunkel, und zwar dann, wenn die freie Kante des Schnittes einer Polarisationsebene parallel ver- läuft. Diese Gleichmäßigkeit und Vollständigkeit der Auslöschung be- weist, daß in jeder der beiden Zonen die Anordnung der doppolbrochonden Bestandteile hinsichtlich ihrer Schwingungsrichtungen in weitgehendem Maße übereinstimmen muß. Legen wir nun ein Gipsplättchen Rot L 0. in der üblichen An- ordnung über den Polarisator und zwar derart, daß die große Achse 10 VV. J. Schmidt, seiner Elastizitätsellipse i) so zu den Polarisationsebenen verläuft, wie es in den Abbildungen durch einen Pfeil markiert ist. Orientieren wir jetzt den Schnitt so, daß seine freie Kante diagonal zu den Polarisations- ebenen und rechtwinklig zur Achse größter Elastizität im Gipsplättchen steht, so läßt sich folgendes feststellen. Die Hornschicht {E, Fig. 3 Taf. II) und die innere optisch aktive Schicht der Epidermis (M) erscheinen in entgegengesetzten Interferenzfarben und zwar die Hornschicht {E) in sinkender Farbe (Gelb I. 0.), das Stratum Malpighii dagegen in steigender Farbe (Blau IL 0.). Die intermediäre Schicht (J, Fig. 3, Tafel II), die ohne Gipsplättchen dunkel blieb, zeigt jetzt den neutralen, roten Ton des Gesichtsfeldes. Diese rote Farbe sieht man auch sehr deutlich zwischen den einzelnen senkrechten blauen Streifen des Stratum Malpighii. Dreht man nun das Präparat um 90°, so daß die freie Kante des Schnittes mit der Richtung der großen Achse in der Elastizitätsellipse des Gipsplättchens zusammenfällt, so bietet sich nunmehr die Hornschicht in steigenden (blau), das Stratum Malpighii in sinkenden Farben (gelb) dar; die intermediäre Schicht bleibt unverändert rot. Für die Lederhaut gilt folgendes: Ki'euzt die freie Kante des Schnittes rechtwinklig die große Achse der ElastizitätseUipse im Gips, so nehmen die längs getroffenen Lagen sinkende Farben, die senki'echt die Kutis durchsetzenden Fasern steigende an, während die quer getroffenen den neu- tralen Gipsgrund zeigen. Dabei lassen sich die senla-echt aufsteigenden Fasern besser als ohne Gipsplättchen im Schnitt bis zur Epidermis ver- folgen (Fig. 3, Taf. II). Die bisherigen Beobachtungen an der Epidermis von Emyda granosa bestätigen also durchaus die Befunde v. Ebners an der Cornea des Schwei- nes und der menschlichen Oberhaut: Hornschicht und Stratum Malpighii erweisen sich am Querschnitt der Haut als doppel- brechend und sind durch eine schmale neutrale Zone vonein- ander geschieden. Der optische Charakter der beiden doppel- brechenden Anteile der Epidermis ist entgegengesetzt. In bezug auf die Richtung senkrecht zur Epidermisfläche zeigt sich die Hornschicht negativ, das Stratum Malpighii positiv doppelbrechend. Unser Objekt hat vor der Epidermis des Menschen den Vorzug, daß Hornschicht und Malpighiische Schicht durch eine außerordentüch gbichmäßige Orientierung der optischen Achsen ihrer Bestandteile ausgezeichnet sind. ') = Hauptschnitt (Richtung c der Kristallographie); unter Elastizitätsellipse wird, wie bei Biologen üblich, die Druckellipse verstanden! über den Nachweis der Epidermis-Tonofibrillcn bei Einyda granosa im polaris. Licht. 1 1 Es ^^1ll•do schon erwähnt, daß bei Emyda weder Hornschicht noch Stratum Malpighii zwischen gekreuzten Nicols einheitUch hell erscheinen, sondern feinere Strukturen erkennen lassen; wie sind sie zu deuten? Die zarte Streifung des Stratum Malpighii senkrecht zur Epidermis- fläche bringt von vornherein den Gedanken nahe, daß sie durch die Tono- fibrillen verursacht wird; denn um das Sichtbarwerden einzelner Zellen kann es sich nicht handeln, da die Streifen dafür zu zart sind und viel zu dicht stehen. Diese Auffassung wird durch die Untersuchung der Präparate mit stärkeren Vergrößerungen durchaus gesichert (Fig. 2, Taf. I). In der Gegend der basalen ZyUnderzellen sehen wir bei diagonaler Orien- tierung des freien Schnittrandes zu den Polarisationsebenen kräftig auf- 1( uclitende Fasern, die bündelweise zusammenliegen und, leicht geschwun- gen, senkiTcht emporstreben. Nach unten hin weichen die einzelnen Fasern eines derartigen Bündels etwas auseinander, so daß sie insgesamt den Unterrand der Epidermis in fast geschlossener Anordnung einsäumen. Nach oben hin dagegen neigen sie zusammen und' lassen daher zwischen den' einzelnen Bündeln längUche Lücken frei, die keine Doppelbrechung zeigen. Offenbar stellen die beschriebenen Fibrillenbündel die Tono- fibrillen der basalen Epidermiszellen dar, die gemäß unserer Unter- suchung am gefärbten Präparat sich hauptsächlich in der Peripherie der Zolle halten und hier insgesamt eine mantelartige Schicht bilden. Der von ihnen umschlossene, im polarisierten Licht dunkel bleibende Teil der Zellen wird wesentlich vom Kern und der ihn umgebenden Zone f ibrillenfreien oder -armen Plasmas gebildet. Somit sind die basalen Zylinderzellcn der Malpighiischen Schicht nicht im ganzen doppelbrechend, sondern ihre Doppelbrechung beschränkt sich auf die in ihnen enthaltenen Tonofibrillen. Zu dem gleichen Ergebnis kommen wir auch bei Untersuchung des oberen Teiles des Stratum Malpighii. Wie bereits gesagt, nimmt hier die Aufhellung zwischen gekiTuzten Nicols nach oben hin allmählich ab, und daher ist sorgfältigste Einstellung des Polarisationsapparates und der Beleuchtungsvorrichtung nötig, um die folgenden Beobachtungqn machen zu können. Im genannten Niveau der Malpighiischen Schicht lassen sich im dunklen Gesichtsfeld des Polarisationsmiki-oskops zweierlei Strukturen wahrnehmen (Fig. 2, Taf. I): ein System horizontal ver- laufender, leicht gewellter Linien, die aus einer Unmenge klein- ster Striche zusammengesetzt sind, die alle senloTchten Verlauf zur Epidermisfläche zeigen, und zwischen ihnen befindhche, helle Flä- chen, die bei genauer Betrachtung eine feineStreif ung erkennen lassen, die ebenfalls senkn^cht zur Fläche der Epidermis gerichtet ist. 12 W. J. Schmidt, Die gestrichelten, vielfach unterbrochenen Linien halten sich in zienihch weiten Abständen voneinander und markieren zusammen recht deutlich die Zellgrenzen im oberen Teile des Stratum Malpighii. Unzweifel- haft handelt es sich um die hier ki-äftig ausgebildeten Zellbrücken. Daß sie nicht im ganzen Umki-eis der Zellen sichtbar sind, wird dadurch bedingt, daß sie bei der gewählten Orientierung des Schnittes zumteil mit ihrer Längsachse in die Polarisationsebenen hineinfallen und in dieser Stellung optisch unwirksam sind. Dadurch entstehen die zahlreichen Unterbrechungen der Zellkonturen. Die hellen fein gestreif-ten Massen zwischen den Interzellu- larbrücken sind die im Innern dieser Zellen befindlichen Tonof ibrillen. Die von ihnen eingenommenen Flächen werden von zahlreichen rundlichen dunklen Stellen unterbrochen, welche den Kernen entsprechen. Richtet man den Bhck auf die Gesamtheit der Tonofibrillen dieser Schicht, so gewahrt man hier und da kräftiger aufleuchtende Züge, die, von den Bündeln der basalen Epithelzellen angefangen, sich durch zwei oder drei ZeUagen hindurch verfolgen lassen, eine Erscheinung, die auch das gefärbte Präparat zeigt. Wie in den unteren Lagen des Stratum Malpighii, so erscheint also auch in den oberen die Doppelbrechung an die Tonofibrillen geknüpft. Die Hornschicht läßt unter stärkeren Vergrößerungen in polari- siertem Licht deuthch die einzelnen Zellen als streifenförmige, beiderseits sich verjüngende Gebilde unterscheiden (Fig. 2, Taf. I). Vor allem leicht gelingt das an ihrem Unterrand; hier ist bisweilen der Kern in der Zelle als dunkler längUcher Fleck noch sichtbar. Die Interzellularbrücken, die zwischen den Hornzellen bestehen, vermochte ich bei geki'euzten Nikols nicht oder nur sehr undeutlich wahrzunehmen. Andeutungen von Tono- fibrillen sind an gefärbten Präparaten in gewöhnlichem Licht, wie schon gesagt, in Flächenansicht der Zellschüppchen bisweilen festzustellen. Im polarisierten Licht erscheint die Hornmasse der einzelnen ZeUe aber einhcithch ohne feinere Struktur. Doch dürfen wir nach den vorigen Beobachtungen wohl annehmen, daß auch in der Hornschicht die Tonofibrillen im wesentlichen die Träger der Doppelbrechung sind; dafür spricht ja schon, daß die Stelle des Kernes keine Doppelbrechung zei^t, im fertigen Hörn aber die Tonofibrillen den gi'ößten Anteil der Masse dieser Zellen darstellen. Auch die Betrachtung der Präparate bei eingelegtem Gipsplätt- chen unter stärkeren Vergrößerungen (Fig. 4, Taf. II) ergibt, daß inner- halb des Stratum Malpighii die Tonofibrillen Träger der Doppel- brechung sind. Bei der gewählten Orientierung des Schnittes — die große Achse der Elastizitätsellipse im Gipsplättchen senki'echt zur freien über don Nachweis derEpidermis-Tonofibrillen bei Emyda granosa im polaris. Licht 13 Kante der Epidermis — erseheiiieii nur die beschriebenen Faserbündel in der basalen Lage der Malpighii'schen Schicht (M) blau, die dazwischen gelegenen Massen geben den roten Ton des Gipsgrundes. Sehr hübsch lassen sich jetzt auch die Fortsetzungen der Tonofibrillen der basalen Zylinderzellen in den höher gelegenen Lagen des Stratum IMalpighii als sich gabelnde und wieder miteinander verschmelzende senkrecht zur Epithelfläche emporstrebende Züge wahrnehmen. Auch die Zellbrücken sind sichtbar; doch hielt es schwer, ihre Farbe sicher anzugeben, sie er- schienen mir gleich den Tonofibrillen ])lau. was ja auch zu erwarten ist, da sie deren interzelluläre Fortsetzungen darstellen. Die intermediäre Schicht (./, Fig. 4, Taf. II) erweist sich bei eingelegtem Gipsplättchen unter starken Vergrößerungen nicht ganz optisch neutral, sondern nimmt gelblichen braunen Ton an, hier findet ja die Umordnung der Fasern statt, die zu den Verhältnissen in der Hornschicht überleitet. Auch in ihr sind streckenweise die Interzellularbrücken sichtbar. Das Stratum corneum {H, Fig. 4, Taf. II) ist — bei eingelegtem Gips- plättchen — von feinen roten Linien durchzogen, die den Interzellular- räunien entsprechen. Unsere Untersuchungen haben ergeben, daß die Tonofibrillen (mitsamt ihren interzellulären Fortsetzungen) die Träger der Doppel- brechung in der Epidermis sind. Das zeigte für das Stratum Malpighii die Beobachtung unmittelbar, während fiu: die Hornschicht ein gleiches Verhalten nur unter der Annahme erschlossen werden konnte, daß auch hier di^ Tonofibrillen erhalten blieben, aber so dicht gelagert sind, daß sie sich optisch nicht mehr einzeln erkennen lassen. Zu diesem letzten Punkte möchte ich noch bemerken, daß es mir an isolierten Hornzellen aus den Krallen vonUropIafus schon früher i) gelungen ist, in polarisiertem Licht streifige Differenzierungen wahrzunehmen, deren Zwischenräume optisch inaktiv erscheinen; gemäß den Beobachtungen am gefärbten Präparat konnte es sich bei den Streifen nur um Tonofibrillen handeln. Somit findet unsre Annahme betreffend Doppelbrechung der Hornzellen auch Stützen in ihrer Beobachtung in polarisiertem Licht bei andern Objekten. Übrigens haben auch schon frühere Forscher die Doppelbrechung der Epidermistonofibrillen wahrgenommen, ohne sie als solche anzusprechen: M.\x ScHULTZE^) beschrieb die verwickelten Erscheinungen der Doppel- ^) Studien am Integument der Reptilien VII, Bau und Entwicklung der Eidechsen- kralleji, in: Zool. Jahrb. Abt. f. Anat. Bd. 39, 1916. Hier bereits einige allgemeine Be- merkungen über die Doppelbrechung der Epidermis-Tonofibrillen. a) Die kolbenförmigen Gebilde in der Haut von Petromyzon und ihr Verhalten im polarisierten Licht, in: Müllers Arch. 1861. 14 W.J.Schmidt, brechung an den Kolbenzellen in der Epidermis des Neunauges. Durch spätere Untersuchungen (s. bei Studnicka, a. a. 0.) wissen wir aber, daß diese Zellen durch eine besonders mächtige Entwicklung der Tonofibrillen ausgezeichnet sind; deren komplizierte Anordnung bedingt die eigentümlichen Erscheinungen der Kolbenzellen im polarisiertenLicht. Sehen wir aber in den Tonofibrillen die Träger der Doppel- brechung, so muß sich aus ihrer Anordnung in den verschiedenen Lagen der Epidermis das Verhalten der einzelnen Oberhaut - schichten im polarisierten Licht ergeben. Der Charakter der Doppel- brechung von fibrillären Bildungen des Tierkörpers (z. B. kollagene Fibrillen) ist durchweg positiv mit Rücksicht auf ihre Längsrichtung. Das gilt auch für die Tonofibrillen der Epidermis: fällt ilu-e Längs- achse mit der Richtung der großen Achse der Elastizitätsellipse im Gips- plättchen überein, so bieten sie steigende Farben dar, wie im Stratum Malpighii deuthch beobachtet werden kann (vgl. Fig. 4, M, Taf . 11), um 90° gegen die oben beschiiebene Lage gedreht, zeigen sie sinkende Farben; parallel den Polarisationsebenen erweisen sie sich optisch neutral. Somit sind die Tonofibrillen positiv doppelbrechend in bezug auf ihre Längsrichtung. Da aber der Verlauf der Tonofibrillen in den tiefen Lagen des Stratum Malpighii wesentlich senkrecht zur Epidermisfläche gerichtet ist, in der Hornschicht ihr aber parallel geht, somit die Fasern der beiden Schichten um 90° gekiTuzt erscheinen, so müssen diese beiden Zonen der Epidermis entgegengesetzte Interferenzfarben zeigen. Wir werden somit nicht wi& V. Ebner von einem Wechsel des Doppelbrechungscharakters der Zellen in der Epidermis sprechen; der Charakter der Doppelbrechung des eigent- lich optisch aktiven Elements in den Zellen, der Tonofibrillen, ist derselbe geblieben, überall positiv in bezug auf ihre Längsachse; geändert hat sich dagegen nur die Richtung dieser Fibrillen und nur dadurch er- scheint der Charakter der beiden genannten Epidermiszonen gegensätz- lich. Da die Tonofibrillen wesentlich längs zur größten Dimension der Zellen angeordnet sind, so steht damit v. Ebners Angabe, daß die einzelne EpidermiszeUe verhältnismäßig positiv in bezug auf ihren längeren Durch- messer wirkt, durchaus in Übereinstimmung. Wir dürfen auch annehmen, daß die Tonofibrillen der Epidermis gleich andern faserigen Bildungen des Tierkörpers einachsig doppel- brechend sind; den strengen Beweis dafür, die Feststellung, daß Quer- schnitte der Tonofibrillen optisch inaktiv sind, und somit in ihrer Längs- richtung eine optische Achse existiert, habe ich nicht erbringen können.. Dazu wäre es nötig, allein das Stratum Malpighii, insbesondere die. über clonNachweis (lorEpidermis-Tonofibrilleu bei Emyda granosa im polaris. Licht. ] 5 basalen Zellen in l''läelienansic-lit der Epidermis zu untersuchen; d( nn nur hier ist die Anordnuno- der Tonofibrillen so gleichmäßig, daß man hinreichend genaue Querschnitte derselben erwarten kann. Eine Isolation des basalen Anteiles des Stratum Malpighii gelang mir aber nicht. Untersuchte ich die leicht zu isolierende Hornschicht in Flächen- ansicht zwischen gekreuzten Nikols, so erwies sie sich nicht als optisch inaktiv (wie es v. Ebner von der Cornea des Schweines schildert), obwohl bei Emyda die Momente in Wegfall kommen, die ein solches Verhalten i)ei der menschlichen p]pidermis verständlich machen, nämlich der wellige Verlauf der Hornschicht. Die Hornschicht von Emyda erschien unter keinem Azimut völlig dunkel, vielmehr waren überall kleine, wenig hello Stellen bemerkbar, die an Ausdehnung hinter dem Umfang einer Horn- zelle zurückblieben und durch entsprechende dunkle Partien voneinander getrennt wurden, so daß das ganze Bild entfernt an eine Schachbrett- zeichnung erinnerte. Beim Drehen des Präparates in der Ebene des Objekttisches änderte sich das Bild, indem neue Stellen hell und andre dunkel wurden, aber eine völlige Auslöschung trat niemals ein, und eben so wenig konnte ich ein Helligkeitsmaximum in einer bestimmten Stellung wahrnehmen. Rufen wir uns ins Gedächtnis zurück, daß in den platten Hornschüppchen die Tonofibrillen eine unregelmäßig konzentrische An- ordnung zeigen, indem sie den Kern in der Ebene der Abflachung der Zelle umkreisen und somit im wesentlichen dem rundlich-polygonalen Unuiß der Zelle parallel verlaufen, so wird verständhch, daß eine einzelne Horn- zelle in Flächenansicht zwischen gekreuzten Nikols bei keiner Stellung ganz dunkel erscheinen kann; denn immer werden einzelne Abschnitte der Tonofibrillen sich in Diagonalstellung zu den Polarisationsebenen ])efinden. Denkt man sich nun viele solcher Schüppchen horizontal übereinander geschichtet, wie es ja in der Hornschicht der Fall ist, so wird ihre AVirkung sich teils aufheben können, wenn die in den verschie- denen Zellen in Frage kommenden Anteile der Tonofibrillen in gleicher Mächtigkeit sich rechtwinklig überkreuzen, teils aber verstärken, wenn sie gleich gerichtet sind. Damit würden sich die hellen (bzw. dunklen) Stellen der Hornschicht in Flächenansicht als das Ergebnis der jeweils an der betreffenden Stelle vorherrschenden Fibrillenrichtung erklären lassen. Schon mehrfach wurde bemerkt, daß die intermediäre Zone zwischen Hornschicht und Stratum Malpighii stellenweise geringe Spuren von Doppelbrechung im Querschnitt der Haut zeigt. Sie werden vor allem bedingt durch die natürlich auch hier vorhandenen Interzellularbrücken. Stellt man die freie Kante des Schnittes nicht genau in Diagonalstellung zu den Polarisationsebenen, sondern in geringe Abweichung davon, sa 16 W. J. SchnJdt, lassen sich manchmal mehr Einzelheiten in polarisiertem Licht an dieser Zone wahrnehmen, da nunmehr die hier gelegenen, schräg zur Epidermis emporsteigenden Plasmafasern (Umordnung der Tonof ibrillen von der senkrechten zur horizontalen Anordnung) aufleuchten. Bei der Beschreibung der gefärbten Präparate wurde bereits darauf hingewiesen, daß hauptsächlich die senkrecht aufsteigenden Fasern aor Kutis den Zusammenhang von Epidermis und Lederhaut vermitteln, und daß an jenen Stellen, wo diese Fasern ansetzen, eine besonders starke Ausbildung der Tonofibrillen zu beobachten ist. Auch in polarisiertem Licht (Fig. 4, Taf. II) kommt diese Beziehung zwischen aufsteigenden Fasern und Tonofibrillen deutlich zum Ausdruck, indem die bei der ge- wählten Orientierung des Schnittes blau erscheinenden aufsteigenden Fasern gewissermaßen ihre unmittelbare Fortsetzung in besonders ki'äf- tigen Tonofibrillenbündeln der Epidermis finden. Gelegentlich ist in solchen Fällen von einer Kontinuität der Tono- fibrillen und Bindegewebsfasern gesprochen worden i). Das darf aber nicht so verstanden werden, als ob keine chemischen (bzV. mole- kularen) Differenzen zwischen der Substanz der Tonofibrillen und der koUagenen Fasern beständen. Daß vielmehr solche Unterschiede auch im polarisierten Licht nachweisbar sind, geht aus folgendem hervc. V. Ebner2) stellte fest, daß der in bezug auf ihre Längsachse positive Charakter der Doppelbrechung von kollagenen Fasern (lerner von Elastin, Chitin, Spongin) umgekehrt wird, wenn diese Objekte (nach vorheriger Entwässerung) mit Nelkenöl (Zimmtöl, KJreosot und ähnlichen vor allem einwertigen Phenolen) behandelt werden. Diese eigentümliche Reaktion scheint auf einem chemischen Vorgang zu be- ruhen; denn damit wird am einfachsten begreiflich, daß sie einerseits an bestimmte Gewebssubstanzen, anderseits an eine Gruppe von Reagen- tien geknüpft ist, die der Phenolreihe angehören. Derartige Versuche stellte ich nun mit Nelkenöl und auch mit konzentrierter Lösung von (kristallisierter) Karbolsäure in Alcohol absolutus an. Wie nach den Mittdlungen v. Ebners nicht anders zu erwarten war, trat bei dem Binde- gewebe der Kutis die Umkehi* des Charakters der Doppelbrechung ein, d. h. wurde etwa ein Schnitt in der Stellung zum Gipsplättchen orientiert wie in Fig. 3 u. 4, Taf. II, so erschienen jetzt die längs. getroffenen Lagen in steigenden Farben (blau), die senkrecht aufsteigenden Fasern dagegen ^) F. Krauss, Der Zusammenhang zwischen Epidermis und Kutis bei Sauriern und Krokodilen, in: Arch. f. mikr. Anat. Bd. 67, 1905. 2) Über eine optische Reaktion der Bindegewebssubstanzen auf Phenole, in: Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien, Math, naturw. Klasse, Bd. 103, Abt. III, 1894. Ü')or (Il'iiN ichwcis derEpidcrm is-T(.üofilirillcii bei Eniyda granosa im polaris. Licht. 1 i in sink-'ndcn (g'H)). An dir Epidermis fand dag.'g.'n keine Umkehr der Färbung statt, und so fanden denn die gelb sich darbietenden senkrecht aufsteigenden Fasern der Kutis ihre intraepidermale Fortsetzung in bV«-u erscheinenden Tonofibrillen, so daß die mole- kulare Vorschiedenh'Ht von kollagenen Fasern und Tonofibrillen in auf- Silligster Woise sich im Farbenbild ausprägte. K"hn'n wir zum Schluß noch einmal zu den Ursachen der Doppel- brechungstTschnnung.'n am Epithel, den Wachst umsspannung<'n. zurück. Man hat bisher die Wachstumsvorgäng^ innerhalb der Epidermis in den Vordei^rund gestellt, doch darf man ihnen gegenüber die Beziehungen, die sich zwischen Epithel und Loderhaut ausbilden, nicht vernachlässigen. Die stärkere Entwicklung der Tonofibrillen an den Stellen, an welchen aufsteigende Fasern der Kutis ansetzen, ist offenbar durch die Zug- wirkung dieser Fasern auf die betreffenden basalen Epidermis- zellen bedingt. Auch diese Spannungen werden natürlich durch Wachs- tumsvorgänge hervorgerufen, die aber nicht einzig der Epidermis, sondern auch dem Korium angehören: gleichsinnig mit dem Seitendruck der Zellen in der basalen Epidermisschicht wirkt hier noch die zwischen Epidermis und L?derhaut bestehende, senkrecht zu ihrer Grenzfläche gerichtete (Zugspannung. Daß auch einseitig und nur zeitweise von der Koriumseite her erfolgende Zugwirkungen auf die Epidermis die Ausbildung von Tono- fibrillen hervorrufen, konnte ich^) für die Haut der Frösche in überzeugen- der Weise dartun. In der Epidermis der Frösche sind die Tonofibrillen im allgem.nnen schwach entwickelt, aber überall dort, wo unmittelbar an das Epithel Muskelz^llen angreifen, kommt es in der Ansatzzelle zur Ausbildung eines mächtigen Tonofibrillenstranges, der als eine »Zellsehne« funktioniert. Erklärung der Abbildungen. Alle Figuien stellen Querschnitte durch die Panzerhaut von Emxjda granosa i:i polarisiertem Licht dar; die Lederhaut ist nur teilweise wiedergegeben. Die Polarisationsebenen sind durch N — N und N^ — A'j markiert: die Richtung der g.oßin Achse d«'r Elastizitätsollipse im Gipsplättchen Rot L 0. ist in den Abbil- daag>m 3 und 4 durch einen Pfeil angegeben. Bei Fig. 1 und 3 beträgt die Vergrößerung u igjfähr 60 (Zeiss Apochroraat 16 mm und Komp. -Okular 4), bei Fig. 2 etwa 600 (Zeiss 1) Über die Beziehungen der glatten Muskelzellon in der Haut vom Laub- frosch zun Epithel, in: Anat. Anz. Bd. 51, 1918, ferner: Die Ontogenie der glatten MuskelzsUen in d 'r Froschhaur, ein Beispiel für die Diüerenzierung der Epidermis durch Muskelzug, in: Z. f. all;.'. Physiologie Bd. 18, 192n. Archiv f. Zellforschung. XVI. 2 18 W, J. Schmidt, Über den Nachweis der Eiiidermis-Tonofibrillen usw. Apochromat 4 mm und Komp.-Okular 8), bei Fig. 4 rui.d 250 (Zeiss Apochromat 4 mm und Komp.-Okular 4). In allen Abbildungen bedeutet: H Pornschicht J intermediäre Schicht (optisch neutrale Zone) l Epidermis M Stratum Malpighii L Längsgetroffene kollagene Bündel Q Quer getroffene kollagene Bündel '- Kutis S Senkrecht aufsteigende Fasern j -v,^^ Tafel I. Fig. 1. Übersichtsbild der Epidermis und des angrenzenden Teiles der Lederhaut. In der Oberhaut eine äußere {E) und eine iimere {M) doppelbrechende Schicht, ge- trennt durch eine schmale neutrale Zone (J). Fig. 2. Epidermis bei starker Vergrößerung: Die Zellen der Hornschicht zeigen sich im ganzen doppelbrechend, im Stratum Malpighii tritt als anisotroper Bestand- teil nur das Fasersystem der Tonofibrillen (einschließlich der Zellbrücken) hervor. Tafel II. Fig. 3. Übersichtsbild der Epidermis und des angrenzenden Teiles der Lederhaut Dasselbe, aber bei eingelegtem Gipsplättchen Rot I. 0. Die beiden doppelbrechenden Schichten der Epidermis zeigen entgegengesetzten optischen Charakter: die äußere {H) erscheint bei der gewählten Orientierung des Schnittes in sinkenden Farben (negative Doppelbrechung in bezug auf die Richtung senkrecht zur Epidermisfläche), die innere {M) in steigenden (positive Doppelbrechung). Fig. 4. Epidermis und angrenzender Teil der Lederhaut bei mittlerer Vergröße- rung und eingelegtem Gipsplättchen Rot I. 0. Der positive Charakter der Doppel- brechung der Tonofibrillen in bezug auf ihre Längsrichtung ist in den tiefen Schichten des Stratum Malpighii ersichtlich, ebenso die Beziehung zwischen der stärkeren Aus- bildung der Tonofibrillen und dem Ansatz der aufsteigenden Fasern der Lederhaut. -»*•- Geschlechtschromosomenuntersuchungen an Psychiden. IL Die Chromosomenzyklen von Famea casta und Talaeporia tnba- losa. „Non-Disjunction" der (iesclilechtschromosomen. Von J. Seiler. Schlederloh im Isartal, Biologisches Institut von Dr. C. B. Haniel. (Mit 4 Textfiguren und Tafel III.) Inhaltsübersicht, Seit« 1. Der Chromosomenzyklus von Fumea casta 20 2. Der Chromosomenzyklus von Talaeporia tubulosa 26 3. Das Nichttrennen der Geschlechtschromosomen 25 4. Experimentum crucis 34 5. Die Vererbungserscheinungen bei Nichttrennen der Geschlechtschromosomen . 36 6. Non-Disjunction bei Drosophila, Ursachen und Bedeutung der Non-Disjunction 41 7. Zusammenfassung 44 Die vorliogonde Studie lag so viel wie fertig vor, als mir die bedeu- tungsvolle Arbeit von Bridges über »Non-Di.sjunction'c der Geschlechts- chromosoiuen bei Drosophila in die Hände kam. Unregelmäßigkeiten in der Vererbung geschlechtsgebundener Merkmale bei Drosopkila führten Brtdges darauf, die Frage zu untersuchen, ob dieser regelwidrigen Ver- erbung ein regelwidriges Benehmen der Geschlechtschromosomen parallel ginge. Das war tatsächlich der Fall, und damit war zum erstenmal soviel wie ein direkter Beweis dafür geliefert, daß die Geschlechtschromo- somen die Träger der geschlechtsgebundenen Faktoren sind. Die grund- legende Bedeutung dieses Befundes für die Geschlechtschromosomen lehre, vielmehr noch für die gesamte Chromosomentheorie der Vererbung, liegt auf der Hand. Auf mancherlei Umwegen stieß ich bei zwei Psychiden, Fumea casta und T. tuhilosa Retz. auf dieselbe Erscheinung des Nichttrennens der Geschlechtschromosomen. Die Befu .de seien so kurz wie möglich dar- gestellt, 2* 20 J. Seiler, 1. Der Chromosomenzyklus von Fumea casta. Die Eireifung. In den Äquatorialplatten der ersten Reifeteilung liegen die Chromosomen in perlschnurartigen Verbänden vor (vgl. Taf . III, Fig. 8). Das erschwert das Zählen der Chromosomen aut" diesem Stadium außerordentlich. Die Umrisse der Chromosomen sind zwar erkennbar, aber ein eindeutiges Zählen ist nicht leicht möglich. Mit einiger Sicher- heit kann die Zahl 31 festgestellt werden. Mit absoluter Sicherheit ge- lingt die Zählung jedoch unmittelbar vor Beginn der Anaphase. Die reduzierte Chromosomenzahl beträgt 31 (Zahl der Zählungen: 23 Äqua- torialplatten, die ganz in der Ebene des Schnittes liegen, also unzer- sehnitten und auch sonst ganz eindeutig sind: außerdem viele Platten, die zerschnitten sind, auf zwei Schnitten liegen und die mit einiger Vor- sicht und Übung benutzt werden können). Die Textfig. a 1—4 gibt möglichst genaue Abbildungen einiger Äquatorialplatten. Betrachten wir die Metaphase der ersten Reifeteilung in Seiten- ansichten, so fällt auf, daß sehr häufig ein Chromosom aus der Äquatorial- ebene herausrückt und sich sichtlich anschickt, ungeteilt nach einem Pol zu wandern; das ist das unpaare X-Chromosom (Taf. III, Fig. 1—7; 6 und 7 stammt sehr wahrscheinlich von F. crassiorella, nicht von F. casta ; crassiorella scheint also dieselben Chromosomenverhältnisse, wie F. casta aufzuweisen). Ein Vorauseilen der X-Chromosomen fanden wir auch bei den überreifen Tal tuhdosa-Eieni (vgl. Studie I, S. 256). Diese Über- einstimmung überrascht nicht, denn tatsächlich entstammen die casta- Ovarien, die zur zytologischen Untersuchung benützt wurden, alten Weibchen, die nicht zur Begattung kamen. Ihre Eier sind also überreif. Die Neigung der X-Chromosomen, den Autosomen voranzueilen, scheint bei den überreifen casta-'Eiem noch ausgeprägter zu sein, als bei tubulosa, da fast jede Spindel in der Metaphase das X-Chromosom aus der Äqua- torialebene herausgerückt zeigt. Vom Spindelpol aus gesehen sind in der Äquatorialebeno deshalb natürlich nur 30 Chromosomen zu finden (Photogr. Nr. 8), das X-Chromosom liegt höher oder tiefer und ist also an seiner Lage erkennbar. In die vier Äquatorialplatten der Textfig. a 1—4 ist es nur im Umriß gezeichnet. Was seine Größe anbelangt, können wir nur feststellen, daß es den kleinsten diploiden Autosomen gleicht. Doch muß betont werden, daß bei den Psychiden wie bei den Schmetter- lingen überhaupt, in der Äquatorialplatte der ersten Reifeteilung im Ei nicht die typische Chromosomengröße zu finden ist. Größenvergleiche können erst vorgenommen werden nach der vollzogenen Chromatinelimi- nation, die zu Beginn der Anaphase stattfindet (vgl. Seiler 1914 und 1917). Geschlechtschromosoinenuntersuchungi'ii an Psychiden. 21 Die erste Reifetciliine: volläuft nun so, daß nach dem einen Spindel- l)o] oO Cinomosomen. nach dem andern 31 wandern und zwar besitzt • • ••! 5 t^f • • • ••• • • • ^w»' ^^•% • • • • • • Textfig. a. Fuima cdsta, 1—4 Äquatorialplatten der ersten Keifeteilung im Ei mit :U Chromosomen. X-Chro- mosom je nur im T'niriß gezeichnet, fi— 14, fünf Tochterplattenpaare der ersten Reifeteilung im Ei; 5 und 6, 7 und 8, iJ und 10. 11 unil 12, 13 und U zusammengehörig. — Gezeichnet mit ZEISS' Zeichenapparat nacli Abue. Vergrößerung etwa 3(X)()maI. bald die äußere Platte, die zum Riehtunsskürper wird, bald die innere, aus der der weibliche Pronucleus hervorgicht. das X-Chromosom. In 22 J. Seiler, Textfig. a 5—14 sind fünf solcher Tochterplattenpaare so genau wie mög- lich wiedergegeben; 5 und 6, 7 und 8, 9 und 10, 11 und 12, 13 und 14 gehören zusammen. Die Platten hegen ausnahmslos ganz in der Ebene des Schnittes und sind in jeder Beziehung eindeutig. Die erste Platte jedes Paares ist immer die äußere. In vier Eiern (5, 7, 9, 11) ist das X-Chromosom im Richtungskörper, im letzten im. weiblichen Pronucleus. Im ganzen besitze ich noch 9 weitere, ebenso vollkommene Tochterplatten- paare. Die Verteilung des X-Chromosoms ist so, daß es in 8 Eiern sich im Richtungskörper befindet, in 6 Eiern im weiblichen Pronucleus. Außer diesen vollständigen Plattenpaaren, die allein die Anwesenheit eines X-Chromosomes beweisen, haben wir eine große Zahl von Plattenpaaren, wovon eine Tochterplatte oder gelegentlich beide zerschnitten sind, denn es bedeutet selbst verständhch immer einen großen Glückszufall, wenn das Messer die Spindel so trifft, daß es zwischen beiden Platten durch- fährt, ohne sie zu verletzen oder anzuschneiden. Alle einwandfrei durch- führbaren Zählungen (im ganzen aus fast 100 Eiern, die vielen Gelegen entstammen) ergeben mit einer Ausnahme, die gleich besprochen werden soU, dasselbe Resultat: 30 Chromosomen enthält die eine Tochterplatte, 31 die andre. Im ganzen trafen wir das X-Chromosom 43 mal im Richtungs- körper (= $) und 50 mal im weiblichen Pronucleus (= c^). Da Eier mit dem X-Chromosom Männchen ergeben, Eier ohne dasselbe Weibchen, so haben wir ein Sexualverhältnis von nahezu 1:1, mit einem geringen Überwiegen der Männchen. Die Abweichung vom theoretisch zu er- wartenden Verhältnis von 1 : 1 ist aber doch so groß, daß vermutet werden darf, daß auch bei casta wie bei tuhulosa (vgl. Studie I), übergeordnete Faktoren geschlechtsbestimmend in den normalen Ablauf des Geschlechts- chromosomenmechanismus eingreifen können. Das Verhalten des X- Chromosoms in der Anaphase unterscheidet sich etwas von dem bei tubu- losa. Während hier das X den Autosomen nachhinkt, marschiert es bei casta mit den Autosomen gemeinsam zum Spindelpol, und ist, trotzdem es zu Beginn der Anaphase, wenigstens bei überreifen Eiern, einen kleinen Vorsprung hat, in Seitenansichten von Spindehi nicht mehr zu sehen (vgl. Photogr. 10, 11, 13, 14), höchstens in ganz vereinzelten Fällen (Photogi-. 9). Über die Größe des X-Chromosoms kann man sich somit nur in Plattenansichten eine Vorstellung bilden. Da die Autosomen bei ihrem Vorrücken in der Anaphase ihi'e gegenseitige Lage nicht ändern oder nicht sehr, so ist es in ideal getroffenen Platten oft sehr leicht, das X-Chro- mosom herauszufinden. In dem Plattenpaar 5 und 6 der Textfig. a ist es zweifellos das bezeichnete Chromosom. An Stelle des X besitzt die Gischlorhtschroruosonu'imnti'isiuliiiiicrcii an Psycliidcn. 23 innere IMatte (6) eine Lücke, die auf der Photographie desselben Platten- paares noch deutlicher in tlie Augen springt (Photogr, 15 und 16). Die Platten sind deshalb etwas unscharf, weil sie nicht genau in der optischen Ebene lagen, und bei der Aufnahme die Miki-ometerschraube etwas ge- dreht wurde. Photogr 12 ist eine selten ideale ganz in der optischni 24 ' J. Seiler, Ebene liegende Platte der vorgerückteren Anaphase mit 30 Chromosomen; das -X-Chromosom ist in der andern Platte, die leider nicht photographicr- bar war. In der Größe gleicht das X Chromosom einer mittleren Größen- klasse der Autosomen. Nach dem Platte npaar 7 und 8 Textfig. a käme es den größten Autosomen nahe. Doch ist hier, mehr noch in allen andern Plattenpaaren, die Identifizierung des X-Chromosoms nicht zweifelsfrei; nur seine ungefähre Lage kann ermittelt werden. Die zweite Reifeteilung im Ei bietet für unsre Zwecke nichts interes- santes. Alle Chromosomen werden iqual geteilt, das X-Chromosom verhält sich genau wie die Autosomen und ist auf keinem Staelium mehr erkennbar. Photogr. 14 gibt eine Metaphase der zweiten Reifeteilung wieder. Ein Sonderverhalten des X Chromosoms auf irgendeinem vor der Reifeteilung liegenden Stadium ist nicht nachweisbar. Deshalb übergehen wir diese. Die Samenreifung. Die S?menreifung bietet ebenfalls nichts inte- ressantes. Die Äquatorialplatten der ersten und zweiten Reifeteilung besitzen 31 Chromosomen, und die Mitgift aller Spermatozoen an Chromo- somen beträgt zweifellos 31.. Die somatische Chromosomenzahl. Wir haben demnach zu erwarten, daß bei der Befruchtung zweierlei Embryonen entstehen, solche mit 61 und solche mit 62 Chromosomen. Die tatsächlichen Verhältnisse stimmen mit der Erwartung überein. Auf dem Stadium der Blastodermbildung läßt sich die somatische Chromosomenzahl mit absoluter Sicherheit fest- stellen. Von vier Embryonen hatten drei 61 Chromosomen (Textfig. l, 1, 2), einer hatte 62 (Textfig. &, 3). Die Embryonen mit 61 Chromosomen sind natürlich Weibchen, die mit 62 Männchen. — Leider stand mir für die Blastodermstadien nur ein beschränktes Material zur Verfügung, so daß ich über das Sexual Verhält- nis der Embryonen nichts aussagen kann. Noch wäre es wünschenswert gewesen, die diploide Chromosomenzahl in den Ovogonien und Spermatogonien festzustellen. Das ist jedoch bei F. casta gleich wie bei den meisten Schmetterlingen, die darauf geprüft wurden, kaum möghch, da die Chromosomen zu gedrängt liegen und ihre Zahl zu groß ist. Es kann jedoch nicht daran gezweifelt werden, daß der Chiomosomenzyklus wie folgt verläuft: Gameten Zygoten Q = 61< \ 3l/\62 _ ^ Geschloclitscludiuipsonii'miiitcisucliuiigon an Psycliidni. 25 Wir schon somit liier dasselbe Geschlechtschromosomenschema vcr- wirklielil, das wir bei Tal. (uhulosa fanden, und der Fall wäre weiter nicht iK'deutungsvoll. wenn nicht auch hier — wiederum gleich wie bei tuhu- losa — Tiere vorhanden wären, die durch eine abweichende Chromosomen- zahl sich auszeichnen. Gleich unter den ersten vollkommenen Platten- ])aaren der Reduktionsteilung fand sich eines mit je 30 Chromosomen in jeder Platte (Textfig. h, 4 und ö). Beide Platten sind so schematisch klar, daß ein Beobachtungsfchler ausgeschlossen scheint. Ein zweites unzer- schnittenes, fast vollkommenes Plattenpaar enthielt e])enfalls 30 : 30 Chromosomen; außerdem noch vier weitere Paare, wovon aber je eine Platte zerschnitten ist. Die Mütter, die diese Eier legten, müssen 60 Chromosomen gehabt haben, wenn man nicht die unwahrscheinliche Annahme treffen will, daß ein Chromosom, wohl das X-Chromosom, während der Eibildung ver- loren gegangen ist oder Chromosomenkoppelungen sich vollzogen haben. Wie sind solche Weibchen entstanden? Die gleiche Frage beschäftigte uns früher schon bei tubiilosa. Wir mußten sie damals offen lassen (vgl. Seiler 1917 S. 92), glauben aber inzwischen nun die Antwort — die auch für F. casta zutreffen wird — gefunden zu haben. Im übernächsten Ka- pitel sei davon die Rede. 2. Der Chromosomenzyklus von Talaeporia tubulosa. Der normale Chromosomenzyklus von Tal. tubulosa ist bereits in der vorläufigen Mitteilung 1917 beschrieben. Er verläuft wie folgt: Gameten Zygoten 29x C = .Ö9< X.g _ o \30\/' - 30/\6o = ^ er = 60/ / ^30^ In den Einzelheiten verweisen wii auf jene Darstellung; erwähnt sei nur noch, daß in der Größe das X-Chromosom voji tuhidosa den größten Autosomen gleichkonmit (vgl. 1917 S. 88). 3. Das Nichttrennen der Geschlechtschromosomen. Tal. tuhnlosa besitzt nun, außer diesen Embryonen mit 59 und 60 Chromosomen noch solche, die 58Chro]nosomen haben. Unter 59 Embry- onen hatten 55 die normalen Chromosomenzahlen. 4 die anormale Zahl 58. Die Textfig. & 9—11 zeigt drei Äquatorialplatten des Blastodenns 26 J. Seiler, eines Embryos mit 58 Chromosomen. Entstehen daraus Weibchen, so ist klar, daß sie in der geschlechtsbestimmenden Reifeteilung in jeder Tochterplatte 29 Chromosomen haben müssen. Zwei solcher Plattenpaare fanden wir auch tatsächlich. Textfig. & 6 und 7 gibt eines wieder. Die Zählung in diesem Plattenpaar ist jedenfalls einwandfrei; es ist höchstens noch denkbar, daß das Messer, das zwischen der Eliminationsplatte und einer Tochterplatte genau horizontal durchfuhr, ein etwa vorhandenes nachhinkendes X-Chromosom mitgerissen hat. Wichtig schien es deshalb, die Chromosomenzahl in den Äquatorialplatten der ersten Reifeteilung im Ei 2U untersuchen. Das ist nicht leicht, denn hier liegen die Chromosomen meist in rosenkranzförraigen Verbänden vor bis unmittelbar zur Anaphase, so daß selten Platten gefunden werden, in denen einwandfreie Zählungen gelingen. Wir besitzen nur 7 in jeder Beziehung klare und auf einem Schnitt liegende Platten, sechs davon haben .30 Chromosomen, eine 29 (Textfig. & 8). Demnach dürfen wir schließen: Tiere mit 58 Chromosomen sind Weibchen. Wie sind diese entstanden? Es wäre naheliegend anzunehmen, daß sie entstanden sind aus Eiern, die sich parthenogenetisch entwickelten tmd die in ihren Vorkernen 29 Chromosomen besaßen. Nachträglich hätte eine Chromosomenregulation stattgefunden, eine Chromosomen- verdoppelung, wie sie fast ausnahmslos bei parthenogenetischer Ent- wicklung gefunden woirde (vgl. Studie IV und die darüber hier zitierte Literatur). Diese Annahme schien sehr aussichtsreich, denn es bestehen Angaben in der Psychidenliteratur über gelegenthche Parthenogenese bei T. tubulosa (vgl. Freer, Ent. Record. p. 89. Vol. VI, 1895). Dazu kommen noch folgende Tatsachen und Überlegungen. Sind die Weibchen mit 58 Clu'omosomen so entstanden, wie wir annehmen, so muß ihnen das unpaare X-Chromosom fehlen; sie hätten nur die 58 Autosomen. Würden wir ein solches Weibchen kreuzen mit einem normalen Männ- chen, so müßten wir lauter Weibchen erhalten, falls unsre Vorstellungen über Geschlechtschromosomen und Geschlechtsvererbung richtig sind. Der Chromosomenzyklus wäre wie folgt: Gameten Zygoten /29 2 = 58/ \29\ >59= Q ö' = 60<' ^30 • Die Fl $ wären nun aber wieder normale Weibchen, die bei geschlecht hc her Fortpflanzung das übliche Sexualverhältnis ergäben. Geschlechtschromosomenuntersucliungen aii Psychideii. - 27 Nun hatte Aug. Hartmann (München 1871) die erste Hälfte dieser Experimente aiisojcfiihrt, allerdings nicht an tuhuJosa, sondern an der iialie verwandten Solenohia triquefrella. Er kreuzte ein parthenogene- tisches tnquetrellaAYinhQlwu mit einem triquetrelln-Wü.imc\\cn aus einer Gegend, wo ^Männchen vorhanden sind und die Vermehrung zweigeschlecht- lich sich vollzieht. Die Kreuzung ging — übereinstimmend mit andern Angaljen aus der Literatur — ohne Hindernisse und lieferte lauter Weib- chen, die ihre Eier aber nicht mehr parthenogenetisch ablegten, sondern auf Begattung warteten und, gleich wie es für die normalen geschlecht- lichen Weibchen typisch ist, abstarben ohne die Eier gelegt zu haben, als die Begattung ausblielx Hartmann schreibt weiter: »Somit ist meine Hoffnung, durch Paa- rung parthenogenetischer tnquetrenaAWiher mit Männern aus andrer Gegend beide Geschlechter zu erzielen, bis jetzt nicht erfüllt worden. Mögen andre darin glücldicher sein.« Nach unsrer Annahme hätte er das Ziel erreicht, wenn die Fi-Weib- chen zui zweigeschlechtlichen Fortpflanzung gekommen wären. Ich versuchte nun, die Experimente an tubulosa auszufühi'en. Sie mißlangen aber, weil weder im eigenen Material — aus der Umgebung Berlins — , noch im Material andrer Gegenden parthenogenetische tuhulosaAWihchen vorhanden waren. Über 600 Weibchen wurden isoliert, aber zu einem Gelege, dessen Eier sich zu Räupchen entwickelt hätten, kam es nicht. Da unter dem tubulosa-M^terml aus der Mark auf 100 normale Weibchen nach den zytologischen Befunden etwa 7 mit 58 Chromosomen kommen und demnach unter den 600 Weibchen mindestens 40 parthenogenetische Tiere hätten sein soUen, tatsächlich aber nicht eines vorhanden war, so zwangen diese negativen Versuchsergebnisse, die Annahme, daß di(> Tiere mit 58 Chromosomen auf parthenogenetischem Wege entstanden sind, aufzugeben; sonst wären wir gezwungen, zu rein willkürlichen Hihs- annahmen unsere Zuflucht zu nehmen. Es waren nun namentlich folgende Möglichkeiten noch denkbar. 1. Die Chromosomenzahl der Tiere mit 58 Chromosomen ist zurück- zufiduTU auf Clu'omosomenkoppelungen. 2. Die Tiere mit 58 Chromosomen sind entstanden aus der Vereini- gung anormaler Keimzellen. Beide Annahmen können auf ihre Richtigkeit hin geprüft werden. Ist der Chromosomenbestand der Tiere mit 58 Chromosomen zurück- zuführen auf Chromosomenkoppelungen, so müßte das unpaare X-Chromo- som des Weibchens sich mit einem Autosom verbunden haben, während das diesem Autosom entsprechende homologe Chromosom keinen Anhang 28 - J.Seiler, hätte. Die weibliche Doppelgariiitiir hätte demnach ein inäquales Chro- mosonienpaar, imd zwar ein auffällig inäquales Paar, denn das X-Chro- mosom zählt bei tiibulosa zu den gi'ößten Chromosomen. Ein solch ungleiches Paar besteht aber nicht. Vergleichen wir die Größenverhält- nisse der homologen Chromosomen der beiden Tochterplatten mit je 29 Chromosomen (Textfig. & 6, 7 S. 23), die so genau wie möglich ge- zeichnet wurden, so können schon kleine Größendifferenzen festgestellt werden. Die sind aber zweifellos zurückzufülu'en auf Zufälligkeiten in der Lagerung der Chromosomen und auf Beobachtungsfehler. Für unsre Frage kommen sie nicht in Betracht. Es dürfte nicht überflüssig sein, hier zu betonen, daß fast alle Chromosomenbilder nicht von mir, sondern von einer objektiven wissenschaftlichen Hilfski-aft gezeichnet wurden, und zwar die meisten schon vor 2—4 Jahren, als ich mir selbst noch gar keine Vorstellung gebildet hatte! Ebenso zeigen die Äquatorialplatten somatischer Mitoson von Embryonen mit 58 Chromosomen kein auffällig großes Chromosom (vgl. Textfig. i 9—11 S. 23), was sie tun müßten, wenn unsre Annahme richtig wäre. Kurz, Chromosomenkoppelung kann nicht vorliegen. Zum selben Resultat kommen wir, wenn wir die beiden Tochterplatten mit je 30 Chromosomen (Textfig. h 4 und 5 S. 23) von F. casta — für die ja all diese Überlegungen auch gelten — untersuchen. Jede Platte liegt auf einem besondern Schnitt, das Messer fuhr durch die Elimina- ' tionsplatte. Da bei F. casta das X-Chi'omosom nicht nachhinkt, kann hier der Verdacht nicht auftauchen, daß das Messer das nachhinkende X-Chromosom weggerissen hätte; es sind zweifellos nur 30: 30 Chromo- somen vorhanden. Zum bequemen Vergleich der beiden Platten sind identische Chromosomengruppen durch Striche abgeteilt, und es wird leicht festgestellt werden können, daß ein inäquales Paar nicht zu finden ist. Das müßte übrigens auf den ersten Bhck in die Augen fallen, trotz- dem bei casta das X-Chromosom nur von mittlerer Größe ist. — Das zweite, nicht abgebildete Plattenpaar von casta mit 30 : 30 Chromosomen,, zeigt, auf die Größenverhältnisse der homologen Chromosomen unter- sucht, genau dasselbe. Somit bleibt uns die Aufgabe zu prüfen, ol) die tuhulosa-Tiere mit 58 Chromosomen (mit 60 bei casta) aus der Vereinigung abnormer Keim- zellen hervorgehen. Da wh- während der Eü-eifung keine Unregelmäßig- keiten beobachten konnten, mußte die Samenreifung daraufhin unter- sucht werden. Wh- zählten die Äquatorialplattenchromosomen der ersten und zweiten Reifeteilung möghchst vieler Männchen. Die Ergebnisse der Zählungen für tubulosa gibt die folgende Tabelle zusammenfassend wieder. Gj.ichlechtschroraosomemintersuchungen an Psychiden. 29 Chromosomenzahlen der Spermatozyten von Talaeporia tubulosa. Nr. der c5 Zahl der ausgezählten Äqiiatorialplatten der I. Reifeteilung mit den ] Chromosoraenzahlen | Zahl der ausgezählten Äquatorialplatten der 11. Keifeteilung mit den Chromosomenzahlen 1 Bemerkungen 29 ! 30 31 29 , 30 31 1—32 33 — 166 9 1 — 21 - ! 1 - Zählangen mit* sind nicht eindeutig. 34 — 8 1 1 35 — 33 3 2* 4 1 — 36 — 6 1 — 37 • — 11 1 — 38 — 5 — 39 — 4 2 — 40 — 16 1 1 — 41—46 — 39 4 — 47 — 5 2 1 6 — 48-52 - 1 33 17 — 53 11 1 2 — 54-58 — 25 18 — 59 — 14 1 3 — • 60-68 — 80 30 — 69 — 4 1 3 — 70-74 — 18 12 — 75 — 2 1* — 76 — 3 1* 77-78 — 2 10 79 — 1 1 1 1 1 80 — 1 1* 2 — 1 81-83 1 — 8 14 — 84 — 2 2* 4 — 85-89 1 — 19 13 — 90 — 6 2 9 — 91 — 35 1 2 1 22 ' - 92 — 2 1 1 — — 1 563 9 (+1*1 ;l8(+6*) 1 206 — Sämtliche untorsuchten Männchen (92) hatten in der Großzahl ilirer Äquatorialplatten der ersten Ri^ifeteilung 30 Chromosomen. Daraus können wir vorerst den Schluß ziehen, daß die Tiere mit 58 Chromosomen ausschließlich Weibchen ergaben, denn Männchen mit der haploiden Chromosomenzahl 29 fehlen. Eigentümlicherweise finden wir nun in Hoden, die sonst in fast allen Spermatozyten 30 Chromosomen aufweisen, ganz vereinzelt Chromosomen- platten, die mit gi'ößter Klarheit 31 Chromosomen zeigen. AVu- müssen 30 J.Seiler, a iiiiehmeii, daß zwei Clu'omosomen, vermutlich die beiden X-Chromosomen, nicht konjugiert haben und als Univalente Elemente in der Platte der bivalenten Autosomen liegen. Textfig. c gibt in 1 und 2 zwei Platten der ersten Keifeteilung mit 30, in 3 und 4 zwei Platten mit 31 Chromosomen wieder. Die Größenverhältnisse der Chromosomen sind mit der größt- möglichen Exaktheit wiedergegeben. Es hai den Anschein, als ob die l)eiden Platten mit 31 melir kleinere oder mittlere Clu-omosomen hätten, als die mit 30, wohl eben deshalb, weil die Zahl der kleinen und mittleren bivalenten Elemente um zwei Univalente vermelu't wurde. Wie klar die Verhältnisse liegen, mag aus der Photogr. 15 (Tafel der Studie III) •^'':. :i't ::^!. .iS>. iJjl-; :^>X .•/:;: Textfig. c. Spermatozytenäquatorialplatten von Tnl. iuh9ilosn. 1 und 2 Äquatorialplatten der ersten Reifeteilung^ mit der üblichen Chromosomenzahl 30; 3 und 4 mit der abweichenden Zahl 31. 5 und 6 normale- Äquatorialplatten der zweiten Reifeteilung (30 Chromosomen), 7 mit der abweichenden Zahl 29. Gezeichnet wie Textfig. a, b. hervorgehen, die dieselbe Äquatorial platte mit 31 Chromosomen wieder- gibt, die in Textfig. C4 abgebildet ist (hier nur anders orientiert!). Pho- togr. 12 (Tafel der Studie III, Arch. f. Zellf. Bd. XVI, Heft 2) i) gibt eine Äquatorialplatte der ersten Reifeteilung mit 30 Chromosomen. Im gesamten waren unter den 572 ausgezählten Platten 563, die die normale Chromosomenzahl 30 hatten und 9 mit der abweichenden Chi-omosomen- zahl 31. Wie wird in diesen anormalen Spermatozyten die erste Reife- teilung, die die Reduktionsteilung ist, verlaufen? Wie werden sich die Univalenten Elemente verhalten? Die Äquatorialplatten der zweiten Reifeteilung geben darüber Aus- kunft. Wieder besitzt natürhch die überwiegende Mehrzahl 30 Chi'omo- somen (vgl. Tabelle). Äquatorialplatten mit 31 Chromosomen sind nicht zu finden, wohl aber solche mit nur 29 Chromosomen, und zwar waren im gesamten unter 214 ausgezählten ganz klaren Platten 206,, di& die normale Chromosomenzahl hatten und 8 mit der abweichenden 1) Die Tafeln wurden zusammengestellt, als noch die Absicht bestand, die Stu- dien I— IV gleichzeitig erscheinen zu lassen, was sich nun leider als nicht möglich erwies. Giselili'chtschrDninsoiiicmiiilcrsucliungon an Psychiden. 3J Ziilil 2tl. ]Ji(' Ti'xtiig. '■ gibt in 5 und 6 zwei normale Äquatorialj) bitten- der zweiten Reifeteilinifi- und in 7 eine Platte uiit 29 Chromosomen. Wie diese Zahl zu s'ande kommt, zeigen die Anaphasen der ersten Reif eteilung- in Spindelseitenansiehten. IXormnlerweise rüeken nämlich im Hoden alle Chromosomen mit- einander gegen die Spindelpole. Ausnahmsweise aber sehen \\\x zwei- Chromosomen — in jeder Spindelhälfte eines — den übrigen Chromo- somen nachhinken. Das sind offenbar die beiden Univalenten El emente der Platten inil ?A Chromosomen. Sie liegen selbst oft noch in der alten Aquatorialebene, wenn die übrigen Chromosomen weit vorgerückt sind, die Spermatozyten erster Ordnung sich schon einschnüren oder bald im Begriffe sind, sich durchzuschnüren. Erfolgt die Durchschnürung, so- bleiben die beiden Univalenten Elemente, von dem Haufen der übrigen Chromosomen weit getrennt, im Plasma liegen, oder werden wohl oft gar nicht in die jungen Spermatozyten zweiter Ordnung mit aufgenommen . — Soweit die Beobachtung. Ihr weiteres Schicksal kann nur erschlossen werden. Sie werden zweifellos aufgelöst und gehen dem Kerne und damit dem Sperniatozoon verloren. ?soch interessiert uns das Verhältnis der normalen zu den anormalen; Spermatozyten in erster und zweiter Reifeteilung. Auf 62 normale Spermatozyten erster Ordnung kommt 1 anormale » 26 )) » zweiter ^> » 1 » Da eine Spermatozyte erster Ordnung mit 31 Chromosomen zwei Spermatozyten zweiter Ordnung mit 29 Chromosomen den Ursprung gibt, wie wu* sahen, so ist klar, daß wir in der zweiten Reifeteilung doppelt soviel anormale Spermatozyten haben müssen. Auf 31 normale Sperm ato- zoen müßte 1 anormales kommen. Die Beobachtungen stimmen fast genau mit der Berechnung überein. AVir fanden etwas mehr anormak^ Spermatozoen als erwartet. Das kann zufällig sein, vielleicht aber auch darin seine Klärung finden, daß möglicherweise gelegentlich eine Spermato- zyte erster Ordnung mit 30 Chromosomen zwei Spermatozyten zweiter Ordnung mit 29 Chromosomen den Ursprung gibt, die beiden Chromosomen, die in der Anaphase der ersten Reifeteilung liegen bleiben, in der Meta- phase als ein bivalentes Element vorlagen. Ferner ist möglich, daß ge- l(j[(entlich das eine der beiden nachhinkenden Ciiromosomen den einen Haufen der Tochterchromosomen noch erreicht, denn wir fanden Spindeln mit nur einem Cnromosom zwischen den beiden Tochterplatten. Doch lohnt es sich nicht, auf solche und andre Einzelheiten im Verhalten der nachhinkenden Chromosomen einzugehen. Uns genügt die in den Äqua- torialplatten der zweiten Reifeteilung einwandfrei feststellbare Tatsache^ 32 J. Seiler. daß in geringer Zahl Spermatozoen mit 21» Chromu. omen gebildet werden. Es ist nicht ausgeschlossen, daß selbst in ganz vers«.>i windender Zahl Spermatozoen mit 31 Chromosomen gebildet werden; nämlich dann, wenn beide Univalente Chromosomen in der Anaphase der ersten Reife- teilung in einer Tochterplatte vorrücken. Beobachtet ist äiesrr Fäll aber nicht. Damit dürfte die Herkunft der Weibchen mit 58 Chromo- somen vollständig klar gelegt sein. Sie entstehen zweifellos aus der Befruchtung eines Eies mit 29 Chromosomen durch ein abnormales Spermatozoon mit 29 Chromosomen. Nun bliebe uns aber noch die Aufgabe zu prüfen, ob diesen abnormalen Spermatozoen immer ein und dasselbe Chromosom fehlt, ob es immer dasselbe Chromosomenpaar ist, das in den Spermatozyten gelegenthch nicht konjugiert und infolge dessen bei der Reduktionsteilung sich ab- normal verhält. Ist es vielleicht das X-Chromosomenpaar? Auf direktem Wege kann diese Frage nicht entschieden werden, denn die paarigen Ge- schlechtschromosomen sind im männlichen Geschlecht nicht erkennbar. Sie gleichen in Form und Verhalten vollständig den Autosomen. Sind nun aber die Chromosomen die Vererbungsträger — wer wollte heute noch daran zweifeln! — und würden die Spermatozoen mit 29 Chromo- somen ein ganz beliebiges Chromosom verloren haben, so müßten aus den Eiern, die von ihnen befruchtet werden, Tiere hervorgehen mit wech- selnden Defekten. Es würde einmal z. B. das Chromosom fehlen, mit den Faktoren für die Anlage der Augen, ein andresmal das Chromosom mit den Faktoren für die Mundwerkzeuge usw. Wie wir aber sahen, sind die Weibchen mit 58 Chromosomen äußerUch nicht zu unterscheiden von den normalen Weibchen mit 59 Chromosomen. Es muß ihnen also wohl immer ein und dasselbe Chromosom fehlen und zwar ein Chromo- som, das für die Entstehung eines Weibchens anscheinend nicht not- wendig ist. Die Untersuchung der Tochterplatten der ersten Reifeteilung mit 29 : 29 Chromosomen bei T. tubulosa mit 30 : 30 bei F. casta, führt zum selben Schluß. Im ersten Falle waren 29, im zweiten 30 Chromosomen- paare mit äqualen Partnern vorhanden. Das ist aber nur möglich, wenn diesen Tieren ein bestimmtes Chromosom und immer dasselbe fehlt und zwar kann das zweifellos nur das X-Chromosom sein. Es würden demnach Spermatozoen gebildet, denen das X- Chromo- som fehlt. Kommen sie mit einem Ei zusammen, das ein X-Chroniosom in seinem Vorkern besitzt, so entsteht ein Tier mit 59 Chromosomen (bei T. tubuloso), das aller Voraussicht nach ein normales Weibchen sein Geschlechtschromosomenuntersuchungoii an Psychiden. 33 muß, das aber sein X-Chromosom von der Mutter - nicht wie gewöhnUch vomVater — l)ekommen hat. Solche, auf ungewöhnhchem Wege entstandenen Weibchen müssen in meinem Material gewesen sein, sie waren aber nicht zu erkennen, weil sie sich nicht von den gewöhnlichenWeibchen unterschieden. Kommt ein Spermatozoon ohne X-Chromosom zusammen mit einem Ei ohne X, so entstehen die Weil)chen mit 58 Chromosomen, die äußer- lich normalen Weibchen gleichen, denen aber das unpaare X-Chromosom fehlt. Das Schema des Chromosomenzyklus für beide Fälle wäre wie folgt: Gameten Zygoten ,30\ Q = 59< ^\ 29 )59 = e \ 29^ (2) Oder alls;em(iii: Gameten n -f- X Q =2n -\- x^ ^^ 2 71 + a:= Q cT = 2 ?^ + 2 2; ^\ n 2 t* = $ ~'N2^) Beide Sorten von außergewöhnhchen Weibchen entstehen im Ver- hältnis 1 : 1, vorausgesetzt natürüch, daß die Eier mit 30 und die mit 29 Chromosomen im Verhältnis 1 : 1 gebildet werden. In unsrem Material kamen nun auf 26 normale Spermatozoen 1 abnormales ohne X-Chromo- somen. Nehmen wir an, — diese Abnahme trifft zweifellos zu — daß beide Arten von Spermatozoen genau gleich befähigt sind zur Befruchtung, so haben wir zu erwarten, daß das Verhältnis der befruchteten Eier mit den normalen Chromosomenverhältnissen zu denjenigen mit den außergewöhn- lichen Chromosomenverhältnissen sich verhält wie 26 : 1. Da wir aber von den außergewöhnlichen Weibchen nur die HäKte, nur die mit 58 Chromosomen zytologisch erkennen können, so müssen die Embryonen mit den Chromosomenzahlen 60 und 59 sich zu denjenigen mit 58 ver- halten wie 52 : 1. Darin würde uns ein willkommenes Mittel zur Über- prüfung unsrer Beobachtungen und Ableitungen gegeben sein. Leider sind die Zahlen der Beobachtungen, die uns in dieser Hinsicht zur Ver- fügung stehen, zu klein, um beweisend zu sein. Wir fanden in Wirklich- keit ein Verhältnis von 14 : 1 (55 Embryonen mit 59 oder 60 Chromor somen, 4 mit 58). Die Wahrheit dürfte eher in der Xähe des Verhältnisses Archiv f. ZeUforschung. XVI. 3 34 J. Seiler, 52 : 1 liegen. Daß wir bei kleinen Zahlen Zufallsergebnisse erhalten müssen, ist klar. Das zeigt ein Bück auf die frühere Tabelle (sielie S. 29). Zwar hat es den Anschein, als ob die Bildung abnormaler Spermatozoen keineswegs beschränkt wäre auf einzelne, vielleicht nicht ganz normale Männchen. Vielmehr erhalten wü- den Eindruck, daß wohl die meisten Männchen (wenn nicht alle) in mehr oder minder großem Prozentsatz Spermatozoen ohne X-Chromosom erzeugen. Aber eben dieser Prozentsatz scheint zu schwanken, Tier Nr. 91 z. B. hat ein Verhältnis von normalen zu abnormalen Spermatozoen wie 11 : 1, Tier 90 dagegen ein Verhältnis von 4 : 1 usw. Ferner hatte ein Männchen in einem Follikel voller Ana- phasen der ersten Reifeteilung fast in jeder Spindel die X-Chromosomen noch in der alten Äquatorialebene liegen. Daraus ist zu entnehmen, daß gelegentlich die Ausnahmsweibchen recht zahlreich auftreten können. Wir vermuteten, daß bei T. tubulosa auch Spermatozoen mit 31 Chro- mosomen gebildet werden. Das Befruchtungsschema wäre in diesem Falle wie folgt: 30- 61 == cf ? mit 3 x Q=^59<( \^-^ \29\ /\ / 60=: cj', beide x vom Vater, patroclin oi /\/ 59 = Q , X von der Mutter, matroclin \29 ^ ^58 = 2, ohne x Diese Verhältnisse können jedoch nur selten verwirklicht sein, denn unter 214 Spermatozoen befand sich noch keines mit 31 Chromosomen. Auch fanden wir keinen Embryo mit 61 Chromosomen. So liegen die Verhältnisse bei T. tubulosa. Bei F. casta konnten wir die Untersuchung nicht so sorgsam durchfühi'en, da Hodenmaterial fehlte. Es kann jedoch kaum daran gezweifelt werden, daß wir eine vollständige Parallele haben und die Weibchen ohne X-Chromosom mit 60 Chromo- somen (vgl. S. 25) hervorgegangen sind aus der Befruchtung eines Eies ohne X mit einem abnormalen Spermatozoon ohne X-Chromosom. 4. Experimentum crucis. Das Experiment, das über die Gültigkeit dieser Ausführungen ent- scheiden würde, wäre die Aufzucht der geschlechtlich erzeugten Nach- kommenschaft eines Weibchens mit 58 Chromosomen. Die Eier eines solchen Ausnahms Weibchens befruchtet mit normalen Spermatozoen müßten, falls lebensfähige Nachkommenschaft entsteht, lauter Tiere mit 59 Chromosomen, also lauter Weibchen, ergeben. Nun sind, wie schon gesagt, die Ausnahmsweibchen äußerlich nicht erkennbar, wenigstens Gcschlcchtschromosonicnuntcrsuchungon an Psychiden. 35 können wir sie bis jetzt nielit nnterseheiden von normalen AVeihehen. Es bleibt uns also, wollen wir das Experiment ausführen, nur ein AVeg offen: Die AufzAicht einer möglichst großen Anzahl von Gelegen. Ist die Zahl groß genug, so müssen bestimmt welche darunter sein, die von Ausnahmsweibchen mit 58 Chromosomen stammen. Nun ist die Auf- zucht von tuhidosa leider nicht leicht, und die Geschlechter sind zudem erst sehr spät sicher unterscheidbar. Trotzdem versuchten wir, im Zu- sammenhang mit andern Fragen, eine experimentelle Lösung, die aber z 2r fluanahme Q Ausnahme Q Textfig. ä. leider aus äußeren Gründen nicht glückte (vgl. Studie I S. 266 oben). Im ganzen hatten wir 50 Zuchten angelegt und erwarteten darunter eine reine Weibchenzucht. Daß der Prozentsatz solcher Zuchten zu den normalen dem erwarteten Verhältnis 1 : 52 nahe kommen wird, können wir auch daraus vermuten, daß unter den 33 Überreife- und Temperatur- kulturen (Studie I), die zytologisch auf die Frage der Geschlechtsbestim- mung untersucht wurden, höchstens die Kältekultur Nr. 1 (vgl. S. 260) eine reine Weibchenkultur sein könnte, denn auf Spindelseitenansichten der Anaphase der Reduktionsteilung war in keinem Ei ein nachhinkendes X-Chromosom vorhanden. Doch ist der Fall nicht beweisend, denn es ist möglich, daß das X ausnahmsweise hier immer mit den Autosomen vorrückte. Neue Experimente zur Entscheidung der Frage sind im Gange. 3* 36 J.Seiler, 5. Die Vererbungserscheinungen bei Nichttrennen der Geschlechts-- Chromosomen. Die hauptsächlichste Folge für die Vererbung bei Non-Disjunction, Nichttrennen der Geschlechtschromosomen, wie wir das beschriebene Ver- halten der X-Chi"omosomen vorläufig benennen wollen, haben wir her- vorgehoben. Es werden zwei Sorten von Ausnahmsweibchen gebildet, solche ohne X-Chromosom und solche, die ihr X nicht wie üblich, vom Vater erhalten (vgl. Textfig. d I), sondern von der Mutter (vgl. Textfig. d II). Theoretisch am interessantesten und für die Frage der Lokalisation der Geschlechtsfaktoren in die Geschlechtschromosomen bedeutungsvoll sind die Weibchen ohne X-Chromosom. Wir betonten schon, daß sie äußerlich nicht zu unterscheiden sind von normalen Weibchen. Wenn w'ir somit Geschlechtsfaktoren in die Geschlechtschromosomen verlegen woUen, so dürfen wir in dem X-Chromosom des iM&Mtosö- Weibchens, und damit wohl im unpaaren Geschlechtschromosom der Schmetterlinge über- haupt, höchstens Männchen bestimmende Faktoren suchen. Hier wäre jedenfalls der Beweis erbracht, daß in dem X-Chromosom der tuhulosa- Weibchen keine Faktoren sein können, die für die Entstehung eines Weibchens notwendig sind. Und, dürfen wh die Kreuzungsergebnisse an Abraxas, auf die wir später zu reden kommen, heranziehen, so können wir mit großer Wahrscheinlichkeit auch zeigen, daß in den X-Chro- mosomen tatsächlich die Männchen bestimmenden Faktoren sein müssen. Dieser Schluß steht im Einklang mit den modernen Ansichten über Lokali- sation der Geschlechtsfaktoren. Bei weiblicher Digametie denkt man sich in den Geschlechtschromosomen die Männchen bestimmenden Faktoren, bei männlicher Digametie die Weibchen bestimmenden (vgl. z. B. Gold- SCHMIDT-CORRENS 1913). Sind in den Geschlechtschromosomen noch andi'e Faktoren als die Geschlechtsfaktoren vorhanden, so müssen diese Faktoren in ihrer Ver- erbung ganz an die Vererbung des Geschlechtes gebunden sein (= ge- schlechtsgebundene Faktoren). Bei Non-Disjunction hätten wir zu er- warten, daß dem regelwidrigen Verhalten der Geschlechtschromosomen ein ebensolches der geschlechtsgebundenen Merkmale entsprechen muß. Hat bei normaler Vererbung das Weibchen als geschlechtsgebundenes Merkmal helle Flügelfarbe ( = unschraf f iertes X-Chromosom im Schema der Textfig. (II), das Männchen einen Faktor flu* dunkle Flügelfarbe (= schi-aff iertes X im Schema), so gelangt der Faktor für helle Flügel- farbe, durch die Art der Verteilung der X-Chromosomen, von der Mutter auf den Sohn (vgl. Schema dl), die dunkle Farbe vom Vater auf die Tochter. Die Töchter übertragen sie dann wieder auf ihre Söhne (= criß Geschlechtsehromosomenuntersuchungon an Psychidoii. 37 n-oß-Vororl)ung). Bei Non-Disjunction dagogen kommt das X-Chromo- som von der Miittor auf dio Tochter und damit müssen wir Ausiiahms- weibchen mit lieller Fliigelfarbe erhalten (vgl. Schema Textfig. (/ 11 ). Mit der Erbringung eines experimentellen Nachweises solcher Ausnahms- weibchen ist mir ein amerikanischer Kollege, Bridges, zuvorgekommen, allerdings an einem andern, ungleich günstigeren Objekt. Ich komme gleich auf seine bedeutenden Untersuchungen an Drosophila zu sprechen. Bei Schmetterlingen waren schon länger Vererbungserscheinungen bekannt geworden, durch Doncasters Ki-euzungen von Ahraxas grossu- lariata mit der Varietät lacticolor, die bis heute ungeklärt blieben, nun aber ihre glatte Lösung durch die eben beschriebene Non-Disjunktion der Geschlechtschromosomen finden. Schon Bridges hat darauf hingewsen. Die hauptsächlichsten Beobachtungstatsachen, die für uns von Interesse sind, sind die folgenden: 1. Sowohl bei A. grossulariata als bei lacticolor oder Ki'euzungen beider Formen traten reine Weibchenkulturen auf, 2. Gelegentlich können diese Weibchenkulturen auch einige wenige Männchen enthalten. 3. Die normale Chromosomenzahl bei grossulariata und lacticolor be- trägt für beide Geschlechter 56. 4. Die Weibchen unisexueller Familien haben oft nur 55 Chromosomen, bei vier Individuen wurden nur 54 Chromosomen festgestellt (vgl. S. 8, 1913). 5. Die Weibchen bisexueller Familien, die duTkt von unisexueUen abstammen, haben 56 oder 55 Chromosomen. 6. EineerblicheAnlage für Unisexualität konnte nichtfestgestellt werden. 7. Der Faktor für grossulariata (= dunkle Flügelfarbe) und der für lacticolor (= helle Flügelfarbe) ist geschlechtsgebunden und wird nach den Regeln der criß-croß vererbt, kommt also von der Mutter auf den Sohn und vom Vater auf die Tochter. 8. Ausnahmen von dieser Regel, d. h. matrocline Weibchen und patrocline Männchen, wurden festgestellt. — Das Auftreten von reinen Weil)chenkulturen oder Kulturen mit nur wenigen Männchen glaubte Doxcaster dadurch erklären zu können, daß er annahm, daß in den Eiern der Weibchen mit 55 Chi'omosomen das unpaare X-Chromosom inmier, oder doch vorzugsweise in den Richtungs- körper ausgestoßen wird. So blieben lauter oder vorwiegend Eier mit 27 Chromosomen, die mit einem normalen Spermatozoon mit 28 Chromo- somen lauter Tiere mit 55 Chromosomen, also lauter Weibchen ergeben. Abgesehen aber davon, daß damit das Auftreten von Tieren mit 55 Chro- mosomen nicht erklärt ist. mußte Doxcaster (1915) feststellen, daß an- 38 J. Seiler, scheinend die Eier mit 28 Chromosomen ebenso häufig sind wie die mit 27. Für selektive Sterbüchkeit, die zur Erklärung hätte herangezogen werden können, ließen sich keine beweisenden Tatsachen erbringen. Somit blieb der ganze Tatsachenkomplex, soweit er sich auf die Sexuahtät und auf das Auftreten von Tieren mit 55 Chromosomen be- zieht, ungelöst. — Die patroclinen oder matroclinen Ausnahmen suchte DoNCASTER dadurch zu erklären, daß er annahm, das X-Chromosom be- stände aus zwei normalerweise verbundenen Teilen, der eine mit dem Ge- schlechtsfaktor, der andre mit dem grossulariata oder lacticolor-F aktor, die ausnahmsweise getrennt voneinander übertragen werden könnten. Beobach- tungstatsachen für eine solche Beutung ließen sich aber nicht erbringen. Nach den geschilderten Beobachtungen über Non-Disjunction bei tuhulosa dlnfte der Ähmxas-FsiW folgende einfache Deutung finden: Wir müssen annehmen, daß der normale Chromosomenzyklus wie folgt verläuft: Gameten Zygoten Q = 54 + xT/p^ + ^^54 -f- ^2/ = 2 Cf = 54-h 2^{^^ + ^^^54 -\-2x = d' Findet nun in der Samenreifung Non-Disjunction der Geschlechtschromo- somen statt, so würden, in Analogie zu tuhulosa, Spermatazoen ohne X-Chro- mosomen gebildet, die Ausnahmsweibchen erzeugen nach folgendem Schema : Q=54 + x2/p!^ + ^^54 + 2/=Q (9 ohnea:) (^ = 54 + 2x 27 2„ — — - — '54 4- X = $ (matroclines 9 ) 2x Gehen bei Non-Disjunction die beiden X in eine Spermatide und entstehen Spermatozoen mit zwei X-Chromosomen, so erhalten wir Ausnahms weibchen und Ausnahmsmännchen. Der Clu-omosomenzyklus lautet in diesem Falle: {21-\-y^ -/ 54-fi/=Q (9 ohne a:) Q = 54 + xy- ^ = 54 -f- 2 .^ b4:-\- x= Q (matroclines Q ) 54 + 2rB + ?/ = cf (patroclines cf mit einem y) I27 + 2x^ -^54 -\-Bx = cf (mit 3x) Aus den vorliegenden Beobachtungstatsachen möchte man vermuten, daß dieser FaU nicht so selten verwirldicht ist, als bei tuhulosa, wenn er hier überhaupt vorkommt. GeschlechtscliromosomenuntersucliunK^'n an Psvchidon. 39 D Wird ein matroclines Ausnahnisweibclu'n mit normalen Spermato- zoon befruchtet, so entsteht eine Rasse, die im weiblichen Geschlecht 55, im männlichen 56 Chromosomen hat und behält. Ein Ausnahmsweibchen ohne X-("in-omosom (54 + ?/) aber gibt einer reinen Weibchenkultur den Vorsprun«]: (vgl. Satz 1. S. 37) nach folgendem Schema: Q =bi-hfj (97 + ^^54 + :ci/=Q (normales Q ) d^-=54 + 2:r[^!^ + ^^54 + .T=Q {Q ohne ^) Die geschlechtlich erzeugte Nachkommenschaft dieser Weibchenkultur ist bisexuell (vgl. Satz 6, S. 37), die Weibchen haben entweder 56 oder 55 Chromosomen (vgl. Satz 5, S. 37), je nachdem sie von 54 + xy- oder von 54 + a;- Weibchen abstammen. Bildet nun bei Ähraxas — gleich wie bei tubulosa — jedes, oder fast jedes Männchen eine größere oder geringere Zahl abnormale Spermato- zoen, so ist klar, daß jedes oder fast jedes befruchtete Ausnahmsweibchen mehr oder minder neue Ausnahmen erzeugen muß, wie aus folgenden Chromosomenzyklen zu ersehen ist: 1) 9=54 + // {27 + 2/-^54_^,^_Q 27/ 27 54 = Q (Ausnahmsweibchen 2x ohne xy] rf = 54-f 2a: 2) Q = 54 + X E + '^^54 + .r = $ 127 (f = bi -\- 2 x{27 54 =9 (Ausnabmsweibchen ohne xy) Ww können diese neuen Ausnahmen sekundäre Ausnahmsweibchen nennen. Die Hälfte davon besitzt nur 54 Chromosomen. Ist ein solches W(i beben lebens- und fortpflanzungsfähig, so erhalten wir auf einem neuen Wege reine Weibchenkulturen, wie folgendes Schema zeigt: 2=54 I 27 — --54_|..^=Q CJ^=U-{-2x\f^Z": 354 + ^=0 40 J.Seiler, Ist ein kleiner Prozentsatz der befruchtenden Spermatozoen abnormal — ohne X-Chi'omosom oder mit beiden X-Chromosomen — so erhalten wii- neben Weibchen mit 55 Chromosomen solche mit 54 (vgl. Satz 4) und außerdem vereinzelte patrocline Männchen (vgl. Satz 2). (27 ^ ^ (-f = 54 + 2.17 27 , 2x^^^ + 2a; = Cf (patrocline c?) Bei geschlechtlicher Fortpflanzung ergibt auch diese Weibchenkultur natürlich wieder ein normales Sexualverhältnis, und es ist selbstverständ- lich, daß keine andern Regeln über Erblichkeit der Unisexualität gefunden werden können als die, die sich im Gefolge der Non-Disjunction von selbst ergeben (vgl. Satz 6). Daß Ausnahmen in der Vererbung der geschlechtsgebundenen Merk- male vorkommen müssen (vgl. Satz 8), versteht sich nach dem Gresagten von selbst. Gleich wie Bridges im Gefolge der Non-Disjunction bei DrosopJiila Steriütät feststellte (hier sind z. B. die Männchen ohne Y-Chromosom zwar lebensfähig, aber steril), so beobachtete auch Doncaster in seinen Äusnahmezuchten von Äbraxas häufig Sterilität. Die tritt zweifellos ein bei ganz bestimmten abnormalen Chromosomenbeständen. Es dürfte äußerst interessant sein, darüber Untersuchungen anzustellen. Auf weitere Einzelheiten der Ergebnisse Doncasters einzugehen, würde zu weit führen. Es will scheinen, als ob sein ganzer Fragenkomplex durch die Annahme der Non-Disjunction vollständig geklärt sei. Es bleibt mh nun aber selbstverständlich die Aufgabe, zu prüfen, ob tatsächhch bei Äbraxas Non-Disjunction vorkommt. Ich hoffe, darüber bald be- richten zu können und glaube, es hat sich jetzt schon gelohnt, auf den Fall einzugehen, weil an Äbraxas tatsächhch das Experimentum crucis, das für tubidosa noch aussteht, vorliegt mit dem erwarteten Er- gebnis. Anmerkung bei der Korrektur: Inzwischen brachten zwei Arbeiten über Erblichkeit bei Schmetterlingen (Goldschmidt 1920 u. 1921) neue experimentelle Beobachtungen, welche ihre volle Klärung durch die Annahme des Nichtauseinander- weichens der Geschlechtschromosomen finden. Zwischen Goldschmidts Daten und seiner Interpretation und unserem zytologischen Nachweis des Nichtauseinander- weichens im monogametischen Geschlecht besteht volle Übereinstimmung (vgl. G. 1921, S. 150—151), Gesclilechtschromosomcmmtcrsucluingen an Psychiden. 41 6. Non-Disjunction bei Drosophila. Ursachen und Bedeutung der Non-Disjunction. Wir besitzen einen Avundervollen Parallelfall von Non-Disjunction in den wertvollen Untersneliungen von Bridges an Drosophila, die während des Kiieges erschienen und mjr erst im letzten Moment vor der Nieder- schrift dieser Arbeit in die Hände kamen. Es mag lehrreich sein, auf den Fall einzugehen; die Parallele wird um so interessanter sein, als bei Droso- phila das Männchen digametisch ist, nicht das Weibchen wie bei den Schmetterlingen. Demnach ist zu erwarten, daß die Verhältnisse genau umgekehrt liegen werden. Der Chromosomenzyklus von Drosophila lautet wie folgt: Q=6 + xx[l + ^6 + xx= Q Die Rolle des Y-Chromosoms für die Vererbung ist noch nicht genügend geklärt ; sie scheint sehr gering zu sein. Jedenfalls kommen als Vererbungs- träger der geschlechtsgebundenen Faktoren in erster Linie die X-Clii'omo- somen in Betracht. Mit dieser Annahme harmonierten die gesamten ex- perimentellen Ergebnisse. Dabei muß betont werden, daß gerade die Verer- bung der geschlechtsge])undenen Merkmale am genauesten, mit einer impo- nierenden Gründlichkeit studiert ist und die Arbeiten darüber wohl die besten Vererbungsanalysen darstellen, die überhaupt bestehen. Sämtliche ana- lysierten geschlechtsgebundenen Merkmale folgten den Regeln der criß-croß. Ln Verhältnis 1 : 1700 aber traten in den Zuchten von Bridges Ausnahmen auf. matrodine Töchter oder patrocline Söhne. Diese Ausnahmstiere nahm Bridges als Ausgangspunkt eingehender Unter- suchungen. Welche Kreuzungen er auch mit ihnen anstellte, alle Ergeb- nisse wiesen auf eine Erklärung hin: Die Ausnahmsticre sind dadurch ejitstanden, daß die beiden X-Chromosomen des Weibchens sich nicht trennten, bei der Reifeteilung im Ei entweder beide in den weiblichen Vorkern gelangten oder beide in den Richtungskörper ausgestoßen wurden. Damit würden wir folgende Gameten und Chromosomenzyklen erhalten: 3 -\- y ;^ ^ Q-\- xxy=^ matroclines 9 3-1-x cT = 6 + •'^.'/■ Q = 6 + XX 6 -f- a; = patroclines cT 42 J. Seiler, Die Zygoten XXX scheinen nicht lebensfähig zu sein, ebenso die ohne X-Chromosom (6 + Y). Die beiden andern müssen, wenn der Vorgang nach dem gegebenen Schema verläuft, matrocline Töchter und patrocline Söhne ergeben. Daß diese im Experiment erhaltenen Ausnahmstiere aber obige Chromosomengarnitur haben, war nur erschlossen. Bridges bringt in seiner Ai'beit eine Fülle von experimentellen Beobachtungen, die diese Schlüsse stützen. Was aber seiner Arbeit besondere Bedeutung ^ibt, das ist der zytologische Nachweis für die Richtigkeit der Vorstel- lungen. ZwöK chromosomal untersuchte Ausnahmsweibchen wiesen tnt- sächlich übereinstimmend ein überzähliges Chromosom auf, das zudem an seiner Form ziemlich sicher als Y-Chromosom identifizierbar war. Es ist nun klar, daß die Ausnahmsweibchen, die durch primäre Non-Disjunction entstanden sind, wieder neuen Ausnahmen den Ursprung geben müssen (= sekundäre Non-Disjunction). Durch geistreiche Ex- perimente erschloß Bridges aus den croß-over-Erscheinungen, daß von den möglichen Gameten 3-1- Y, 3-fXX, 3-1-X und 3 + X Y in der Hauptsache nur die beiden letzten gebildet werden. Demnach müßten .sich folgende Chromosomenzyklen ergeben: ^ = ß-\-xy 3 _^. x\\/ 5=6 + xxy 6 + xyy == Ausnahms-cf 3 + 3cZ\/_\ 6 -}- XX = Q 3-i-xy ß -{- xxy = AuBnahms-Q Die experimentellen Daten waren die folgenden: Wird ein Ausnahme- weibchen zur Weiterzucht verwendet, so liefert es, was die weibliche Nach- kommenschaft anbelangt, zur Hälfte normale Töchter, die wieder normale Nachkommen erzeugen; die andre Hälfte der Töchter verhält sich wie die Mutter, d. h. sie ergibt wieder zur Hälfte Ausnahmen, zur Hälfte nor- male Tiere. Die zytologische Untersuchung lieferte folgendes Resultat: Von 18 Weibchen mit klaren Chromosomenbildern . hatten 9 den normalen Chromosomensatz, die übrigen 9 hatten außer den beiden X noch ein Y-Chromosom. So decken sich also die zytologischen und experimen- tellen Ergebnisse ganz genau, und es dürfte damit Bridges gelungen sein, den ersten eindeutigen dnekten Beweis dafür erbracht zu haben, ■daß in den X-Chromosomen die Faktoren der geschlechtsgebundenen Merkmale untergebracht sind. Der Vorgang der Non-Disjunction selbst liegt bei Drosophila noch im Dunkel. Es ist zu hoffen, daß darüber bald Untersuchungen angestellt Geschlechtschromosomenuiitersiichungen an Psycliidcn. 43 worden. Uns interessiert die Tatsache, daß Bridges durch seine experi- mentellen Ergebnisse gezwungen ist, die Non-Disjunction bei der Ei- reif ung erfolgen zu hissen. Der Fall liegt also in bezug auf die Geschlechter tatsächlich umgekehrt wie bei den Schmetterlingen, denn bei Talaeporia erfolgt das Nichttrennen in der Samenreifung, wie wir sahen. Im übrigen zeigen sich kleine Unterschiede, die darauf zurückzu- führen sind, daß bei Brosofhila der X Y-Geschlechtschromosomentypus vorliegt, bei Talaeporia der X-Tj^pus. So ist bei Drosophüa die Zygote ohne X nicht lebensfähig, bei Talaeporia dagegen wohl; ob sie hier aber lebensfähige Nachkommenschaft liefert, ist noch nicht ausgemacht, wahr- scheinhch schon. Die Zygote mit X ist bei Drosophüa zwar lebensfähig, aber steril; bei Talaeporia sind die Zygoten mit X überhaupt normal. Im Prinzip aber herrscht Übereinstimnumg: Das Nichttrennen findet im monogametischen Geschlecht statt. Die Bezeichnung »Non- Disjunction ((, die wir von Bridges übernommen haben, trifft für Talae- poria vielleicht nicht ganz das wesentliche. Denn hier ist jedenfalls das erste, daß die beiden X nicht konjugieren. AUe Beobachtungstatsachen an Talaeporia deuten auch darauf hin, daß nur solche X-Chromosomen, die als Univalente Elemente in die Reduktionsteilung der Spermatozyten eintreten, iii der Anaphase liegen bleiben. Das abnormale Verhalten bei der Teilung ist also wohl mn- Folge davon, daß die Affinität zwischen den beiden X in den Synapsisstadien entweder nicht vorhanden oder doch zu schwach war, da die beiden X-Chromosomen in der Anaphase meist aneinander geklebt, jedenfalls in unmittelbarer Nachbarschaft beieinander liegen bleiben, können wir vorläufig ruhig Jjei der Bezeichnung „Non- Disjunction" oder Nichttrennen der Geschlechtschromosomen bleiben. Worauf aber das Nichtkonjugieren zurückzuführen ist, ließe sich nur vernuitungsweise sagen. Man könnte z. B. an Inzuchtwirkung denken. Der Gedanke liegt für die Psychiden ilirer Biologie wegen nahe. Talae- poria ist oft mehrere Jahre nacheinander sehr selten, da die Schlupf- wespen die meisten Tiere anstechen und als Wirt für ihre Brut ausnützen. Gelangt ein Weibchen zur Eiablage, so werden die Geschwisterräupchen ihrer geringen Beweglichkeit wegiMi in relativer Nachbarschaft bleiben; dazu kommt, daß die Weibchen flügellos und zur Ortsveränderung voll- ständig unfähig sind (vgl, auch biologische Notizen Studie I). So mag Inzucht einige Jahre nacheinander die Regel sein, oder doch sehr häufig vorkommen. Bei Drosophila und Ahraxas dürfte es leicht sein, die Vei- mutung experimentell zu prij/en. Non-Disjunction im digametischen Geschlecht. Nichttrennen zwischen X und Y. ist schon längst bekannt und oft beobachtet worden (Wilson 44 J. Seiler, 1907, 1909, 1910; Stevens 1908, 1912). Wilson, der erste Beobachter, deutete die Erscheinung als Mittel, das überflüssige Y-Chromosom ver- schwinden zu lassen und von dem X Y-Geschlechtschromosomentypus zum reinen X-Typus zu gelangen. Halten wir an dem Gedanken fest — wir glauben, er ist berechtigt und findet namentlich Stützen in den Untersuchungen von Bridges — so müssen wir weiter schhcßen, daß das Vorkommen von Non-Disjunction im monogametischen Geschlecht darauf zurückzuführen wäre, daß hier auch eine Neigung besteht, die X-Chromosomen zu ehminieren. Bei Schmetterlingen führt das, wie wir sahen, zum Auftreten von reinen Weibchenzuchten und, wenn Nicht- trennen häufiger würde, schließlich zum Aussterben der Männchen und damit zum Aussterben der Art, wenn nicht andre Chromosomen die Rolle der X-Chromosomen übernehmen, oder aber — wenn nicht eine neue Fortpflanzungsweise einsetzt: Die Parthenogenese. Wir werden namentlich in der IV. Studie (die Parthenogenese bei Psychiden) Anlaß haben, auf diesen Gedanken zurückzukommen. 7. Zusammenfassung. 1. Fumea casta besitzt im weiblichen Geschlecht ein unpaares X- Chromosom. Dieses rückt in der Metaphase der ersten Reifeteilung im Ei etwas aus der Äquatorialebene heraus, wenigstens bei überreifen Ovarialeiern. In der ersten Reifeteilung geht es ungeteilt an einen Spindel- pol. Es entstehen Eier mit 30 und solche mit 31 Clu-omosomen. 43 reife Eier hatten 30 Chromosomen (= Weibchen). 50 hatten 31 (=Männchen). Im übrigen verhält sich das. X wie die Autosomen ; es hinkt diesen in der Reduktionsteilung, im Gegensatz, zu dem Verhalten bei tubulosa, nur ausnahmsweise nach. Alle reifen Spermatozoen erhalten 31 Chromosomen. Die diploide Chromosomenzahl, festgestellt in Blastodermitosen, beträgt 61 für die Weibchen, 62 fiü' die Männchen. — In 6 Eiern konnte kein X-Chromosom nachgewiesen werden; beide Tochterplatten hatten je 30 : 30 Chromosomen. Diese Eier müssen von einem Weibchen stammen, das diploid 60 Chromosomen besitzt. 2. Bei Talaeporia tubulosa besteht derselbe Geschlechtschromosomen- typus. Die Weibchen haben 59, die reifen Eier 29 oder 30, die Männchen 60 Chi'omosomen. Eine dritte Sorte von Embryonen hatte 58 Chromosomen. 3. Diese Ausnahmstiere von tubulosa mit 58 Chromosomen könnten entstanden sein a) durch parthenogenetische Entwicklung eines Eies mit 29 Chromo- somen und nachfolgender Chromosomenregulation auf 2 x 29 = 58 Chro- mosomen, Geschlechtschromosomcnnntersuchungen an Psycliiden. 45 h) diiith ChroninsomeiikoppclunK. c) aus der VoreinigungabiKirniali'r Kt'inizelk'ii. Die letztere Möglich- keit ist verwirklieht. Unter 572 Chromosonienplatten der ersten Reife- teilung im Hoden hatten 563 die normale Chromosomenzahl 30, 9 hatten die abweichende Zahl 31, da hier die beiden X-Chromosomen nicht kon- jugiert hatten und als Univalente Elemente vorlagen. In der Anaphase der ersten Reifeteilung bleiben sie liegen und werden nicht in den Kern der Spermatozyte IL Ordnung aufgenommen. So entstehen Spermato- zoen mit 29 Chromosomen, ohne X-Chromosom. Befruchten sie ein Ei mit 30 Chromosomen, so entsteht ein Ausnahmsweibchen mit 59 Chromo- somen, dessen X-Chromosom von der Mutter stammt (matroclines ?). gelangen sie in ein Ei mit 29 Chromosomen, so entstehen Ausnahmsweib- chen mit 58 Chromosomen ohne X-Chromosom. Die Ausnahmstiere von F. casta mit 60 Chromosomen werden die- selbe Entstehungsweise durch Xichttrennen, »Non-Disjunction" nacli Bridges, der X-Chromosomen und Liegenbleiben derselben in der R<'- duktionsteilung, haben. 4. Das entscheidende Experiment für die Richtigkeit der Deutung dieser Chromosomenverhältnisse (die Nachzucht eines Ausnahmsweibchens mit 58 Chromosomen, diese müßte aus lauter Weibchen bestehen!) steht noch aus. 5. An einem andren Objekt liegt es dafür schon mit positivem Er- gebnis vor: In den Kj-euzungsergebnissen von Doncaster an Ahraxas grossidariata und lacticolor. Eine ganze Kette von sonst ungeklärten Beobachtungstatsachen findet dadurch eine glatte Lösung. 6. In den Untersuchungen von Bridges an DrosopMla besteht ein Parallelfall von Non-Disjunction. In beiden Fällen findet diese im mono- gametischen Geschlecht statt (bei den Schmetterhngen im männlichen, bei DrosnjjJiüa im weiblichen). Sie ist vielleicht verursacht durch Inzucht und führt möglicherweise zur Parthenogenese. Geleitwort. Die vorliegende Arbeit, die im sachlichen Teil allerdings noch in Berhn-Dahlem ausgearbeitet wurde, ist die erste, die hervorgeht aus dem neuen biologischen Privatinstitut von Dr. C. B. Haniel. in das mich das Vertrauen meines Freundes berief. Mit der Errichtung des Institutes er- füllte sich ein längst gehegter Liebhngsgedanke Dr. Haniels. und ich möchte wünschen, daß seine Hoffnungen, der deuthch:^n Wissenschift, vielmehr der Wissenschaft überhaupt damit einen Dienst zu leisten, sich erfüllen. 46 J. Seiler, Geschlechtschromosomenuntersuchurigeii an Psychiden. Zitierte Literatur. Bridges, B. Calvin, 1916. Non-Disjunction as proof of the Chroniosome theory of heredity. — Genetics I. DoNCASTEB, L., 1913. On an inherited tendency to produce purely female families in Abraxas grossulariata, and its relation to an abnormal chromosome number. Jour. Gen. III. — 1914. Chromosomes, heredity, and sex. Q. J. M. S. 39. — 1914. On the relations between chromosomes, sex, and sex-determination in A. grossulariata. Joiirn. Gen. IV. DoNCASTKR, L., 1915. Kurze Notiz in Nature, June 10. Freer, 1895. Kurze Notiz in Ent. Record. Vol. VI. Goldschmidt, R., 1913. Vortrag Correns-Goldschmidt über Geschlechtsvererbung. Berlin, Bornträger. — 1920. Untersuchungen über Intersexualität. Z. f. ind Abst. u. Vererb. Bd. XXIII. — 1921. Erbhchkeitsstudien an Schmetterlingen III, der Melanismus der Nonne, Ly- mantria monacha L. Hartmann, Aug., 1871. Die Kleinschmetterlinge Münchens. Seiler, J., 1914. Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren, Arch. f. Zellf. Bd. XIII. — 1917. Geschlechtschromosomenuntersuchungen an Psychiden. Zeitschr. f. ind. Abst. und Vererbungslehre. Bd. XVIII. — 1920. Geschlechtscliromosomenuntersuchungen an Psychiden. I. Die experimen- telle Beeinflussung der geschlechtsbestimmenden Reifeteilung. Arch. f. Zellf. Bd. XV. — 1921. Geschlechtschrom. Untersuchungen III, in Druck. Arch. f. Zellf. Bd. XVL Stevens, N. M., 1908. The chromosomes of Diabrotica. Jour. Exp. Zool. V. , — 1912. Further observations on supernumerary cliromosomes and sex-ratios in Diabrotica soror. Biol. Bull. 22. Wilson, E. B., 1907. Note on the chromosome groups of Metapodius and Banasa. Biol. Bull. 12. 1909, 1910. Studies V und VI. Jour. Exp. Zool. 6 und 9. Tafelerklärung. SämtUche Photographien sind unretuschierteOriginalaufnahmen.Vergr. etwa 2000 X . Fig. 1 — 5. Metaphase der ersten Reifeteilung im Ei von Fumea casta. Bei 1 — 4 das X-Chromosom sichtbar. Fig. 6 — 7. Dasselbe von Fumea (crassiorella?). Fig. 8. Äquatorialplatte der ersten Reifeteilung im Ei von Fumea casta, mit 30 Chro- mosomen, das X-Chromosom liegt tiefer, ist infolgedessen nicht sichtbar. Fig. 9 — 11. Anaphasen der ersten Reifeteilung von Fumea casta 9 mit nach- hinkendem X, 11 mit wenig Eliminationschromatin. Fig. 12. Tochterplatte der ersten Reifeteilung mit 30 Chromosomen. Fig. 13. Vorgerückte Anaphase. Fig. 14. Metaphase der zweiten Reifeteilung. Fig. 15 — 16. Zwei zusammengehörige Tochterplatten der ersten Reifeteilung^ 15 mit 31, 16 mit 30 Chromosomen. -•»•♦«-••-' Physiologische und morphologische Deutung der im Protoplasma der Drüsenzellen außerhalb des Kernes vorkommenden Strukturen. Von Hildegard Lutz. (Aus dem zoologischen Institut München.) Mit Tafel IV u. V unl 4 Textfiguren. I Inhalt: seite- A. Einleitung 47 Material und Technik 55 B. Ausführung 55- I. Beschreibender Teil 55 1. Die Sekretzellen 55. a) Die Mitochondrien 55- b) Die basophilen Strukturen 59^ c) Das Sekret 63 2. Die Resorptionszellen und ihre Beziehungen zu den Sekretzellen . 64 3. Das Glykogen 67 4. Die Zellparasiten C9 II. Vergleichender Teil ''0 1. Gesamtüberblick über die Periodizität der Sekretion und der Struk- turen 70- 2. Die Mitochondrien 71 a) Die Entstehung 71 b) Die physiologische Bedeutung 73- 3. Die basophilen Strukturen 76 a) Die Entstehung der Wickel und Fäden 76 b) Die Beziehungen zwischen Mitochondrien und basophilen Struk- turen 76 c) Die physiologische Bedeutung 79 C. Zusammenfassung und Schluß 82 A. Einleitung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Deutung der außer- halb des Kernes vorkommenden Strukturen der Drüsenzellen, die unter- verschiedenen Namen als Nebenkern, Chromidien, Mtochondrien beschrie- 48 Hildegard Lutz, ben Worden sind und deren ^ige Beziehungen, ihr Verhältnis zum Kern und zu den Funktionen uer Zelle noch nicht geklärt sind. Ungefähr um die Mitte des vorigen Jahrhunderts wandte sich die Aufmerksamkeit der Histologen den außerhalb des Kernes gelegenen Strukturen des Protoplasmas zu. Den ersten Hinweis auf die Möglichkeit einer allgemeinen Strukturtheorie gab Bruecke 1861 in seiner Schrift »Über die Elementarorganismen«. Es folgten zahlreiche Einzelbe- obachtungen über extranukleäre Gebilde, vor allem 1867 la Valette St, Georges epochemachende Entdeckung des »Nebenkerns«, eines in Sper- matiden, besonders von Insekten neben dem Kern auftretenden Körpers, der bei der Entstehung der Spermie zu dem Schwanzfaden in Beziehung tritt. Dann wiesen in somatischen und in Geschlechtszellen Koelliker, Friedrich, Eberth, Pflueger, v. Kupffer, R. Heidenhain, Hensen Ol. A. feinere körnelige und fädige Strukturen im Plasma nach, bis sich schließ- lich Bestrebungen geltend machten, die Fülle der Formen unter einheit- lichen Gesichtspunkten in einer umfassenden Grundstruktur z^ vereinigen. Gestützt auf zahlreiche Eigenbeobachtungen über die körneligen Be- standteile des Protoplasmas und auf die Befunde anderer Autoren, beson- ders auf P. Ehrlich, erhob Altmann 1886 das Granulum zur Elementar- struktur der Zelle, wobei er allerdings über die tatsächlichen Beobach- tungen hinausging. Der Inhalt seiner Theorie sei hier in Kürze zusammen- gefaßt: Die Zelle selbst darf nicht als morphologische und biologische Einheit betrachtet werden, sondern ist als eine zusammengesetzte Bildung aufzufassen, als eine Kolonie elementarster Lebewesen; diese »Elementar- organismen oder Bioblasten« treten lediglich unter unscheinbaren Formen auf als Granula und besitzen die Fähigkeit der Assmiilation, des Wachs- tums und besonders der Selbstteilung, sie können sich verschieden dif- ferenzieren und sehr verschiedenartige Funktionen in der Zelle übernehmen; alle geformten Zellprodukte nehmen in ihnen ihre Entstehung. Diese Theorie sollte jedoch kein abgeschlossenes System darstellen, vielmehr hat Altmann stets betont, daß er sich das Recht wahren müsse, auf Grund neuer Forschungen seine Ansicht zu modifizieren, und die wichtigste Ände- rung besteht darin, daß er die zuerst unbeachtete Intergranularsubstanz als die eigentliche Matrix, aus der die Granula entstehen, anerkannte. — Wenn auch die spekulativen Betrachtungen über die »Elementarorganis- men« weit über die exakte Forschung hinausgriffen, so hat Altmann doch das Verdienst, die biologische Bedeutung der Granula und ihre Ent- wicklung als erster eingehend dargestellt zu haben. Abr-r diese tatsäch- liche Bedeutung konnte die Granulalehre nicht vor d» ■' vernichtenden Kritik ihrer Gegner retten. fli) biuiw^,. .. .ng der im Protoplasma vorkruiimendeii Strukturen. 49 Die Fiihruiii;' im Kampf sogoii x- . ü> . üln'niahm Flkm.mixc;. Er hielt seinerseits die Fäden, das Cytomitom'/ittr die einzifi'e bedeutungsvolle Struktur des Prntnplasnuis und erklärte ausdrücklieli, daß jene Körnungen nur als Bestandteile der Plasmafäden (Fila) zu betrachten seien, nicht als eigene Strukturen der Zelle selbst. Da er das ganze Gebiet der Körner, der Cytomikrosomen vollkommen außer acht ließ, übersah er die mannig- fachen Berührungspunkte, die seine Mitomlehre und die Granulalehre auf- weisen, und stand Jener Ansicht unversöhnlich gegenüber; auch die bio- logische Bedeutung der Altmann sehen Forschung ignorierte er voll- kommen. »Flemming blieb 1)is zuletzt der ausschließliche Morphologe; wozu seine Fädchenwerke nutze sind, darauf hat er eigentlich niemals eine rechte Antwort gegeben. Flemming übersah es, daß die Dinge in der Zelle (Körnchen, Fädchen, Netze, Bläschen) außerordentlich unschein- bar sind, und daß erst die Beziehung zur Physiologie diesen Fragen eigentliche 'Bedeutung geben kann, ja daß erst diese Beziehung es ermög- licht, die v^-plfach recht ähnlichen und ewig voneinander abweichenden Einzelbeobachtungen in natürliche Gruppen zu sondern. « (M. Heiden- hain.) Trotz dieser Schwächen trug die durch Flemmings Autorität gedeckte Mitomlehre den Sieg davon. Immerhin fand die Granulalehre noch warme Verteidiger, besonders in Arnold, der seine Plasmosomen mit den Altmann sehen Granula in der Plasmosomen-Granula-Theoric vereinigte. In weitere Kreise drang die Erkenntnis des Wahrheitsgehalts der Granulatheorie erst durch die Untersuchungen Bendas über Mito- chondrien. Der Forscher selbst berichtet darüber folgendermaßen: «Ausgehend von gelegentlichen Beobachtungen im funktionierenden Hoden einiger Säugetiere gelang mir die Ausarbeitung einer besonderen Methode, durch die sich eine morphologisch wohlcharakterisiertc Körnerart darstellen und an den verschiedensten Fundorten und in mannigfachen Verwendungen im Aufl)au der Zelle verfolgen ließ. Ich fand sie zunächst in den mänii- liclien Geschlechtszellen verschiedener Tierklassen beim x\ufbau des Sper- miums beteiligt, ging ihr alsdann in den Bikhingszellen der Spermien und deren Vorformen nach, sah sie dann in weiblichen Geschlechtszellen, zahl- reichen Körperzellen, besonders Epithelien und Muskeln und überzeugte mich von ihrem Vorkominen an der tiefsten Stelle der ontogenetischen Reihe, den Blastomeren, und an der tiefsten Stelle der phylogenetischen Reihe, den Protozoen, Als ich festgestellt hatte, daß sie stets neben den anderen Zellorf*^ neu eine Sonderexistenz führen, die sich in hervorragender Weise durch ihr isoliertes Fortbestehen während der Mitose und sogar in An- deutung einer Sondernütose (Blaps) äußerte, bin ich zu dem Schluß gelangt, Arcliiv f. Zellforschung. XVI. 4 50 Hildegard Lutz, daß in der genannten Körnnng ein spezifischer Bestandteil der tierischen Zelle, ein Zellorgan, zu erblicken ist, für welches ich den Namen: Mito- chondria, Fadenkörner, vorschlug«. Fädchen, die auch nach dieser Me- thode sich darstellen ließen, wurden als identische Zellstruktur Chondrio- miten oder Chondriokonten getauft und von Meves mit den Flemming- schen Fila verglichen, der dadurch eine Einigung zwischen Granula und Mitomlehre zu erzielen strebte. Ferner suchte er die Bedeutung dieser Strukturen für die formative Tätigkeit auch in der Benennung auszu- drücken und fülu'te statt der Bend Aschen Bezeichnung die Namen: Plastochondrien. Piastosomen und Plastokonten ein. Wie aus Bendas Definition hervorgeht, hielt er zunächst die von ihm ausgearbeitete Me- thode für eine spezifische. Diese Ansicht erwies sich als irrig. Heiden- hain betont, daß physikalische Momente die Leistungsfähigkeit der Me- thode beeinflussen. Unter den eigentlichen Mitochondrienforschern ließ zunächst Duesberg vorsichtig den Spezifitätsbegriff fallen; die Mehrzahl der Autoren einigte sich dahin, daß die Lipoide nach dieser Methode konser- viert und gefärbt werden und daß es sich der Hauptsache nach um Lipoid- färbung handelt, daß aber auch ganz heterogene Dinge wie Nerven- und Muskelfibrillen, Eiweißkügelchen. Zentriol, ja sogar Chromatin sich ge- legentlich durch Bendas Methode darstellen lassen. Immerhin läßt sich der Begriff Mitochondrien aufrecht erhalten für alle die Körner, Körner- kettchen und Fädchen, die sich nach jener Methode ausgesprochen lebhaft färben und als selbständige Gebilde im Zellplasma auftreten und hier einer bestimmten Funktion vorstehen. Alle diese Theorien beschäftigen sich einseitig mit der Morphologie und Biologie der Strukturen des Protoplasmas ohne auf den Hauptfaktor im Zellenleben, den Kern, und seine etwaigen Beziehungen zu diesen Ge- bilden zu achten. Sie wurzeln eben zum Teil noch in jener Epoche, da das Protoplasma als der Hauptsitz des Zellenlebens gedeutet wurde und man mit dem ruhenden Kern noch nichts anzufangen wußte. Inzwischen war aber doch namentlich durch die Beobachtungen der Befruchtungs- vorgänge die Bedeutung des Kerns klar zutage getreten, und nachdem er als Träger der Vererbung eine hervorragende Stellung gewonnen hatte, erfuhr er auch in den somatischen Zellen eine höhere Bewertung. Der ausgiebigste Versuch die Bedeutung des Kernes und der Plasmastrukturen von einem einheitlichen Gesichtspunkt zu erfassen, ist zunächst die Erga- stoplasmalehre von Garnier 1897, M. und P. Bouin und Prenant 1900. Alle die fädigen und körnigen Strukturen stehen mit der Funktion der Zelle in engster Beziehung, daher Ergastoplasma genannt, sie repräsen- tieren ein Cytoplasma von höherer Wertigkeit, ein »protoplasma superieur«, Pliysii)l0!r. ii. nunpliolog. Deutung der im Fiotoplasnia voikommendfn Strukturen. 51 oiii Cytocliroinatiii, das ist eine morphologisch tresonderte Substanz, die dem Chroniatin nahesteht. AVährend Phenant nur eine Verwandtschaft mit dem Kern und eine indirekte Beteiligung des letzteren betont, spricht G.VRNiER die Ansicht aus. daß sich im Ergastoplasma »matieres chroma- tiques fournies par le jioyauK mit den plasmatischeii Fäden vereinigen. Die Art und Weise der Abgabe der Substanzen durch den Kern blieb hier noch unbestinmit. Erst Goldschmidt 1904 machte den Kern vollkommen zum Mittel- punkt dei- Zellentätigkeit und zur (,)u('llr jeglicher Plasmadifferenzierung. Ausgangspunkt seiner Betrachtungen bildete der von R. Hertwig in der Protozoenzelle entdeckte Chromidialapparat. Im Plasma von Aktino- sphaeriuni P^ichhorni fand Hertwig 1899 zahlreiche, oft in Stränge ge- lagerte chromatische Körperchen, die nachweisbar aus dem Kern ent- stehen und denen er 1902 den Namen Chromidien gab. An diese Struktur schließt sich eine Einrichtung, die sich bei beschälten Rhizopoden findet, ein extranukleäres chromatisches Netz, der Chromidialapparat. aus dem sich Kerne neu bilden können, wie 1899 bei Arcella bewiesen wurde. Durch ähnliche Beobachtungen kam Schaudinn 1903 zum Schluß, daß diese Struktur nichts anderes sei als verteilte Geschlechtskernsubstanz, Der Begriff Chromidium hatte sich dadurch etwas verschoben, wie Hert- wig 1904 betont: »Die physiologische Wertigkeit von Chromidium und Chromidialnetz ist nicht ganz die gleiche. Das Chromidialnetz der Thala- mophoren ist nach meiner Auffassung der Hauptsitz der funktionellen Tätigkeit des Kernes; es kann daher auch der Ausgangspunkt für die Bil- dung neuer Kerne werden. Die Chromidien des Aktinosphaerium dagegen scheinen mir vorwiegend überschüssige, aus dem Kern heraustretende und ohne Weitere Funktion zugrundegehende Teile zu sein.« Diese Begriffe sucht nun Goldschmidt 1904 aus dem Rahmen der Protozoenzelle herauszuheben und für die gesamte Zellenlehre fruchtbar zu mächen, indem er das Chromidialnetz. soweit es Geschlechtskernsub- stanz ist, einfach ausschaltete und die Hypothese aufstellte, daß alle Stiukturen im Plasma — Ergastoplasma und Mitochondrien — aus Chro- midien hervorgingen, d. h. »als somatisches Chromatin, das aus dem Kern stammend im Plasma sich befindet und hier eine bestimmte Rolle spielt«, aufzufassen seien und daß alle lebhafte Tätigkeit der Zelle durch den Aus- tritt von Chromatin ins Plasma eingeleitet werde. Daran knüpfte sich dann die Chromidialapparattheorie: 1, »Jede tierische Zelle ist ihrem Wesen nach doppelkernig: sie ent- hält einen somatischen und einen propagatorischen Kern. Ersterer steht den somatischen Funktionen, Stoffwechsel und Bewegung, vor und kann 4* 52 Hildegard Lutz, vorwiegend Stoffwechsel- oder Bewegungskern sein. Der propagatorische Kern enthält vor allem die Vererbungssubstanzen, denen auch die Fähig- keit zukommt, einen neuen Stoffwechselkern zu erzeugen, (c 2. «Die beiden Kernarten sind gewöhnlich in einem Kern, dem Amphi- nukleus vereinigt. Die Trennung kann in mehr oder minder hohem Maße erfolgen; eine völlige Trennung ist selten, am häufigsten eine Trennung in einen vorwiegenden propagatorischen, aber doch gemischten Kern, den Zellkern im gebräuchlichen Sinne, und die Hauptmasse des somati- schen Kerns, den Chromidialapparat. « 3. »Die vollständige Trennung beider Kernarten dürfte nur in wenigen Fällen vorliegen, im Zusammenhang mit der Fortpflanzung bei den Proto ■ zoen, ferner in der Ovogenese und Spermatogenese der Metazoen. « 4. »In den Gewebszellen kann die Trennung garnicht bemerkbar sein, wie in den meisten nicht lebhaft funktionierenden Zellen, auch in den ausgebildeten Eizellen. (( »Deutlich wird dann die Trennung, Wenn Teile des somatischen Kerns ins Plasma gelangen, hier Chromidien bildend. Bei Drüsenzellen besonders tritt dies in regelmäßigen Perioden ein, bei Eizellen während der Dotterbildung« . . »der somatische Kern liegt als Chromidialapparat im Plasma, steht aber in engster Verbindung mit dem vorwiegend propagatorischen Kern, von dem aus er immer neu ersetzt wird«. Ferner »noch wesentlich deutlicher wkd die Daseinsäußerung des somatischen Kerns in den Zellen, die uns Bildungen von Chromidial- fäden und Chromidialkörpern zeigen, also den als Pseudochromosomen, Mitochondrien, Dotterkernen, Ergastoplasma bekannten Gebilden. « Gegen die Kerndualitätstheorie wurden al)er besonders von R. Hert- wiG so schwerwiegende Bedenken erhoben, daß es besser schien sie von der Chromidiallehre zu abstrahieren, so daß nunmehr unter dem Chromi- dialapparat die extranukleären Strukturen, die dem Kern entstammen und mit der Zellfunktion in Verbindung stehen, zusammengefaßt Wurden. Da jedoch der Chromatinaustritt nur in seltenen Fällen nachweisbar War, wurde schließlich der Begriff gelockert und von manchen Autoren gemeinhin Jede basophile Struktur als Chromidium gedeutet, so daß z. B. auch Arnold einen Übergang seiner plasmogenen Plasmosomen- granula in Chromidien annehmen konnte. Um einigermaßen Klarheit zu wahren ist es unbedingt notwendig den Begriff Chromidium nur für Strukturen, die tatsächlich dem Kern entstammen, festzuhalten und überall, wo dieser Ursprung nicht einwandfrei festgestellt ist, einen weniger verbindlichen Namen, etwa metachromatische oder basichromatische Struktur oder ähnliche zu wählen. Aus diesem kurzen Überblick über die Ansichten der verschiedenen Ph3'siolog. u. niorpholog. Deutung dor im Protnplasma vorkommenden Strukturen. 53 P\)rscher geht hervor, daß sieh hiei- h;uii)tsäehli(li zwei Kichtiuigen gegen- überstehen: Die einen betraehten den Kern als Ausgangspunkt der forma- tiven Zelltätigkeit, die anderen schreiben dem Plasma die Fähigkeit selbständiger Funktion zu, uiul dementsprechend werden auch die in der Zelle auftretenden Strukturen von der einen Seite als mehi* oder minder umgebildete Kernderivate, von der anderen Seite als Plasmaprodukte angesprochen. Unsere Aufgabe ist es nun, die Strukturen einer Drüsenzelle auf ihre Alt. Entstehung und ihre Bedeutung im Leben der Zelle, ihre AVeehsel- seitigen Beziehungen und ihr Verhältnis zum Kern zu untersuchen und zu prüfen, ob sich die tatsächlichen Befunde ganz oder teilweise mit den Theorien vereinen lassen oder oIj wir diese ablehnen müssen. Material und Technik. Als Untei'suchungsmaterial diente die Mitteldarmdrüse von Planorhis romeiis. Diese Verdauungsdrüse der Mollusken, die gewöhnlich als Leber oder auch als Hepatopankreas bezeichnet wird, erfüllt die vereinigten Funktionen der Drüsen des Wii'beltierdarmkanals und ist sowohl ein resor- l)ierendes wie sezernierendes Organ. Sie zerfällt in zwei große, wieder in Unteral)teilungen getrennte Lappen, deren jeder mit einem besonderen Ausführungsgang mündet. Die Oberseite der »Leber« wh'd nach außen von einer besonderen Membran überzogen, die Barfurth zuerst entdeckt hat und die außen von liindegewebigen Elementen, innen nach der Leber zu von ^luskelfasern gebildet wird und sich oft tief zwischen die Follikel einsenkt. Außerdem sind die einzelnen Coeka durch lockeres Gewe])e miteinander verbunden, das Leydk; mit dem Xamen «Bindesubstanz- zellen« l)elegte, da es sich überall findet, wn bei höheren Tieren das Binde- gewebe entwickelt ist. wähi-end Barfurth es in seiner Gesamtheit als Hüllgewebe der Follikel, als meml)rana propria l)ezeichnet. Die Aus- führungsgänge der Drüse sind mit einem Flimmerepithel bekleidet; in den Hauptstämmen aber und in den Buchten tragen die Zellen keinen Wimperbesatz, und da sich die Elemente der Follikel nicht wesentlich von denen der Hauptstämme unterscheiden, dürfen wir die Hepatopankreas wohl als eine tubulöse Drüse ansprechen. Die einzelnen Zelle differen- zieren sich gemäß der doppelten Funktion des Organ? in Sekretions- und Resorptionszellen. Beide lassen sich leicht voneinander unterscheiden. Erstere sind groß, rundlich-oval mit großem Kern und großem Nukleolus, letztere erheben sich auf schlankem Stiel, der oft kaum bis zur Membrana propria zu verfolgen ist, sehwellen am Vorderende stark an und ragen weit ins Drüsenlumen vor, der Kern ist klein, langgestreckt mit punkt- 54 Hildegard Lutz, förmigem Nukleolus. In den sezernierenden Zellen treten die Strnkturen im Protoplasma außerordentlich scharf hervor, so daß sich in ihnen ein günstiges Objekt zur Untersuchung der oben gestellten Fragen bot, doch mußten — wie sich im Verlauf der Ai'beit zeigen wird — auch die Resorp- tionszellen in den Ivi'eis der Beobachtungen einbezogen werden. Um bei der Mannigfaltigkeit der Formen einige Ordnung in der Dar- stellung zu wahren, soll zunächst in den einzelnen Zellen die Morphologie der einzelnen Strukturen — vielleicht etwas gewaltsam — gesondert und dann erst die Gesamtheit der Bestandteile in ihrer biologischen Bedeutung im Zusammenhang mit der Funktion der ganzen Drüse betrachtet werden. In der Technik wurden in gleicher Weise die Methoden der Mitochon- drien- wie die der Chromidienforscher berücksichtigt. Für Mitochondrienpräparate erwies sich die von Duesberg und Meves 1908 modifizierte BEXDA-Methode einer Chrom-Osmiumfixierung mit darauffolgender Beize mit Holzessig, Chromsäure und Kalium-Bichro- mat verbunden mit Imstallviolettfärbung am sichersten. Weniger be- friedigende Bilder lieferte die Säurefuchsinfärbung nach Fixierung im Altmann sehen Gemisch, hier wurden weder nach dem Verfahren x\lt- MANNS noch nach der von Hoven benützten Modifikation von Schridde günstige Resultate erzielt. Die von Schultze so warm empfohlene Häma- toxylin-Osmiummethode fixiert und färbt allerdings die Mitochondrien, doch trifft auch sie der Vorwurf, den Bexda gegen die Eisenhämatoxylin- färbung der Nancy er Sclmle erhebt: »Sie hat den Vorteil alles bei ge- eigneter Behandlung zu färben, aber den Nachteil — nichts tinktorell unterscheiden zu können, (( so daß sie die komplizierte, im gewissen Sinne immerhin »spezifische« Ivi'istallviolettfärbung nicht ersetzen kann. Im übrigen wurden Sublimat und seine Gemische, Subhmateisessig und die von Petrunkewitsch zusammengestellte Fixierungsflüssigkeit, ferner Formol-Bichromat nach Boum und Osmiumgemische zur Fixie- rung verwendet und die Schnitte mit Safranin-Lichtgrün und mit Häma- toxylin sowohl nach Angaben von Heidenhain als auch von Delafield gefärbt, und die nach letzter Methode behandelten Präparate einer wei- teren Tinktion mit Eosin unterzogen. Zur Darstellung der fädigen Struk- turen eignet sich die Konservierung nach Petrunkewitsch und Bouin am besten. Der Eisessiggehalt der einzelnen Gemische ist möglichst zu reduzieren, da sonst die Körnungen im Plasma verquellen oder in Lösung gehen. Außerdem wurde Material in 96% Alkohol konserviert zur Darstellung des Glykogens nach der Best sehen Karminfärbungs- methode und zu Verdauungsversuchen. Die Schnittdicke wechselte zwischen 2 und 5 /f. Physiolog. u. morpholog. Deiitimg der im l'nitoplasnia vorkfinimcnden Strukturen. 55 B. Ausführung. I. Besehreibender Teil. 1. Dil' Sekretzüllüii. In der normal arbeitenden Drüse zeigen die Sei^retzellen große, rund- lich-ov^ale Gestalt mit breiter Basis ; wenn die Zelle im Winkel des Follikels liegt, nimmt sie häufig die Form eines Trapezes oder eines gk'ichscitigen Dreiecks an, dessen Höhe meist größer ist als die Grundlinie, in seltenen Fällen hinter ihr zurückbleibt. In einem zartwebigstrukturierten Plasma liegt in der unteren Hälfte der Zelle der große rundliche Kern mit einem großen Nukleolus und einer sehr deutlichen Kernmembran. Im Zellplasma finden wir zweierlei Strukturen, die sich nach iluem färberischen Verhalten unterscheiden lassen und die wir gesondert besprechen wollen: 1. Die Mitochondrien, 2. Die basophilen Fäden. Dazu kommt noch das Zellprodukt: Das Sekret. Diese drei Elemente sind in der Zelle regel- mäßig verteilt, so daß wir von der Basis zur Spitze eine Mitochondrien-, eine basophile Zone und das Bereich des Sekrets schon bei oberflächlicher Betrachtung unterscheiden können. Je nach dem Funktionszustand der Drüse kann die eine oder andere Struktur überwiegen und die anderen zurückdrängen. a. Die Mitochondrien. In der normalen Zelle zeigt sich an der Basis ein dichter, dunkler Körnchensaum, der sich besonders in BENDA-Präparaten tiefblau mit Kristallviolett färbt und den Bildungsherd der Mitochondrien darstellt. Die Körnchen sind dem Plasma eingelagert und variieren untereinander außerordentlich an Gestalt und Größe (Tafel IV, Fig. lu. 2). In jungen Zellen und bei erneuter Zellfunktion auftretend, sind sie zart und punktförmig, in älteren Zellen und bei lebhafter Zelltätigkeit zeigen sie einen größeren Durchmesser. Wh* dürfen ihnen daher vielleicht die Fähigkeit selbstän- digen Wachstums zuschreiben. Oft liegen zwei Mitochondrien von mitt- lerer Größe so nahe aneinander, daß wir vermuten könnten hier eine Teilung zu sehen, und auch die plumpen Körner sind manchmal biskiiit- artig vereint. Unter den heranwachsenden Formen treten auch ring- und hantelartige Bilder auf, auch erscheinen größere Körner vorn und hinten fadenartig ausgezogen. Am häufigsten aber zeigen die Körner die Neigung sich kettenartig meist zu drei und vieren anzuordnen; die einzelnen Körner sind von verschiedenem Durchmesser und der Größe nach aneinandergereiht, das dickste letzte trägt manchmal noch ein kleines schwanzartiges Fädchen oder ein winziges Körnchen. Solche Kettchen 56 Hildegard Lutz, finden sich hauptsächlich im mittleren Teil der Zelle und bilden hier die »Chondriokonten«, die bei schwächerer Vergrößerung als Fädchen er- scheinen, bei stärkeren Systemen aber einen körnigen Aufbau erkennen lassen. Die Chondriokonten scheinen teils durch Streckung der gedrun- genen Körnerkettchen, hauptsächlich des Verbindungsgliedes, teils durch Aneinanderreihung kleiner Dreikörnerkettchen zu entstehen und legen sich ihrerseits wieder zu längeren, verästelten Fäden zusammen. Die Textfig. 1 soll die Mannigfaltigkeit der Mitochondrienformen zeigen; an dem dabei abgebildeten Kern und der Seki'etkugel läßt sich ihre relative Größe ermessen. Im vorderen Abschnitt der Zelle lösen sich die Chondrio- konten wieder auf; zunächst zeigen sich kleine Ballen von 4 oder 5 Körn- chen, später aber liegen die Mitochondrien einzeln am distalen Zellende zwischen den großen Sekretballen und dem feinkörnigen reifen Sekret verteilt. Auch in den Sekretljallen treten häufig Körnchen auf, die in oa.it ■.■. > i -^ ■^ • '■ / \ ' ' l f Fig. 1. Verschiedene Formen der Mitochondrien. Okular 12 Immersion Zeiss Apochromat 2 mm. Zeichentisch in Objekttischhöhe. ihrem färberischen Verhalten mit Mitochondrien übereinstimmen ; sie sind vielleicht Mitochondrienderivate ; als echte Mitochondrien kann man sie nicht auffassen, da sie mit dem Eintritt in das geformte Sefaet ihre Selb- ständigkeit verloren haben. Um aber das Verhältnis der Mitochondrien zum Seki'etionsverlauf zu klären, wurde der Rhythmus der Drüsentätigkeit durch Hungerexperi- mente, durch Atropin- und Pilokarpineinwü-kung verändert. Die Hungerzeit wurde bis auf 6 Monate ausgedehnt. Erst nach 3—4 wöchentlichem Hunger lassen sich Veränderungen der Drüsenstruk- turen erkennen: Der Mitrochondriensaum AVird immer kümmerlicher und schmndet allmählich, während die basophilen Substanzen besondere Formen annehmen, die im nächsten Abschnitt eingehend erörtert werden ; vor allem aber staut sich das Sekret in großen Massen an und erfüllt fast die ganze Zelle, indem es die anderen Strukturen immer mehr verdrängt. Im 2. und 3. Monat treten deutliche Hungerbilder auf: (Tafel IV, Fig. 5) Physiolog. II. niorpliolog. Deutung dir im i'iotophisma vorkommenden Strukturen, 57 an diT J>asis lie^vii iiuiiim'lir oin/A'liU' wciiigv KürnclK'n; die Mitot-liondrien, die in der inneren Zelle im Plasma zerstreut lagen, schließen sieh zu Chon- driokonten zusammen, die häufig hakenförmig gebogen oder korkzieher- artig gewunden erseheinen; sie sind feiner und zarter als in der normalen Drüse. Während des 4. Monats starben schon einige Tiere ab; in den Drüsen der Überlebenden traten schon Degenerationsanzeichen auf: die Zellen schrumpfen, der Kern wird kleiner, chromatinärmer, die Kern- membran gefaltet (Tafel IV, Fig. 9); die sechsmonatige Hungerzeit überlebten überhaupt nur 2ö— 30% der Versuchstiere. Hier zeigen die Zellen im Kern wie in den anderen Strukturen weitgehenden Zerfall (Tafel IV, Fig. 10). Das Volumen der Zellen hat sich bedeutend vermindert, das Protoplasma ist trüb, vakuolisiert und zum Teil geronnen, der Kern er- scheint fingerförmig gelappt, äußerst chromatinarm ; sonstige Drüsen- strukturen zerfallen, die Mitochondriensubstanz ist zu kleinen Brocken verklumpt. Die gleichen Bilder zeigten sich, wenn die Drüsentätigkeit durch Atropineinwü-kung gelähmt wurde. Die Tiere wurden auf 6—24 Stunden in eine Lösung von 1,5 ccm 1% Atropinsulfat auf 100 ccm Wasser gesetzt. Auf diese Weise vollzieht sich die Einwh'kung des Alkaloids langsam, und das allmähliche Schwinden der Energie des Tieres läßt sich leicht beobach- ten. Die plötzliche Einwirkung des Giftes durch Injektion, wie sie bei höheren Tieren gebräuchlich ist, ruft bei unserem Objekt schwere Schä- digungen, Platzen der Zellen, ja Zerreißung der ganzen Gewebe hervor, und mußte deshall) vermieden werden. In den Zellen der in ihrer Tätig- keit durch Atropineinwirkung gehemmten Drüse findet an der Zellbasis keine Neubildung der Mitochondrien mehi- statt, der Saum schwindet bis auf wenige Körnchen; in der übrigen Zelle zeigen die Mitochondrien, ganz wie beim Hungerversuch, die Neigung sich zu schrauben- uiul häk- chenförmigen. gewundenen und gebogenen Chondriokonten zusammen- zulegen (Tafel IV, Fig. 7 und 8). Die Experimente der Pilokarpinreizung erwiesen sich für das Studium der Mitochondrien ungünstig. Die Tiere wurden 6—12 Stunden in einer 0,l<'/o wässerigen Pilokar])inlösung gehalten; die Drüsen zeigten das Bild einer lebhaften Tätigkeit, doch ergaben sich bei sonst richtiger Behand- lung keine deutlichen ]\Iitochondrienbilder, so daß ich hier nur Citampys Beobachtung bestätigen kann, »que la Pilocarpine detruit la substance mitochondriale«. Bessere Resultate ergaben die Versuche einer starken Fütterung der Hungertiere. Es wurden hierzu Tiere gewählt, die im dritten Monat des Hungers standen, deren Zellen also deutliche Hungerstrukturen ohne 58 Hildegard Lutz, Degenerationserschoinuiigen zeigten. Im Gegensatz zu den gefräßigen Landschnecken verhalten sich diese Hungertiere bei erneuter Fütterung ziemlich mäßig. Nach kurzer Freßtätigkeit verlassen sie den Futterplatz im Aquarium und schwimmen 2—3 Stunden lang im Wasser herum, bis sie wieder dem Futter nachkriechen, um l)ald darauf von neuem herum- zuschwimmen. Infolgedessen befindet sich auch die Verdauungsdrüse nur in langsamer Tätigkeit. Die Leber der Tiere, die 1/2 Stunde nach Nahrungsaufnahme getötet wurden, ist von der eines Hungertieres nicht zu unterscheiden. Dann wurden die Tiere im Abstand von 2, 4, 6, 12, 18, 24, 36, 48 Stunden und von da im Abstand von 24 Stunden bis zum 10. Tag getötet und auf Schnittbildern untersucht. Erst nach etwa 10 Stunden läßt sich das Auflösen des Seki'ets als wichtigste Veränderung im Zellbild konstatieren, und während der ersten zwei Tage verbraucht das Tier das während der Ruhe aufgespeicherte Seki'et, und demgemäß vollzieht sich auch die Neubildung der Zellstrukturen äußerst langsam. Erst am 3. oder 4. Tage nach Fütterungsbeginn vermehrt sich die Zahl der vereinzelten Körnchen an der Basis. Die neu auftretenden Mitochondrien sind zarter als die der normalfunktionierenden Zelle; Doppelkörnchen sind äußerst selten und stets von größerem Durchmesser. Die einzelnen Körnchen verteilen sich rasch über die ganze Zelle und finden sich rings im Plasma verstreut, ehe sie sich noch an der Basis zu einem dichten Saum zusammen- geschlossen haben, was am 6.-8. Tage eintritt. Im nüttleren und vor- deren Teil legen sie sich allmählich kettchenartig hintereinander, erst 8 Tage nach Futterbeginn kommt es zur Bildung der Chondriokonten, so daß die Zelle wieder einer normalen gleicht. Üljer das Auftreten der Mitochondrien in der embryonalen Drüse konnte ich leider aus Mangel an Material nur wenige Beobachtungen machen. Zunächst finden wir in allen embryonalen Zellen reichlich Mito- chondrien, anscheinend regellos im Plasma verteilt. Auch in den Zellen des Darms zeigen die Körnchen noch keine spezifische Anordnung. Die großen dotterhaltigen Entodermzellen gewinnen zum Teil durch Aufnahme der Eiweißmassen aus dem Cocon ein aufgetriebenes Aussehen, zum Teil — besonders vorn — bleiben sie klein und treten in lebhafte Teilungen ein; letztere liefern den Magen, während die eiweißhaltigen Zellen in die Mitteldarmdrüse übergehen. Die Dottermassen erschweren das Schneiden des Objekts ungemein, da sie durch die zur Erzielung einer sicheren Benda- färbung unbedingt notwendige Stägige Konservierung in dem Chrom- Osmiumgemisch, sowie durch die mehrtägige Nachbehandlung mit Kalium- bichromat und Holzessig außerordentlich spröde werden. Infolgedessen gelang es mir bei meinem spärlichen Material nicht, sichere Präparate zu riiysiolog. II. miiiplndog. Deutung der im Protoplasma vorkommcndon Strukturen. 59 boknmmon. Da al)or die ^litochondriiMi in säiiitliclii'n dottcrficicn Zellen ühoraiis klar luMvortroteii und nach dem Verschwinden der Dottennassen auch in den Leberzellen reichlich zu sehen sind, so dürfen wir wohl anneh- men, daß sie auch in der fraglichen Periode in den Zellen vorhanden sind. Es scheint, daß bei der Differenzierung der Leberzellen die ursprünglich resrellos im Plasnui verteilten Mitochondrien sich zunächst an den Rändern der Zelle, später aber ausschließlich an der Basis anhäufen. Da ich die Verhältnisse jedoch nicht eingehend studieren konnte, möchte ich diese Andeutungen nur bedingt, vorbehaltlich späterer Untersuchungen geben. b. Die basophilen Strukturen. Schon in der lebenden Zelle lassen sich deutliche strangförmige Gel)ilde erkennen, die sich in der Längsachse der Zelle hinziehen und das gleiche Lichtln-echungsvermögen wie der Kern besitzen. Auf gefärbten Schnitt- bildern treten sie durch ihre Verwandtschaft zu Kernfarbstoffen außer- ordentlich deutlich hervor und seien deshalb basophile Strukturen genannt, Sie färben sich .lebhaft mit Safranin und mit dem von Heideniiaix und dem von Delafield erprobten Hämatoxilin ; bei Anwendung der Bexda- schen Methode nehmen sie ein braunes Kolorit an. Gegen ihre Umgebung sind sie nicht scharf abgegrenzt, vielmehr verlieren sich ihre feinen Aus- läufer im Plasmagerüst. Oberhalb des Körnersaums treten sie zahlreich als parallellaufende, feingeschwungene Fäden auf, die scheinbar aus dem Mitochoiulriensaum herauswachsen, denn ihre basalen Enden liegen zum Teil noch innerhall) der Mitochondrienmasse und werden bei Benda- Färbung durch die stark violett gefärbten Körnchen verdeckt, so daß erst oberhalb des Saumes die braunen Streifen im Plasma erkannt werden köniKMi; umgekehrt verdecken auf Safranin-Lichtgrünbildern die stark basophilen Elemente im umgebenden Plasma das Grün fast völlig und nur oin schmaler grüner Streifen an der Basis weist auf die Bildungszone der Mitochondrien hin. Sie unterscheiden sich also vor allem durch ihr färbe- risches Verhalten, durch ihre große Affinität zu Kernfarbstoffen und das Ai)lehnen des KristalLvioletts von den Mitochondrien. ferner aber auch dadurch, daß sie im Gegensatz zu Mitochondrien weder in Essigsäure noch in Alkohol löslich sind. Daraus können w'ir auf eine weitgehende Ver- schiedenheit der chemischen Natur der beiden Strukturen schließen. Die Fäden, die zunächst parallel einzeln an der Basis entspringen, vereinigen sich dann zu Fadenbündeln und Strängen, die nach der Mitte der Zelle sich über den Kern hinaus vorschieben (Tafel IV. Fig. 13). Da der große Kern ihrer Bewegung ein starkes Hindernis entgegensetzt, so müssen sie sich an ihm vorbeidräno;en und unüagern ihn in dichten Strängen. Bei leb- 60 Hildegard Lutz, hafter Driisentätigkeit erfüllen die basophilen Stränge oft die ganze Zelle von der Basis bis znr Spitze (Tafel IV, Fig. 14, Tafel V, Fig. 27). Be- sonders reich sind diese Strukturen nach Pilokarpinreizung entwickelt, die einzelnen Fäden sind zarter und feiner als bei langsamer Sekretion und liegen in der ganzen Zelle so dicht gedrängt, daß bei schwacher Ver- größerung das Plasma eine vollständig diffuse chromatische Färbung zeigt. Wird die Drüsentätigkeit durch Hunger oder Atropin gelähmt, so zeigen die Fäden die Neigung sich zusammenzuknäueln. Nach einmona- tigem Hunger legen sich die Fadenstränge enger zusammen und bilden offene Locken (Tafel V, Fig. 25). Im zweiten Monat rollen sie sich voll- kommen ein und bilden Fadeiiknäuel oder Wickel. Diese eben entstehen- den Wickel sind zunächst sehr groß, da die Stränge noch locker und Weit aneinander liegen; allmählich schließen sie sich immer fester zusammen, so daß die Wickel kompakter, schärfer konturiert und kleiner Werden. Gelegentlich sind auch zwei Locken in einem Wickel vereinigt und zeigen uns das Bild eines zusammengesetzten Wickels (Fig. 18). Solche Formen übertreffen sogar den Zellkern an Größe, während sie im allgemeinen hinter ihm zurückbleiben. Die Wickel liegen meist zwischen Basis und Zellkern und bilden mit den schraubenförmigen Chondriokonten die typische Hungerstruktur der Drüsenzelle. Neue Fadengebilde treten an der Basis nicht mehr auf und alle Filamente im Plasma vereinigen sich in den Wickeln. Im dritten Hungermonat liegen in allen Drüsenzellen 1—9 Wickel, von dem reichen Sekret ziemlich an die Basis gedrängt. Wenn die Wickel in größerer Zahl auftreten, etwa 6—9, dann sind sie kleiner als bei weniger zahlreicher Bildung. Bei längerem Hunger werden sie allmählich zu kompakten Klumpen, bis sie schließlich nach über fünf- monatigem Hunger in regellose Brocken zerfallen. In der degenerieren- den Zelle eines sechsmonatigen Hungertiers finden sich zahlreiche, im Plasma zerstreute basichromatische Klümpchen, die auf solchen Zerfall zurückzuführen sind (Fig. 22 und 23). Ebenso wie das Bildungsmaterial, die Fäden, reagieren auch die AVickel durchweg basichromatisch. Bei Anwendung der BENDA-Färbung zeigen sie ebenfalls den braunen Farbton des Chromatins, häufig aber äußerlich eine blaue Kontur. In vereinzelten Fällen gewinnt man den Eindruck, daß sich die Chondriokonten den Wickeln sekundär aufgelagert haben. So zeigt Tafel V, Fig. 8, einen nicht geschlossenen Wickel, von dessen Ende deutlich ein gebogener Mitochondrienfaden ins Plasma zieht. Doch möch- ten wir derartige, äußerst seltene Verbindungen mehr einem zufälligen Zusammenliegen zuschreiben; denn im allgemeinen zwingt uns ja eine blaue Linie keineswegs, diese Form der Fadenstruktur mit der Mitochon- Physiolog. II. iiiorpliolog. Deutung der im Protoplasma vc rkommeiuleii Strukturen. 61 drionsul)stanz zu idontifizioron. da die BENDA-Färbimg, wie ciiijianss «uisdrücklicli betont wurde, durchaus keine spezifische ist. sondern von den verschiedensten Strukturen, soorar vom Cln-oniatin sell)st gelegentlich aufgenommen wird. Wenn die Hungert iei-c nach ungefähr dreimonatigem Fasten erneut gefüttert werden, so können sich auch die Wickel zur fädigen Struktur, wie sie an cUt normalen Zelle beobachtet wurde. zurUckbilden. Zunächst beobachten wir, daß die Wickel, die in der hungernden Drüse an der Zell- basis liegen, sich schon am 2, Tage der Hungerfütterung meist in der Zellmitte vorfinden. Ein Bild einer Zelle 24 Stunden nach Beginn der Nahrungsaufnahme mit mehreren im mittleren Teile der Zelle gelegenen Wickeln gibt Fig. 17. Zur Erklärung dieser Lage Veränderung der Wickel können wir mit Heideniiaix annehmen, daß bei der Hunger- fütterung durch den Austritt des Sekrets in der Zelle eine lebhafte Plasma- strömung entsteht, welche die Wickel nach vorn schiebt. Zugleich läßt sich auch eine allmähliche Lockerung der Wickel erkennen. Diese Ab- wickelung geht infolge der geringen Freßtätigkeit nur sehr langsam vor sich. Erst am 3. und 4. Tage haben sich alle Wickel in Fadenstrukturen umgelnldet, die nun im Gegensatz zur ungestört normal arbeitenden Drüse im vordersten Teile der Zelle liegen und im Laufe der nächsten 24 Stunden verschwinden. Gleichzeitig erfolgt an der Basis die Neubildung der Mito- chondrien. Erst wenn der Mitrochondrialapparat schon reich entwickelt ist und sich zum Körnchensaum zusammengeschlossen hat, treten die ersten neuen ])asophilen Fädchen an der Zellbasis oberhalb der Mitochon- drienzone auf. In den Embryonen lassen sich die basophilen Stridvturen erst sehr spät beol)achten . Im Plasma der Darmzellen zeigen sich nirgends irgend- welche Andeutungen von Faden])ildung. Erst in jenen Entodermzellen, die sich durch Eiweisaufnahme stark vergrößern und zu Leberzellen ent- wickeln, treten an der Basis feine parallele Fädchen auf. Zwischen diesen Drüsenzellen liegen an der Basis zahlreiche Zellen, die. anscheinend noch undifferenziert, später zur Vermehrung der Epithelzellen beitragen. Dieser ganze Komplex von Entodermzellen faltet sich zunächst in zwei Aus- sackungen vom Mitteldarm ab, mit dem sie durch einen schmalen Stiel, den späteren Sammelkanal in Verbindung bleiben. Diese Mitteldarm- drüsensäckchen ])ilden dann durch rasche Vergrößerung ihres p]pithels bald mehrere Follikel. 4 Wochen nach Verlassen des Kokons zeigt das Tier schon zwei ansehnliche Leberläppchen. Die Vermehrungsteilungen im Epithel spielen sich folgendermaßen ab: Ein uiulifferenzierter Kern wandert von der Basis aus in einem kleinen Plasmaläppchen zwischen 62 Hildegard Lutz, den Drüsenzellen hindurch, bis er an den freien Rand des Epithels zu liegen kommt. Hier teilt er sich mitotisch, wobei sich die Spindel — wie stets in normalen Epithelmitosen — senkrecht zur Längsachse der funktionieren- den Drüsenzelle stellt. Die Häufigkeit der Mitosen spricht dafür, daß die Tochterzellen sich noch öfters teilen können. Nach der letzten Teilung senden sie zunächst einen schmalen Fortsatz zur Basis hinab. Sowie er die Membrana propria erreicht hat, verbreitert er sich und drückt die anderen Zellen auseinander. Der Kern wandert in den unteren Teil der Zelle und bildet sich zum großen rundlichen Drüsenkern um. An der Basis der Zelle läßt sich sogar bei Sublimatfixierung ein dunkler Körnchen- saum nachweisen; die Mitochondriensubstanz nmß also hier sehr stark entwickelt sein, da sie bei einer für sie gar nicht geeigneten Behandlung in Erscheinung tritt; oberhall) des Mitochondriensaumes treten dann in der jungen Zelle zum erstenmal zarte, feine parallele Fädchen auf, die nach der Mitte der Zelle wachsen und sich über den Kern hinaus vorschieben ; das Plasma selbst weist vorn eine feine Körnelung auf, bis sich hier Seki'et- ballen und reifes Seki'et bilden. In derartig funktionierenden Zellen mit fädiger Struktur konnte nie eine Mitose beobachtet Werden, sodaß wir annehmen dürfen, daß nur undifferenzierte Zellen sich teilen und zur Vergrößerung des Epithels beitragen. Selbstverständlich fehlen den Embryonen sowohl wie später auch den jungen Normaltieren die Wickel. Erst Ende des Monats Dezember konnte in vereinzelten Zellen der im Mai ausgeschlüpften Tiere, die in natürlichen Bedingungen, d. h. kaltem Wasser und winterlicher Nahrungsbeschrän- kung gehalten wurden, ein Aufknäueln der Fäden beobachtet werden. Doch traten diese Bildungen keineswegs so reichlich auf wie in jenen Tieren, deren Drüsentätigkeit durch vollkommenen Hunger oder durch Atropin einschneidend unterbrochen wurde. — Da diese Fadengebilde in ihrem färberischen Verhalten auffallend mit dem Kern übereinstimmen, so liegt die Vermutung einer Verwandt- schaft beider Strukturen ziemlich nahe. Doch ist schon von Mathews und später von Jörgensen u. a. energisch darauf hingewiesen worden, daß die Farbreaktion allein uns keinen Aufschluß über die chemische Natur der Gebilde liefern kann. Deshalb wurden einige kleine Versuche unter- nommen, die zeigen sollten, ob die basophilen Fäden und der basichroma- tische Kern auch in sonstigen chemischen Reaktionen übereinstimmen. Zunächst galt es natürlich die Löslichkeit in den wichtigsten Säuren zu prüfen. Kern und basichromatische Fäden erwiesen sich in Salzsäure, Salpeter- und Essigsäure gleich resistent; von konzentrierter Schwefel- säure wurden sie bei längerer Einwirkung gleich rasch gelöst. Bei Lösungs- I'hysiolog. II, inoipholo^. Doutnng der im Protoplasma Torkommenden Strukturen. 63 vorsuchen in 30% Kalilauge blieben beide intakt. Auf Schnitten, die von in Alkohol fixierten Objekten stammten, AVurden dann verschiedene Verdauunosnu'thoden ano^ewandt. Selbst bei 4Sstiindio-er EinNVirkung von IVpsiiifjlyzerin und 0.2% Salzsäure 1 : 8 zeigten sich Kern und Fäden nidoslicli. "Weiteres Alkoholmateri;»! -wurde einer Trypsinverdauung in schwach alkalischer Lösung unterworfen: zunächst widerstanden beide Strukturen, nach etwa 2—3 Stunden aber traten an beiden Zerfallserschei- nungen auf. und nach 7— 8 Stunden waren von beiden nur mehr undeutliche Brocken vorhanden, deren Abstammung von Kern oder Fäden nur da- durch konstatiert werden konnte, daß die Zelle vor und während der Verdauung gezeichnet und die Lage der einzelnen Strukturen genau fixiert worden War. Xun wurde noch ein Versuch unternommen, der die Ein- wirkung der Magenverdauung nachbilden sollte: die Schnitte ^vurden kurze Zeit der Pepsineinwirkung ausgesetzt, mit schwach alkalischem AVasser ausgewaschen und dann mit Trypsin weiterbehandelt. Auch hier zeigte sich das gleiche Resultat wie bei einfacher Trypsinverdauung. Wir können also konstatieren, daß die basichromatischen Fäden sich dem Kernchromatin auffallend ähnlich verhalten, daß sie zum mindesten eine der Nukleinsäure ähnliche Komponente enthalten. c. Das Sekret. Das Sekret tritt am deutlichsten in den Zellen hungernder Tiere hervor oder in Material, das zur Zeit der Winterruhe, also im Januar, Februar fixiert wurde. Denn da die Zelle ki'aft der in ihr enthaltenen F^nergie auch während des Fastens noch Weiterarbeitet, staut sich hier das Sekretmaterial an und erfüllt die Zelle in vielen, fast kerngroßen Ballen. Auf dem Schnittl)ild lassen sich oft 20—30 Kugeln in einer Zelle zählen, die den Kern und die Wickel oft ganz an die Basis drängen (Tafel V, Fig. 32 nnd 33). Sie färben sich meist im gleichen Ton wie das Zellplasma und sind innen feinwabig strukturiert. Gelegentlich zeigen sie dunkelgefärbte Einschlüsse, die sich mit Eisenhämatoxylin schwarz, mit Kristallviolett l)lau färben, doch sind diese Farbreaktionen äußerst wechselnd und viel- leicht nur durch Koagulation bei der Fixierung hervorgerufen; bei Unter- suchung des lebenden Materials erscheinen die Sekretkugeln gleichmäßig lichtbrechend. — Wenn die Drüse wieder in Tätigkeit tritt, verschwinden die Kugeln allmählich und lösen sich in feine Tröpfchen, in das eigentliche Enzym, auf. In normalarbeitenden Zellen kommt es überhaupt nicht zu einer derartigen Anhänfung von unreifen Sekretballen; es liegen nur 2 oder 3 im vorderen Teil der Zelle, die sich bei ständiger Sekretion sehr rasch in reifes Sekret auflösen. Je lebhafter die Sekretion erfolgt, desto 64 Hildegard Lutz, kleiner ist auch die Zahl und das Volumen der das Zwischenstadium dar- stellenden Ballen. Besonders bei intensiver Tätigkeit nach Überfütterung oder Pilokarpinreizung liegen zwischen den fädigen Strukturen und dem definitiven Sekret nur 1—2 Kugeln, die kaum ^[^ Durchmesser der Ballen der Hungertiere erreichen. Die Sekretion im engsten Sinne, d. h. die Ausstoßung des fertigen Zellprodukts, geschieht in der Weise, daß sich die Zelle am Lumen mit einem schmalen Kanal öffnet, durch die das reife Sekret in feinen Tröpfchen ausfließt. Im Lumen der Drüse fließt diese feinkörnige Masse zu größeren, unregelmäßigen Seki'ctinseln zusammen. 2. Die Resorptionszellen und ihre Beziehungen zu den Sekretzellen. Zwischen die eben beschriebenen Sekretzellen schmiegen sich die feinen, schlanken Resorptionszellen. Ihr schmaler Fuß scheint durch den Seitendruck ganz zusammengepreßt und läßt sich oft schwer bis an die membrana propria verfolgen. Erst Wenn der schlanke Stiel sich zwischen den Sekret Zellen hindurch gewunden hat, dehnt sich die Zelle keulenförmig aus und ragt weit in das Lumen der Drüse vor. Der Kern liegt im schmalen Stiel und ist außerordentlich klein und schmal, länglich, mit punktför- migem Chromatin-Nucleolus (Tafel IV, Fig. 16), Auf Grund der Kern- differenzen unterscheidet Hirsch bei fleischfressenden Gastropoden Groß- kern- und Kleinkernzellen, allerdings ohne damit eine differente physio- logische Tätigkeit ausdrücken zu wollen. Der dem Lumen zugewandte Saum der Zelle ist stets dicht mit Mitochondrien besetzt (Tafel IV, Fig. 12). Von dem Mitochondriensaum der Drüsenzelle unterscheidet er sich nicht nur durch die entgegengesetzte Lage, sondern vor allem durch die größere Zartheit seiner Körnchen. Die Mannigfaltigkeit der Formen, die wir bei den Mitochondrien der Drüsenzellen beobachten konnten, wird hier voll- kommen vermißt: keine Doppelkörner, keine Hantelform, keine Chondrio- kontenbildung, nur feine, punktartige Körnchen. Durch diesen Körnchen- saum diffundiert das Resorptionsmaterial in die Zelle hinein und erfüllt in Gestalt feiner Tröpfchen den vordersten Teil der Zelle, Das Plasma zwischen diesen Tröpfchen ist von feinen Mitochondrien erfüllt. Die morphologisch gesonderten Tröpfchen fließen dann zu einer einheitlichen Masse zusammen, die allerdings noch ein fein granuliertes Aussehen be- sitzt, aber keine Mitochondrien mehr zeigt. Sie ist von der Tröpfchen- region durch eine halbkreisförmige Vakuole getrennt und verliert sich nach unten im Plasma der Zelle. Basophile Fäden und Wickel fehlen vollkommen. — Physiolog. u. morpholog. Deutung der im Protoplasma vorkommenden Strukturen, 65 Da bei der Verdauung der höheren Tiere die sezernierende Tätigkeit den Anhangsdrüsen des Darms und die resorbierende dem Darm selbst zukommt, so üben hier die Zellen zeitlebens nur eine Funktion aus. Die Vorstellung der Konstanz der Zelltätigkeit wird von den meisten Autoren auch für die Mitteldarmdrüse der Mollusken beibehalten, wo sezernierende und resorbierende Elemente sieh in einer Oberfläche und in einem Organ vereint finden. Bei den zur Ermittelung der Bedeutung der Strukturen vorgenommenen Hungerfütterungsversuchen ließ sich in der Gesamtdrüse ein deutlicher Funktionswechsel der einzelnen Zellen beobachten. Rein zahlenmäßig überwiegen während der Hungerperiode bei weitem die Drüsenzellen. Sie sind roich mit Sekret angefüllt und prall ausgedehnt. Zwischen diese mächtigen Zellen schmiegen sich die schlanken Resorptions- zellen, deren vorderer Teil nur schwach in das Lumen vorspringt. Bei darauffolgender längerer Fütterung vermehrt sich die Zahl der Resorp- tionszellen zusehends auf Kosten der Drüsenzellen, die sich schließlich in bedeutender Minderheit befinden. Erstere sind dann auch bedeutend in die Länge gestreckt, ihr Kolben ragt prall ausgefüllt Weit in das Lumen vor. Bei längerer normaler Fütterung läßt sich wieder eine Vermelirung der Sekretzellen beobachten. Es bildet sich anscheinend ein Gleichge- wichtszustand aus, indem ein Teil der Resorptionszellen wieder zur sezer- nierenden Funktion übergeht. Das Verhältnis der Sekret- zu den Re- sorptionszellen in den verschiedenen Ernährungsstadien läßt sich am einfachsten durch Zählung der Groß- und Kleinkerne in einem bestimmten Drüsenabschnitt feststellen und auf diese Weise wurde folgende Übersicht gewonnen : Ernähr ungszustand der Drüse: Za der Großkerne: hl der Kleinkerne: Hungertier . 19 6 24 Stunden nach Hungerfiitterung . . 9 13 48 •) )» ö 22 3 Tage )) !) 3 28 4 „ >j )) 7 17 ö „ >» )) 13 11 8 „ >! )> 18 5 Neben dieser statistischen Feststellung, die sich auf Übersichtsbildern klar ergibt, können wir aber auch in der Zelle selbst Strukturveränderungen wahrnehmen, die auf einen Funktionswechsel der Zelle schließen lassen. Am 2. und 3. Tage finden wir in der Drüse Zellen, in denen zwar sowohl der große, rundliche Kern mit dem großen Nukleolus wie auch die Wickel und das noch im vorderen Teil vorhandene Drüsenprodukt auf die sezer- Archiv f. Zellforschnng. XVI. 5 66 Hildegard Lutz, liierende Tätigkeit hinweisen, die jedoch durch ihre schmale Gestalt vom normalen Typ der Seki'etzellen abweichen. Es läßt sich aus den Präpa- raten eine Serie von Bildern zusammenstellen, die alle Übergänge von einer bauchigen, gedrungenen Sekretzelle zur schlanken Kesorptionszelle aufweist (Textfig. 2). Es unterbleibt anscheinend bei der Hungerfütterung- in den Sekretzellen häufig dit? Neubildung der Strukturen, die Wn normaler- weise in ihnen finden, der Mitochondrien und der basophilen Fäden; die a- ■■.^,;,;;-'^>y. ;■><■.;. ^W (^^ .■üy Fig. 2. tJbergangsstadien von Sekret- in Resorptionszellen. Okular 8 Immersion Zeiss Apochromat 2 mm. Zeichentisch in Objekttischhöhe. Gestalt der Zelle wnd dann nach Austritt des Sekrets immer mehr ver- schmälert, besonders der Fuß wii'd stark zusammengepreßt; die noch vorhandenen Wickel werden weit nach vorn geschoben und aufgelöst ; der Kern wird schmächtig, klein und länglich, und der Nukleolus schwindet bis auf ein kleines Körnchen, so daß die Zelle vollkommen das Aussehen der Resorptionszellen erreicht hat. Wenn wir dann am distalen Ende das Auftreten feiner Mitochondrienkörnchen beobachten, die sich zu dem für die resorbierenden Elemente charakteristischen zarten Saum am Drüsenlumen vereinen, dürfen wn annehmen, daß die Zelle in die neue Physiolog. u. ii * pholog. Deutung der im Protoplasma vurkommeuden Strukturen. 67 Funktion eintritt. Uniojekchrt finden wir aber vom 3. und 4. Fütterungs- tage ab Resorptionszellen, deren Fuß verbreitert und mit Mitochondrien mehr oder weniger erfüllt und deren Kern rundlieher und größer als in normalen Resorptionszellen erscheint. Gleichzeitig können wir konstatieren, daß der distale Mitochondriensaum umso schwächer entwickelt ist, je breiter und körnerreicher die Zellbasis ausgebildet wird. Dieses wechselnde Aussehen der Zellen und die damit verlnindenen Veränderungen des Kerns und der extranukleären Strukturen lassen sich durch die Umwand- lung der Resorptions- zu Seki'etzellen erklären. Dieser dem weiter oben geschilderten entgegengesetzte Vorgang wird offenbar durch das Auftreten der Mitochondrien im Stiel eingeleitet. Die neu entstehenden Körnchen sind zunächst äußerst zart und fein, bald lassen sich jedoch größere Ge- bilde erkennen: die Zelle selbst dehnt sich an der Basis mehr aus und ver- kürzt ihre Längsachse; gleichzeitig vergrößert sich das Volumen des Kerns; er wu-d groß und rundlich mit großem Chromatinnukleolus, und das Auf- treten der basophilen Fäden oberhalb des Mitochondriensaums vervoll- ständigt das Bild der Seki'etzelle. Auf diese Weise lassen sich die Zell- verwandlungen in einem geschlossenen lü'eis anordnen und bestätigen unsere Ansicht, daß die gleiche Zelle je nach Lebensbedingungen sezer- nieren oder resorbieren kann. 3. Das Glykogen. Veranlassung zur Glykogenfärbung boten hauptsächlich die Kemnitz- schen Untersuchungen an Nematoden, in denen der Autor zum Resultat kam. daß die früher als Chromidien gedeuteten metachromatischen Stränge der Askariszellen, die in ihrer Gestalt den basophilen Strukturen der Planorbisleber ähneln, als Stoffwechselprodnkte des Glykogens aufzu- fassen seien. Es zeigt sich aber, daß unseren geschilderten Strukturen keine derartige Bedeutung zukommt und daß das Glykogen hauptsäch- lich in den bindegewebigen Elementen auftritt. In den Zellen der die Leber umhüllenden Membran (Textfig. 3 Ä) ist es so reichlich in Form feiner Tröpfchen aufgespeichert, daß man den kleinen Kern nur noch schwer zwischen den Glykogenmassen erkennen kann. Zwischen den einzelnen Follikeln sind ferner die Leydig sehen Bindesubstanzzellen und Spalt- räume in diesem Gewebe (Textfig. 3 C) bedeutende Glykogenspeicher; die Glykogentröpfchen liegen hier in dichten Haufen und heben sich bei Anwendung der Best sehen Karminfärbung leuchtend rot vom blauen Ton der Umgebung ab. Auch in den bewimperten Zellen der Ausführungs- gänge der Leber finden sich normalerweise feine Glykogenkörnchen 6* 68 Hildegard Lutz. . 1 •. r .« ■-. 5 ' f t \>'. B A ^«.•" -rf V. I \ \ä I 1 /■ \ H Fig. 3. Glykogenspeicherung. 4 Drüsendeckmembran ; B Epithel des Ausführungskanals; V Bindegewebe zwischen den Follikeln; D Uesorptionszelle ; E Sekietzelle. Immersion ZEISS Apochromat 2 mm. Okular 8 Zeichentisch in Objekttischhöhe. Physiolog. II. moipliolog. Deutung der im Protoplasma vorkommenden Strukturen. 69 (Textfig. 'dB). Im eigentlichen Drüsenopithel läßt sieh aber erst bei längerer Fütterung mit Brot und gekochten Kartoffeln Glykogen nachweisen. Zunächst treten in den Resorptionszellen vereinzelte Tröpfchen auf, und bei andauernder Zuführung von Kohlehydraten finden sich sogar in den Sekretzellen Spuren von Glykogen (Textfig. 3 D und E). Das Glykogen wird, wie aus den Bildern hervorgeht, hier nur in Form von Tröpfchen abgelagert und ist weder nach Lage noch nach Gestalt mit den extra- nukleären Strukturen der Drüsenzelle zu identifizieren. 4. Zellparasiten. Schließlich ist noch eine Erscheinung zu erwähnen, die sich vermut- lich auf das Auftreten von Bakterien in der Mitteldarmdrüse zurückführen läßt. Häufig sind die Zellen von kleinen, stäbchenförmigen Gebilden erfüllt, die sich lebhaft mit Safranin-HEiDENUAiN und Kristallviolett färben. Sie liegen zunächst innerhalb einer kleinen Kugel, von einer 0P 9-'^M>/ B. Fig. 4. Bakterienzellen. A und B fixiert" und gefärbt nach Benda. C fixiert Sublimat, gefärbt Eisen- hämatoxylin-HEiDENHAlN. Okular 8 Zeiss Apochromat 2 mm. Zeichentiscli in Objekttischhöhe. zarten Membran umgeben, oberhalb oder unterhalb des Kerns, Im wei- teren Wachstum verliert sich die Kugelgestalt, indem sich das ganze Gebilde der Innenform der Zelle anschmiegt ; dabei wird der Kern zunächst an die Wand gepreßt, glattgedrückt und schließlich vollkommen ver- drängt (Textfig. 4). Die Tatsache, daß diese Stäbchen nie in jungen, lebensfrischen Tieren, sondern überhaupt nur in einer sehr alten Zucht auftreten, deren Angehörige in großer Zahl zugrunde gingen, legt den Gedanken nahe, diese Bilder als pathologische Erscheinung, die Stäbchen als Bakterien zu deuten. 70 Hildegard Lutz, II. Vergleichender Teil. 1. Gesamtüberblick über die Periodizität der Sekretion und der Strukturen. Nachdem wii'im ersten Teil das Auftreten der einzelnen Strukturen gesondert verfolgt haben, müssen wir sie jetzt in ihi'em natürlichen Zu- sammenhang nebeneinander in den verschiedenen Funktionszuständen der Zelle kurz betrachten, um einen Einblick in ihi'e physiologische Be- deutung und in ihre wechselseitigen Beziehungen gewinnen zu können. In der normalen Zelle finden wir eine reiche Entwicklung der Mito- chondrien und der basophilen Fäden, während im vorderen Teil der Zelle das Sekret nur schwach entwickelt ist. Der Kern ist groß und stark chro- matisch. Wenn nun die Funktion der Drüse gestört wh'd, staut sich das Sekret in der Zelle an, und gleichzeitig vermindert sich die Masse der Strukturen, Die Mitochondriensubstanz läßt sich hauptsächlich in den gewundenen Chondriokonten nachweisen; die basichromatischen Fäden knäueln sich in Wickel zusammen; Größe und Chromatizität des Kerns nehmen ab. Bei Erneuerung der Zelltätigkeit entstehen zuerst die Mito- chondrien an dem der Sekretentleerung entgegengesetzten Pol, dann ebenda die neuen basophilen Strukturen, und spät erst läßt sich das Seki'et beobachten. Im gleichen Rhythmus arbeitet die junge, zum erstenmal sezernierende Zelle. Dem seki'etfreien Zustand entspricht also stets die Höchstausbildung der Strukturen, während die reichste Anhäufung an Sekret von einer Verminderung der Mitochondrien und der basichroma- tischen Fäden begleitet ist, oder: die Menge beider Drüsenstrukturen ist der des Seki'ets stets umgekehi't proportional. Aus dieser Reziprozität geht deutlich hervor, daß diese beiden Strukturen am Aufbau des Sekrets beteiligt sind. Ein weiterer bedeutender Faktor in der Sekretbereitung ist der Kern. Die Bedeutung des Zellkerns für die Drüsentätigkeit wurde zuerst von R. Heidenhain (1868) und Kuehne und Lea (1876) erkannt. Sie beobachteten ein Anschwellen des Kerns während der Funktion der Zelle und eine Wanderung nach der Zellmitte. Auch in unserem Objekt steht der Kern unzweifelhaft in enger Be- ziehung zur Seki'etion. Darauf weist vor allem die rhythmische Ver- änderung seiner Größe und seiner Chromatizität hin. In lebhaft funktio- nierenden Zellen bietet er stets das Bild eines lebhaft tätigen Kerns. Die Kernmembran ist straff gespannt, der ganze Körper groß angeschwollen und stark chromatisch; wähi'end der Zellruhe dagegen verliert er an Vo- lumen, wu'd gelegentlich eingebuchtet und chromatinarm. Es lassen sich Physiolog. II. moiphülog. Dt-utung der im Protoplasma vorkommenden Strukturen. 7 1 jedoch an unserem Objekt keine direkten Beziehungen zum Produkt der l^rüsenzeHe nachweisen, wie es z. B. in den Spinndrüsen der Schmetter- lingslarven von Maziarsky beschrie])en wurde. Dort ist der Zellkern reich verzweigt und besitzt eine große Anzahl kleiner, echter Xukleolen. Diese Xukleolarsubstanz ist die Matrix des Sekrets. Sie bildet lange, fadenförmige Fortsätze des Kerns und gelangt durch AbschnUrun«- ins Plasma. Bei gesteigerter Sekretion verflüssigen sich die Xukleolen im Innern des Kerns und bilden schon hier eine Art Prosekret: dieses tritt in große Sekretvakuolen über, die in innigem Zusammenhang mit dem Kern bleiben. In den Zellen der Mitteldarmdrüse von Planorlis besteht jedoch keine Kontinuität zwischen Kernsubstanz und Seki'et; die Kernmembran ist stets intakt, und es läßt sich kein Substanzaustritt konstatieren; daher 5ind die Beziehungen zwischen Kern und Sekretion morphologisch nicht zu fassen. Wenn wir uns der AVürdigung der lieiden anderen Komponenten zuwenden, so müssen wir die zuerst betrachten, die sowohl entwicklungs- geschichtlich, wie auch im Rhythmus der Drüsentätigkeit als erste auf- tritt: die Mitochondrien. , 2. Die Mitochondrien. a. Die Entstehung. Kern und Mitochondrien stehen sich als zwei vollkommen verschie- dene Komponenten gegenüber. Der Versuch, die j\Iitochondrien vom Kern abzuleiten, wie es Goldschmidts verallgemeinerte Chromidial- apparathypothese. die über die tatsächliche Grundlage der eigentlichen Chromidienlehre Weit hinausgeht, erfordert, läßt sich bei eingehender Beschäftigung mit dieser rein plasmatischen Struktur unmöglich durch- führen. Sie entstehen räumlich beliebig weit vom Kern entfernt und Weisen auch in ihrem chemischen Bau keine verwandtschaftlichen Be- ziehungen mit ihm auf. Die Entdecker der Mitochondrien glaubten in ilinen ein permanentes Zellorgan gefunden zu hal)en. dessen Elemente sich selbständig dm-ch Teilung vermehren, bei Zellteilung auf beide Tochterzellen übergehen und bei der Fortpflanzung von Eltern auf die Kinder vererbt werden. Diese Kontinuität veranlaßte Benda die Gebilde als »Vererbungsträger« anzusprechen. Diese Hypothese wurde weiterhin hauptsächlich von Meves ausgebaut; seine Untersuchungen der Befriichtungsvorgänge bei Äskans,Mijtilus und Filaria ergal)en, daß sich die väterliche Mitochondrien- massc im Eiplasma zerstreut. Wir müssen doch die Frage aufWerfen, 72 Hildegard Lutz, ob die Beobachtung einer «Aussaat« der Mitochondrien genügt, ihnen eine Bedeutung als Vererbungsträger zuzusprechen. Zunächst dürfen wir von einer Vererbungsmasse erwarten, daß väterHche und mütterhehe Qualitäten sich zu gleichen Teilen bei der Befruchtung vereinen. Tat- sächlich sind aber Größe und Zahl der männlichen und der weiblichen Mitochondrien weitgehend verschieden; eine Verschmelzung dieser unglei- chen Körner »muß aus theoretischen Gründen angenommen werden«, läßt sich aber tatsächlich nicht beobachten. Ferner zwingt diese Hypo- these zur Annahme einer Mitochondrienreduktion zur Verhütung einer Summierung der Erbmassen. Im Hoden führen die Reifeteilungen aller- dings zu einer Massenrediiktion der Körner, die aber keineswegs der exakten Halbierung der Chromosomenzahl gleichgesetzt werden kann; in den Eizellen aber läßt sich kein analoger Vorgang nachweisen: bei der Abschnürung der Richtungskörper bleiben die Mitochondrien im Eiplasma in regelloser Verteilung liegen. In diesen wichtigen Punkten genügen die Mitochondrien nicht den Anforderungen, die wir an eine Vererbungsmasse zu stellen berechtigt sind, daher dürfen wir es wohl ablehnen, ihnen eine Bedeutung als Vererbungs- träger zuzusprechen. Beim Abbau dieser Hypothese kommen wir auf die Kontinuitätslehre der Mitochondrien im allgemeinen. Wenn wir an den Erscheinungen der Drüsenzelle den Satz: »omne granulum e granulo« prüfen wollen, so haben wir die Vermehrungsperioden der Mitochondrien ins Auge zu fassen. Wir hatten wiederholt Gelegenheit sie zu beobachten: 1. in den embryonalen Zellen, 2. bei dem AViederauftreten der fast versch\^aindenen Mitochondrien- substanz bei Hungerfütterung, 3. bei dem Wechsel des Mitochondriensaums bei der Umwandlung von Resorptions- zur Sekretzelle. In keinem der drei Fälle fanden sich jedoch BUder, die auf eine selb- ständige Vermehrungsteilung der Mitochondrien hinweisen und eine Ab- leitung der massenhaft auftretenden neuen Körnchen von den wenigen zuerst vorhandenen rechtfertigten. Allerdings haben wir in lebhaft funk- tionierenden Zellen mit reicher Mitochondrienmasse Doppelkörner gesehen, die biskuitartig aneinander liegen, so daß eine Zerschnürung möglich er- scheint. Diese Mitochondrien und ihre etwaigen Tochterprodukte sind jedoch stets viel größer und plumper als die neu auftretenden, so daß es sich hier wohl eher um eine sekundäre Erscheinung, vielleicht Oberflächen- vergrößerung, vielleicht sogar um eine Verschmelzung, als um eine typische Vermehrungsteilung handelt. Die jüngsten Mitochondrien treten als Physiolog. 11. nioipliolüg. Deutung der im Protoplasma voi kommenden Struktnrt'ii. 7."} einzelne, äußerst zarte, feine Körnchen an der Grenze des eben Sicht- baren im Plasma auf. Wir möchten sie daher eher für eine Differenzie- rung des Protoplasmas halten, die vielleicht metamikroskopisch noch viel feiner im Plasma verteilt ist und auf diesem Stadium eben für unsere Technik greifbar wird. Sie scheinen also kein permanentes Zellorgan zu sein, sondern eine Protoplasmastruktur, die jederzeit von ihrer Matrix neu erzeugt werden kann. Die Uluquität der Mitochondrien spricht dafür, daß es sich hier um eine außerordentlich frühauftrctende, allgemeine, vielleicht die erste und allgemeine Struktur des aktiven Protoplasmas handelt, die der Entwicklung der verschiedensten Dinge: Nerven- und Muskelfasern, Drüsenprodukte, Pigmente, überhaupt vielleicht aller Zellr Produkte zugrunde liegt. b. Die physiologische Bedeutung der Mitochondrien. Da die Mitochondrien als erste erkennbare Struktur im Protoplasma auftreten, sehen wir in ihnen die Faktoren, die die allgemeine Tätigkeit der Zelle einleiten und dürfen auch die ersten Anfänge der SekiTtion auf sie zurückführen. Dafür spricht ihre Hauptverbreitung an dem Pol der Zelle, wo die Tätigkeit beginnt, also bei der Drüsenzelle an der Basis. Die Bildung eines Körnchensaums am distalen Ende der Resorptionszel'e, dem Ausgangspunkt der resorbierenden Tätigkeit, steht ebenfalls mit der Ansicht, daß die Zellfunktion durch Mitochondrien eingeleitet wird, in schöner Übereinstimmung. Über die weitere Rolle dieser Struktur läßt sich jedoch wenig sagen. Wir haben gesehen, daß die Chondriokonten sich in Ballen von Körnchen auflösen und daß ein Teil der Mitochondrien- substanz bei der Sekret bildung aufgebraucht wird, während andere noch zwischen dem reifen Sekret frei im vordersten Teil der Zelle liegen. Ein direkter Übergang von Mitochondrien in Sekret läßt sich jedoch nie beobachten und scheint ausgeschlossen, da, abgesehen von der färberischen Reaktion, die Sekrettropfen stets viel größer sind als das plumpste Mito- chondrienkorn. Die Auflösung der Mitochondriensubstanz im Sekret ist ein komplizierter chemischer Vorgang, verbunden mit den übrigen Strukturveränderungen der Zelle. In dieser Hinsicht stimmen unsere Resultate mit Champy wohl über- ein, der in »Recherches sur Tabsorption intestinale et le role des mito- chondries dans Tabsorption et dans la secr^tion« eingehende Studien über Darm- und Drüsenzellen der Wirbeltiere veröffentlicht. Die Bilder der verschiedenen Zellen aus Pankreas, Leber, Milchdrüse und Speicheldrüse decken sich vollkommen mit denen der Planorbisleber; die bipolare Darm- zelle, die infolgo ihrer doppelten resorbierenden und sezornierenden Funk- 74 Hildegard Lutz, tion zwei Mitochondrienzentren aufweist, steht in Parallele zu dem Wechsel der Mitochondrienstruktur beim Übergang von Resorptions- in Seki-et- 2;elle, Champy verneint einen direkten Übergang von Mitochondrien in Sekret und faßt die Bedeutung der Mitochondrien dahin zusammen: »les substance selaborees se forment au contact de la mitochondrie et de l'hyalo- plasma avec participation de la substance de Tun et de Fautre. a Hoven dagegen kann in den Panki'easzellen des Kaninchens eine dü'ekte Umwand- lung der Mitochondrien im Sekret beobachten, »au cours de la secretion les chondrioeontes se fragmentent en granulations, qui representent la preraiere ebauche des grains de secretion; on peut leur donner le nom de plastes. Ces plastes augmentent progressivement de volume et se trans- fornient en grains de zymogene.« Auch in der gleichen Drüse des Sala- manders findet Hoven in einer Zelle alle Übergänge zwischen Mitochondrien und reifem Sekret, In diesen beiden Fällen färbt sich letzteres wie Mito- chondrie nsubstanz, so daß eine Veränderung sich der Beobachtung ent- zieht. In- der Speicheldrüse und in der Milchdrüse, wo die Substanz eine sichtbare histochemische Veränderung erleidet, läßt sich kein direkter Übergang studieren. Ob bei dieser Veränderung und bei dem Aufbau des Sekrets noch andere Komponenten beteiligt sein können, wird von Hoven nicht erwogen: »les chondriosomes representent dans la ceUule secretante des organules qui fixent les materiaux necessaü'es ä l'elaboration des produits de secretion. Ils jouent par consequent un role extremement actif dans ces phenomenes. (( Auch bei der Dotterbildung, die in der arbeitenden Zelle eine der Drüsensekretion parallele Erscheinung darstellt, wurde in letzter Zeit eine direkte Umwandlung der Mitochondrien in Dotterkugeln beschrieben. Eusso (1910) beobachtet im Plasma des Kanincheneis ein Heranwachsen der Mitochondrien. Im gleichen Maße wie sie an Größe zunehmen, ver- lieren die Körnchen die Fähigkeit sich mit Kristallviolett zu färben, sie Werden immer größer und blasser, bis sie schließlich zu großen, rein alizarin- farbigen Dotterkugeln herangewachsen sind. Ähnliches schildert Loyez (1909) in den Eiern der Timikaten: Die fadenförmigen Mitochondrien lösen sich in Körnchen auf, diese Wachsen heran und spalten sich dabei in eine kristallviolette Rindenschicht, und ein Zentrum, das sich allmählich mit Alizarin färbt; bei zunehmendem Wachstum des Kerns vergrößert sich hauptsächlich die Zentralpartie auf Kosten des Rings aus Mitochon- driensubstanz, bis diese vollkommen schwindet. Der Hauptunterschied zwischen unserer Auffassung und der obiger Autoren liegt darin, daß diese die Substanzvermehrung und Umwandlung ausschließlich der individuellen Wachstumsfähigkeit der Mitochondrien- Physiolog. II. moipholog. Doutiing der im Protoplasma vorkommenden Strukturen, 75 körncr zuschreiben, während wh* die Mitochondrien als allgemeinste funk- tionelle Struktur jeder tätigen Zelle auffassen möchten, deren Beteiligung an der Sekretion indirekt, erst in Verbindung mit den andern Komponenten sieh äußert. 3. Die basophilen Strukturen. a. Die Entstehung der Wickel und der basophilen Fäden. Unter den basophilen Elementen ist die Wickelform das bekannteste Gebilde. Es wurde schon 1881 von Nussbaum in der Salamanderpankreas gesehen und »Nebenkern« getauft. Dieser Name ist ziemlich unglücklich gewählt, weil er eigentlich ein ganz bestimmtes Gebilde in den männlichen Geschlechtszellen bezeichnet. Drüsennebenkerne werden hauptsächlich auch von Ogata (1883), Platner (1889), Laguesse geschildert; die Au- toren vermuteten, daß diese Strukturen dem Kern entstammen, deshalb wurden sie lange Zeit dem echten Chromidialap])arat zugezählt. Dagegen beobachten Ebektii und Müller (1892) den zytoplasmatischen Ursprung- des »Nebenkerns«. Bei oberflächlicher Betrachtung erinnern die Fadenknäuel an ein Gebilde, das sich hauptsächlich in den Geschlechtszellen der Arthropoden findet, an den Dotterkern der Eizellen. In den Eiern von Tegenaria bildet sich in einer granulierten Plasmazone ein Bläschen, das sich durch Ausbildung konzentrischer Figuren rasch vergrößert und sogar die Größe des Kerns erreicht. Es bleibt während der Eueifung und Embryonalent- wicklung im Dotter liegen und findet sich sogar noch im Abdomen der jungen Spinne. Diese Persistenz des Dotterkerns ist keineswegs allgemein. Bei Pliolkus, Wo er schalenförmig den Kern umschließt, zerfällt er in feine Tröpfchen, die in das Deutoplasma des Eis eingehen. Bei Limulus scheint die Sphäre Veranlassung der Struktur zu sein. Ähnliche Ge])ilde werden von Balbiani (1892) bei Säugetieren, M. und P. Bouix (1898) bei Asterina gihbosa, Angel (1902) bei Pulmonaten, van der Stricht (1902). d 'Hol- lander (1904), LoYEZ (1903, 1904) bei Wirbeltieren und Cephalopoden beschriel)en. Sie scheinen ein spezifisches Funktionszentrum im wach- senden Ei darzustellen. Von diesen Dotterkernen unterscheiden sich die Strukturen der Driisen- zelle erstens durch ihren Bau: sie entstehen durch Aufknäueln einzelner Fäden, wie im beschreibenden Teil eingeheiul geschildert wurde, während sich die Gebilde der Eizellen durch konzentrische, schalenförmige Diffe- renzierung entwickeln; und zweitens dadurch, daß sie im Gegensatz zu den Dotterkernen keine Dauerstruktur, sondern nur eine vorübergehende Hungerform der basophilen Fäden darstellen. 76 Hildegard Lutz, Diese beiden Momente zeigen auch deutlich, daß wir den bedeutungs- vollen Namen »Nebenkern <( nicht auf diese Gebilde anwenden dürfen, da wir sie ja nicht als selbständige Struktur, sondern nur als Übergangser- scheinung der Fäden auffassen können. Wenn wir uns nun mit der Frage nach der Natur der basophilen Fäden, dem Bildungsmaterial der Wickel, beschäftigen, muß zunächst festgestellt werden, ob die Strukturen dem Kern oder dem Protoplasma entstammen. Die Tatsache, daß sie sich bei Verdauungsversuchen und in ihrem färberischen Verhalten dem Chromatin äußerst ähnlich verhalten, legt die Vernmtung ihrer Zugehörigkeit zum »Chromidialapparat« nahe. Trotz eingehendster Prüfung ließ sich aber nie ein genetischer Zusammen- hang zwischen Kern und basophilen Fäden nachweisen, so daß wir sie nicht als Chromidien ansprechen können. Die an unserem Objekt beobachteten basophilen Strukturen Schemen vielmehr eine Differenzierung des Protoplasmas zu sein, deren feine Aus- läufer im Gerüstwerk des Plasmas untergehen. Sie entstehen durch physi- kalische Verdichtung und durch chemische Umwandlung der Matrix in eine Substanz, die der Nukleinsäure äußerst nahe steht, wie Lösungs- und Verdauungsversuche zeigten, und wir dürfen mit Warburg annehmen, daß das Plasma selbst befähigt ist, Nukleinsäure abzuspalten. Die baso- philen Fadenstrukturen sind eine spezifische Erscheinung der sezernieren- den oder ähnlich funktionierenden Zellen. In den übrigen Zellen jedoch wurden sie selten mit Sicherheit beobachtet und besitzen also keine so allgemeine Verbreitung wie die Mitochondrien. Sie wurden schon von Garnier (1897—99) in Speicheldrüsen als Basalfilamente beschrieben und hier zuerst »Ergastoplasma« getauft. Zahlreiche Autoren bestätigen das Auftreten dieser Strukturen in Drüsenzellen: Prenant (1904) im Darmepithel von Distomum hepaticum; Regaud (1908) und Regaud et Mawas (1909) in der Submnxillaris des Menschen; Guieyesse (1901) in der Hepatopankreas der Crustaceen, Koiransky in den Leberzellen der Amphibien. b. Die Beziehungen zwischen Mitochondrien und basophilen Strukturen. Wenn wir die Beziehungen zwischen Mitochondrien und basophilen Strukturen betrachten, so müssen wk zuerst jenen Autoren begegnen, die die Ansicht aussprechen, daß diese Gebilde identisch und nur verschie- dene Fixierungsprodukte der gleichen Struktur seien. Diese Anschauung ist hauptsächlich auf eine einseitige Anwendung der einen oder anderen Technik zurückzuführen, durch die entweder nur die Mitochondrien oder nur die basophilen Elemente als einzige Plasma- Physiolog. u. morpholog. Deutung der im Protoplasma vorkommenden Strukturen. 77 struktur clor funktionioronden Zollen horvortroton. In soinon für die Mitoehondrionbonbachtuno; sehr wortvollon »contributions ä l'etudo du fonotionnoniont dos coUulos glan(]ulairos« beschreibt Hoven (1912) an der Basis der Zelle eine feine fibrilläro Struktur. Sie zeigt sich deutlich bei Fixierung mit dem Bouix schon Gemisch als feine, parallele Fädchen. rleren Enden sich im übrigen Plasma verlieren und deren Entwicklung mit der Funktion der Drüse in Beziehung steht. Doch ist es ihm nicht möglich sie durch FLEMMiNG-Fixiorung in guten Präparaten darzustellen; doshalb kommt er zu dem Schluß: quo dans les pancreas les filaments vrgastoplasmiques ne constituent pas dos Clements distincts, mais corre- spondcnt tout simplement au chondriomo mal fixe. Die gleiche Ansicht vertritt Champy (1911), gestützt auf den negativen Befund : qu'onnevoit Jamals l'ergastoplasma ä cote du chondriomo. George Arnold (1912) geht in seinen Mitochondrienstudien an der Pankreas des Meerschweinchens so weit, den Nebenkern (Wickel) für einen Mitochondrienkörper zu erklären, ohne jedoch einen Beweis für die Entstehung dieses Wickels aus Mito- chondrien zu liefern. Dagegen möchten wir doch, wie Benda selbst einmal gegen Meves ausspricht, einwenden, daß es nicht angeht, derartige Struk- turen »auf das Prokrustesbett zu legen imd dasjenige abzuschneiden, was für die Deutimg als Mitochondrienkörper unbequem ist«. Aber selbst der Begründer der Ergastoplasmalehre, Prenant, kommt in neuester Zeit der Ansicht der Identität beider Strukturen entgegen. Er hält zwar die Trennung beider Begriffe noch aufrecht, doch macht er weitgehende Kon- zessionen: Fergastoplasma, on effet, coincidera de plus en plus avec la mitochondrie ; tous deux ne sont sans douto que deux aspeets differents, quo prond une memo formation soumise ä des techniques differentes. Leqiiel de ces aspeets est le plus fidele, le plus voisin de la realite? Si Torgastoplasme est pour moi »araieus« et memo »filius adoptivus«, la verite m'est encoro plus chere et je dois reconnaitre, que l'image mitochondriale seniblo plus vraie, que Fimage ergastoplasmique. Dagegen sprechen sich P. Bouin, Guieyesse-Pellissier, Regaut et Mawas, Maziansky, Benda, Meves und Duesberg entschieden gegen eine Vereinigung von Mitochondrien und Ergastoplasma aus, und unsere Untersuchungen können die Ansicht dieser Autoren bestätigen. Mitochondrien und Ergastoplasma komme u gleichzeitig nebeneinander in der Zelle vor und sind durchaus verschiedene G e b i 1 d e. Die ersteren liegen durchaus frei und selbständig im Protoplasma, letztere sind eine strang- förmige Erscheinungsform des Protoplasmas selbst. Bei Anwendung der BENDA-Mitüchondrientechnik sind die basophilen Fäden und ihre Begleit- 78 Hildegard Lutz, erscheiimng, die Wickel, allerdings nur auf 2 fx dünnen Schnitten als Plasma- streifen gut zu erkennen, da auf dickeren Schnitten das Plasma sich zu dunkel färbt und keine Struktur mehr erkennen läßt. Fig. 1 und 2 zeigt über dem tiefblauen Mitochondriensaum die Ergastoplasmastruktur. Bei Fig. 26 und 27 ist neben den zahlreichen Fädchen auch der Mitochondriensaum sichtbar, obwohl Sublimat an und für sich keine zu- verlässige Mitochondrienfixierung liefert. Die räumliche Ausdehnung beider Strukturen ist zudem so verschieden, daß der Unterschied zwischen Ergastoplasma- und Mitochondrienbildern nicht auf Fixierung zurück- gefühi't werden kann, denn es ist doch undenkbar, daß ein schlechtfixierter Körnersaum einen fädigen Niederschlag in der ganzen Zelle von Basis zur Spitze erzeugen kann oder umgekehrt. Gegen die Deutung des Ergasto- plasmas als Fixierungsniederschlag durch Hoven und Champy spricht die Tatsache, daß diese Struktur auch an der lebenden Zelle deutlich be- obachtet wird. Wir müssen also die Ansicht aufrecht erhalten, daß es sich hier um zwei morphologisch wohlgesonderte Strukturen handelt, die auch in ihrem färberischen Verhalten und in ihrem chemischen Aufbau Weit- gehende Differenzen zeigen: Der Mitrochondrialapparat wird in Alkohol gelöst, Ergastoplasma ist unlöslich, ferner wird ersterer durch Essigsäure zerstört, letzterer fixiert. Diese Unterschiede schließen jedoch keineswegs engere Beziehungen zwischen beiden Strukturen aus. Unter den Tatsachen, die auf einen, wenn nicht genetischen, so doch kausalen Zusammenhang hinweisen^ finden wir zunächst den Umstand, daß die Basalfilamente in unmittelbarer Nähe der Mitochondrien, innerhalb oder oberhalb des Saums, sich ent- wickeln. Wh haben weiterhin beobachtet, daß bei Hungerfütterung nach dem Auflösen jeglicher Plasmastruktur — der in der vorhergehenden Arbeits- periode der Zelle gebildeten Wickel — zuerst die Mitochondrien auftreten und sich in der ganzen Zelle verstreuen, ehe es zur Bildung basichromati- scher Fäden kommt. Auch in der embryonalen Zelle sind die Mitochon- drien von Anfang an vorhanden, während die Fadenstrukturen erst in der funktionierenden Drüsenzelle oberhalb des Mitochondriensaums auftreten^ Daran dürfen wh die Vermutung knüpfen, daß sich die basophilen Strukturen im Zusammenhang mit der Tätigkeit der Mitochondrien als eine besondere Umwandlung des Protoplasmas entwickeln. Die Mitochon- drien, als allgemeine in tätigen Zellen vorkommende Struktur, sind durch- aus nicht an die basophilen Elemente gebunden; die zeithche und topo- graphische Entstehung der basophilen Fäden jedoch unseres Objekts läßt ein gewisses Abhängigkeitsverhältnis dieser Strukturen von der Mito- chondrientätigkeit immerhin möglich erscheinen. I I Pliysiolog. II. nioipliolng.Di'utung der im Protoplasma vorkcmmenden Strukturen. ?•> c. Die physiologische Bedeutung. Dio hasophilon Strukluron sind das AVichtiov Z\vischonp;liod zwischen Mitochondrion und Endprodukt der ZeUentätigkeit. Sie sind die spezi- fische Differenzierung des sezernierenden Protophismas und verkörpern den Hauptbestandteil derjenigen Substanzen, die die Sekretkugehi formen. Die Fäden sind die Form der tätigen Struktur, die Fadenknäuel sind der Ausdruck der Ruhe. In ihnen wird das Material, das noch nicht reif genug ist um in die Hungersekretballen einzugehen, kondensiert bis zur nächsten Arbeitspt'riode der Drüse aufgespeichert. Einen ähnlichen Zusammenhang zwischen Fadenbilduiig und Seki'e- tion schildert schon Matiiews (1899) in den Leberzellen des Frosches,, doch fehlen dieser frühen Untersuchung die Beobachtungen über die Grundstruktur der Zelle, die Mitochondrien. In ihrer Bedeutung als Sekretbildner können wir die basophilen Struk- turen dem von Jörgensen beschriebenen ))baso])hilen Prosekret« der Piscicoladrüse vergleichen. Es scheint sich hier aber um ein morpholo- gisch vollkommen anders geartetes Gebilde zu handeln. Das Plasma der Drüsenzelle ist dort zunächst allgemein basichromatisch, und aus ihm entwickelt sich ein strangförmiges, zackig konturiertes, häufig anastoma- sierendes »Prosekret«, das — zuerst plump — durch Substanzabbau wäh- rend der Ausbildung des Sekrets immer reicher verästelte Formen au- nimmt. Dieses bizarre Gebilde kann natürlich nicht den regelmäßigen, klaren, fädigen Strukturen der Planorbiszollen gleichgesetzt werden. Der einzige Punkt, in dem b?ide Strukturen übereinstimmen, ist der, daß die Anfänge der Sekretbildung auf eine der Nukleinsäure ähnliche Substanz, die sich auf plasmatischer Grundlage entwickelt, zurückgehen. Die Be- teiligung der Mitochondrien wurde von Jörgensen nicht geprüft. Pagout et ViGiER fanden in der Speicheldrüse der Weinbergschnecke Strukturen, die den Fadenknäujln von Planorhis äußerst ähnlich sind. Diese »chromatophilen Substanzen« treten in drei verschiedenen Formen auf, als »parasome« oder »corps chromatophile ä capsule concentrique«. als «bandelet chromatophile« und als »calotte ou croissant chromatophile« kappenartig dem Kern aufsitzend. Die Bilder des parasomes decken sich vollkommen mit unsern Wickeln, ihre Beschreibung aber bietet manchen Gegensatz: das parasonu' entsteht stets von innen nach außen, indem sich das Protoplasmn um ein zentrales Kügelchen in konzentrischen Schalen differenziert. Es entsteht »un cytoplasma de nouvelle formation. doue de propri6t4s et d'affinites speciales, qu'il doit ä des substanci^s emanuees dunoyau«. Diese Kernsubstanzen liegen »figurees ou non« in dem zentralen Körperchen des parasonu's. und im Kontakt mit ihnen bilden sich di" 80 Hildegaid Lutz, Schichten des neuen Cytoplasmas. Von diesem Gesichtspunkt aus »merite le corps centrale du parasome le nom de noyau accessoire« . Bei langsamer Sekretion entstehen die parasomes oft in unmittelbarer Nähe des Kerns, bei gesteigerter Tätigkeit rings im Plasma zerstreut durch die Wirkung der vom Kern ausgehenden synthetischen Kraft. Im Verlauf der Zell- tätigkeit lösen sich die parasomes in bandelets chromatophiles auf, Struk- turen, die vollkommen an die halbgeschlossenen Wickel bei Planorbis erinnern. Nach Schilderung ihrer Entdecker handelt es sich auch hier nicht um eigentliche Fäden, sondern um Lamellen differenzierten Plasmas, die sich allerdings in Fäden zerspalten und schließlich im umgebenden Plasma sich auflösen. Die dritte Form der chromatophilen Struktur bildet sich in unmittelbarem Kontakt mit dem Kern und umschließt dessen Längsseite kappenförmig. Die Innenseite der calotte zeigt die Neigung, mit der Kernmembran zu verschmelzen ; auch hier erscheint eine lamellöse Struktur, »comme une sorte d'exfoHation, de decortitation lamellau-e de la surface du noyau«. Im mittleren Teil entsteht manchmal nachträglich eine kleine Kugel, vergleichbar dem zentralen Körperchen des parasomes. Wenn die calotte herangewachsen ist, nehmen die Blätter eine mehr oder weniger konzentrische Schichtung an, und die Struktur geht in ein para- some über. Dieses erleidet das gleiche Schicksal wie früher: es verfällt als bandelet chromatophile der allmählichen Auflösung im Plasma. Ge- legentlich geht die calotte dhekt in bandelet chromatophile über und im Cytoplasma in Lösung. Parasome, bandelet und calotte sind nur drei verschiedene Erscheinungsformen eines höher differenzierten Protoplasmas, des Ergastoplasmas. Es entstammt dem »pouvoh synthetique qui carac- terise le noyau lui- meme ou les substances nucl^ahes disseminees dans la cellule« und spielt eine bedeutende Rolle bei der Vermehrung und Er- neuerung des Cytoplasmas und in zweiter Linie bei den Anfangsstadien der Sekretion, Da die Bilder und auch eigene Präparate dieses Objektes eine erstaun- liche Ähnlichkeit mit den Strukturen der Mitteldarmdrüse von Planorbis zeigen, so sind wir gezwungen, die Auffassung der Autoren, die von der unseren so vollkommen abweicht, eingehend zu würdigen. Bei der Betrachtung der chromatophilen Substanzen steht das para- some als Bindeglied zwischen calotte und bandelet chromatophile im Mittelpunkt des Interesses. Wie aus dem kurzen Referat hervorgeht, müssen wir unterscheiden zwischen einem parasome primärer Entstehung, das sich um ein zentrales Kügelchen bildet, und einem parasome sekun- därer Entstehung, nämlich der umgebildeten calotte. Die Verfasser selbst sind sich dessen anscheinend nicht bewußt geworden, sie enthalten sich Physiolog. u. morpholog. Deutung der im Protoplasma vorkommenden Strukturen. 81 Wenigstens jeder Äußerung. Zunächst beschäftigen sie sieh eingehend mit der Entstehung des (primären) parasomes von innen nach außen und geraten dabei in eine Zwangslage, die sie zu willkürlichen Annahmen zwingt, die sich nicht durch Tatsachen belegen lassen: eine Entwicklung von innen nach außen a capsules concentrifjues muß sich um einen Mittelpunkt orientieren; dieser Mittelpunkt ist das zentrale Körperchen; diesejn zen- tralen Fleck wird ferner eine wichtige Rolle im Zellgeschehen beigelegt, indem in ihm die für die Zellfunktion wichtigen Substanzen, die dem Kern entstammen, lokalisiert Werden. Dieser Kombination ist entgegen- zuhalten, erstens, daß das )/zentrale Körperchen« tatsächlich nur als heller Fleck zu sehen ist im zentralen Raum, der bei der Einrollung der Fäden freibleibt, zweitens daß, wenn auch die Beteiligung des Kerns in Anbe- tracht der wechselnden Größe, des Wechselnden Chromatingehalts außer Frage steht, über diese Art und "Weise der Kernbeteiligung völliges Dunkel herrscht, und daß es äußerst kühn ist, plötzlich Kernsubstanzen in einem beliebigen Punkt des Cytoplasmas zu lokalisieren, ohne daß sonst darin Spuren von Chromatin oder wenigstens basophilen Elementen nachge- wiesen werden. Die Quelle all dieser Hypothesen bildet die Annahme einer konzen- trischen Differenzierung des Plasmas. Was aber zwingt zu dieser An- nahme? Zum mindesten erwarten wir Entwicklungsstadien von para- somes zu sehen, die sich nach dieser Richtung deuten lassen, etwa ein oder zwei Plasniaschichten um einen hellen Fleck. Es sind aber stets nur Ab- bildungen von fertigen, mehrschichtigen parasomes gegeben. Im übrigen liefern die Autoren selbst den deutlichen Beweis, daß der Körper durch Einrollung entstehen kann, indem sie schildern, daß die calotte sich in ein parasome umwandelt, »les lamelles ont la tendance de s'enrouler con- centriqucment« und zeigen die helle zentrale Kugel. Diese Schilderung wird durch viele deutliche Bilder belegt und geht auch aus eigenen Präpa- raten dieses Objektes hervor; sie entspricht den Tatsachen und hätte die Autoren veranlassen können, ihre zuerst mit Feinheit erdachte und äußerster Entschiedenheit verteidigte Anschauung über die Entstehung des (primären) parasoras nochmals zu überprüfen. Die Verfasser haben sich sichtlich durch die oberflächliche Ähnlichkeit mit den Dotterkernen der Eizellen verleiten lassen, in dem parasome der Drüsenzelle ein Gebilde zu konstruieren, das sich mit der Erscheinung der Geschlechtszellen völlig deckt, und sich dadurch vom sicheren Boden der Tatsachen entfernt. Uns erscheint es jedoch unzweifelhaft, daß hier die gleichen Strukturen vorliegen wie in der Drüsenzelle von Planorbis; sie sind etwas massiver gebaut, da das ganze Gerüstwerk des Plasmas Archiv f. Zellforschung. XVI. 6 82 Hildegard Lutz, an diesen Zellen viel plumper erseheint, und entstehen durch Aufknäueln der Fäden. Ob hier die Wickel eine tätige Form des Ergastoplasmas vor- stellen oder den Ruhezustand, kann erst durch eingehende Experimente entschieden werden. C. Zusammenfassung. Es erübrigt sich nun festzustellen, wie weit die tatsächlichen Befunde unserer Untersuchung über die Art, Bedeutung und Entstehung der extra- nukleären Drüsenstrukturen mit den in der Einleitung dargelegten Theo- rien sich vereinen lassen. Zu diesem Zweck seien hier die Ergebnisse nochmals kurz zusammengefaßt: 1. Die Seki-etion ist eine Folge der vereinten Tätigkeit von Kern und Protoplasma. 2. Die Beteiligung des Kerns an der Sekretion geht aus seiner wech- selnden Größe und Chromatizität deutlich hervor, morphologisch sind die Beziehungen nicht zu fassen; Chromidienbildung findet nicht statt. 3. Die Tätigkeit des Plasmas findet ihren Ausdruck in zwei Formen : den Mitochondrien und den basophilen Strukturen. 4. Die Mitochondrien sind kein permanentes Zellorgan, sondern ent- stehen in jeder Arbeitsperiode de novo aus dem Protoplasma. 5. Sie finden sich an jeder arbeitenden Zelle. 6. In der Drüsenzelle ist der Beginn der Seki'etentwicklung auf sie zurückzuführen; im Kontakt mit ihnen entstehen im Plasma die baso- philen Strukturen. 7. Die basophilen Strukturen sind eine den Drüsenzellen spezifische Differenzierung des Protoplasmas, sie sind die eigentlichen Sekretbildner und enthalten eine nukleinsäureartige Komponente. 8. Sie sind keine Chromidien. 9. Sie entsprechen dem Ergastoplasma und unterscheiden sich von den Mitochondrien, sowohl durch ihre Lage im Plasma, wie durch chemi- sche Reaktionen. 10. Die basophilen Fäden sind die tätige Form der Struktur; die Ruheform bilden die Fadenknäuel oder Wickel; die Wickel bilden sich normal zur Zeit der Winterruhe und können sonst durch Hunger- und Atropineinwirkung veranlaßt werden. 11. Die Wickel stehen mit der Glykogenspeicherung in keinem Zu- sammenhang; letzteres wird hauptsächlich im Bindegewebe gelagert. Wü* sehen also, daß den extranukleären Drüsenstrukturen eine her- vorragende Beteiligung an der Funktion der Zelle zukommt. Die Theorien, die sich an diese Beobachtung knüpfen, gehen jedoch in dem Bestreben, Physiolog. II. morph(»log. Deutung der im Protoplasma vorkommenden Strukturen. 83 die komplizierten, stets veränderlichen Lebonsvorgänge in ein allgemein- gültiges Schema einznordnen. über die Tatsachen hinaus. Wii* können weder den Mitochondrien. die Bedeutung eines allein wirkenden, permanen- ten Zellorgans zuschreil)en, noch im Chromidialapparat den Ursprung jeglicher aktiven Zellstruktur sehen, sondern wir müssen die Funktion der Zelle aus dem Zusammenwirken von Kern und Plasma ableiten. Über den innersten ZusamnuMihang der Zelltätigkcit können uns die sichtbaren Komponenten bei den heutigen Stand der Technik und Zellchemie keinen Aufschluß geben, da die intimsten Lebensvorgänge auf die mit unseren IVIitteln unfaßl)aren Veränderungen der Molekularstruktur zurückzuführen sind. Zum Schluß sei es mir gestattet, meinem hochverehi-ten Lehrer, Herrn Geheinu'at Hertwig, für das gütige Interesse und Wohlwollen, das er stets meinem Studium entgegenbrachte, n\einen ergebenen Dank auszusprechen und auch Herrn Prof. Dr. Buchner für viele fördernde und anregende Ratschläge herzlich zu danken. Abgeschlossen: 30. April 1917. Erklärung der Abbildungen. Tafel IV. Sämtliche Figuren sind mit dem Zeiss Apochromat 2 mm Okular 8, Zeichentisch in Objekttischhöhe gezeichnet. Fig. 1—12. Fixierung und Färbung nach BEXDA-Mitochondrientechnik. Fig. 1. Normale Drüsenzelle. Fig. 2. Normale Drüsenzelle. Fig. 3. Übergangsstadium zwischen Resorptions- und Drüsenzelle. Fig. 4. Drüsenzelle 5 Tage nach Fütterungsbeginn eines 2 monatigen Hungertiers. Fig, 5. Hungertier von 7 Wochen. Fig. 6. Drüsenzelle 48 Stunden nach Fütterungsbeginn eines 2 monatigen Hunger- tiers. Fig. 7. Drüsenzelle nach 6 stündiger Atropineinwirkung. Fig. 8. Drüsenzelle nach 8 stündiger Atropineinwirkung. Fig. 9. Drüsenzelle eines 4monati.'en Hungertiers. Fig. 10. Drüsenzelle efnes 6monati;en Hungertiers. Fig. 11. Übergangsstadium von Resorptions- zur Drüsenzelle. Fig. 12. Resorptionszelle lebhaft tätig. Fig. 13 — 23. Gefärbt: Safranin-Lichtgrün. Fig. 13. Normale Drüsenzelle, fixiert Petrunkewitsch. Fig. 14. Lebhaft funktionierende Drüsenzelle, fixiert Petrunkewitsch. Fig. 15. Normale Drüsenzelle, fixiert Sublimat. Fig. 16. Resorptionszelle, fixiert Petrunkewitsch. Fig. 17. Drüsenzelle 24 Stunden nach Fütterungsbeginn, fixiert BouiN. Fig. 18. Drüsenzelle eines 8wöchigen Hungertiers, fixiert Bouin. 6* 84 Hildegard I>utz, Tafel V. Fig. 19. Drüsenzelle Tag nach Fütterungsbeginn, fixiert Bouin. Fig. 20. Himgertier von 10 Wochen, fixiert Bouin. Fig. 21. Hungertier von 8 Wochen, fixiert Bouin. Fig. 22. Himgertier von 5 Monaten, fixiert Petrunkewitsch. ^ Fig. 23. Hungertier von 6 Monaten, fixiert Petrunkewitsch. Fig. 24. Sekretzelle eines 4 Wochen alten Tieres; Fixierung Petrunkewitsch, gefärbt Eisenhämatoxylin-HEioENHAix. Fig. 25. Erwachsenes Tier nach lOstündiger Atropineinwirkung; fixiert in Subli- mat, gefärbt Eisenhiimatoxylin-HEiDENHAiN. Fig. 26. Embryonale Drüse; fixiert Sublimat; gefärbt Eisenhämatoxylin- Heidenhain. Fig. 27. Normaltier, lebhaft sezernierend; fixiert Sublimat; gefärbt Eisenhäma- tOXylin-HEIDENHAIN. Fig. 28. Normaltier; fixiert Petrunkewitsch; gefärbt Eisenhämatoxylin-HEIDEN- HAIN. Fig. 29. .Hungertier nach 8 wöchigem Fasten; fixiert Osmium-Schultze, gefärbt Eisenhämatoxylin-HEiDENHAiN. Fig. 30. Hungertier nach Gwöchigem Fasten; fixiert Petrunkewitsch; gefärbt Eisenhämatoxylin-HEiDENHAiN. Fig. 31. Mitteldarmzellen am 3. Tage der Hungerfütterung; fixiert Bouin; ge- färbt Safranin-HEiDENHAix. Fig. 32. Himgertier nach 10 wöchigem Fasten; fixiert Petrunkewitsch; ge- färbt Delafield. Fig. 33. Himgertier nach 11 wöchigem Fasten; fixiert Petrunkewitsch; ge- färbt Delafield, Literaturverzeichnis: Altmann. 1886. Studien über die Organisation der Zelle. Leipzig. 1890 und 1894. Die Elementarorganismen und ihre Beziehungen zu den Zellen. Leipzig. Ancel. 1902. Les corps intracytoplasmiques dans l'ovocyte d'Helix, C. r. Soc. biol. LIV. 1902. Histogenese et structure de la glande hermaphrodite d'Helix pomatia. Arch. de biol. XIX. Arnold, G. 1912. The röle of the chondriosomes in the cells of the guinea-pigs pancreas. Arch. f. Zellf. Bd. VIIL - L 1898. Über Struktur und Architektur der Zellen. Arch. f. mikr. Anatomie. LH. 1907. Plasmosomen, Granula, Mitochondrien, Chondriokonten imd Netzfiguren. Anat. Anz. XXXI. 1914. Über Plasmastrukturen und ihre funktionelle Bedeutung. Jena. Barfurth. 1880. Leber der Gastropoden, ein Hepatopankreas. Zool. Anz. Bd. 3. 1883. Über Bau und Tätigkeit der Gastropodenleber. Arch. f. mikr. Anat. XXII. Benda. 1897. 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Zur Einigung zwischen Faden- und Granulalehre des Protoplasmas. Be- obachtungen an weißen Blutzellen. Ebenda. LXXVI. 1911. Über die Beteiligung der Plastochondrien an der Befruchtung des Eies von Ascaris megalocephala. Ebenda. LXXVI. 1913. Über das Verhalten des plastosomatischen Beständteils bei der Befruch- tung des Eies von Phallusia mammilata. Ebenda. LXXXII. 1914. Was sind Piastosomen? Antwort auf die Sclirift gleichen Titels von Retzius. Ebenda. Abt. I. LXXXV. 1915. Was sind Piastosomen? IL Bemerkimgen zu dem Vortrag von Benda: Die Bedeutung der Zellstruktm-en für die Pathologie. Ebenda. Abt. I. LXXXVII. 1915. Über den Befruchtungsvorgang bei der Miesmuschel (Mytilus edulis). Ebenda. Abt. IL LXXXVII. 1915. Über die Mitwirkung der Piastosomen bei der Befruchtung des Eies von Filaria papulosa. Ebenda. Abt. II. LXXXVII. 1917. Piastosomen in Pflanzenzellen. Abt. I. LXXXIX. NUSSBAUM. 1879. Über Bau und Tätigkeit der Drüsen. Arch. f. mikr. Anat, ,XVI. Ogata. 1883. 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Das leptotäne Schleifenbukett (Zahl, Länge und gegenseitige Lage der Fadenchromosomen) 113 fa. Das leptotäne Schleifenbukett als ein besonderer Abschnitt der Oocyten- entwicklung 114 ß. Die orientierte Lage 116 fc. Die Struktur der Univalenten Fadenchromosomen 116 fd. Die Zahl der Bukettschleifen 118 fe. Die Länge der Univalenten Fadenchromosomen 118 //. Die gegenseitige Lage der Univalenten Fadenchromosomen . . . .122 Kapitel IL Syndesis: Die Chromosomen während ihrer Konjugation. A. Eusyndesis 124 a. Der Ablauf der Längskonjugation 124 aa. Konjugationstrieb der Chromosomen 124 ^) Als erste dieser Studien soll die 1913 erschienene Arbeit: Über die Ovogencse von Dendrocoelum lacteum betrachtet werden. 2) Die Arbeit habe ich schon im Dezember 1913 bei Professor Boveri abgeschlossen, seither haben mich aber die verschiedensten Umstände an der Veröffentlichung ver- hindert. J. Gelei, Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoeluni lactcum. II. 89 ai. Vorteile des Bukettzustandes für das leichtere Zustandekommen der Konjugation 125 ac. Allgemeine Merkmale der Konjugation 125 ad. Wie ein Paar homologes Chromosom miteinander konjugiert, und die feineren Details der Konjugation J27 ae. Seltene Zustände bei der Konjugation eines Paares ]29 af. Die Struktur der Fadenchrumosoraen vor und nach der Konjugation, die Zahl und Lage der Chromiolen 129 atj. Neurekonstruktion der Paarenkomponente bei der Konjugation . 130 ah. Die Bewegungen der Fadenchromosomen bei der Konjugation. . . 132 ai. Abnorme Zustände (?) IST aj. Besondere Folgen der Durcheinanderlagerung der Fadenchromosomen 1S7 b. Sind die untereinander konjugierenden Fadenchromosomen gleichlang, d. h. homolog? 141 ba. Allgemeine Beweise 141 bb. Besondere Beweise durch die mehrpoligen Mitosen 142 c. Die Heteropolie der Chromosomen 147 d. Die Konsistenz der Chromosomenfäden 148 B. Das diplotäne Schleifenbukett oder der eusyndetische Zustand der Paare . 149 C. Die Chalasthosyndese oder der lockere Zusammenhang der Chromosomen . 16G D. Die Rolle der Nucleolen während der Chromosomenkonjugation 157 Einführung. Das richtige Erkenntnis einer Erscheinung beruht einerseits auf genauer Beobachtung der dabei auftretenden Veränderungen, auf sorg- fältigen Studien der daran teibiehmenden substantiellen Faktoren und der dabei tätigen inneren oder äußeren Kräfte. Erleichtert wird diese Arbeit anderseits und wird zugleich zuverlässiger, wenn man den Weg verfolgen kann, den die an der Veränderung ))eteiligten Faktoren ein- geschlagen haben. Mit Rücksicht auf diese Überlegung haben mich in der Ausführung vorliegender Arbeit folgende Gesichtspunkte geführt. Die Haupterscheinung, die wir bei dieser Gelegenheit untersuchen wollen, ist die paarweise Vereinigung der Chromosomen in den Oozyten, ein nach übereinstimmender Meinung der Forscher biologisch allerwich- tigstes Geschehnis in der Entwickelungsgeschichte der Geschlechtszellen. Als substantielle Gebilde treten dabei statt der gewöhnlichen, dicken, glatten homogenen Cliromosomen dünne, variköse, ziemlich gleichmäßig gekörnelte und außerordentlich lange Formen auf, die wir Fadenchromo- somen, Schleifenchromosomen oder kurz Schleifen bzw. Fäden nennen. Es finden sich darunter Paare in ähnlicher Weise, wie unter den Teilungs- chromosomen. Dabei äußert sieh eine innere Kraft, der Konjugations- trieb der Paare. Weiterhin ist noch eine äußere Kraft dabei tätig, die <)0 . J. Gelei, die Schleifenenden an dem einen Pol der Zelle zusammenrafft und sodann die Schleifenschenkel mögUchst gerade richtet, wodurch das gegenseitige Auffinden der Schleifenpaare erleichtert wird. Alle diese Faktoren haben aber zu der Zeit ihrer uns hier interessierenden Betätigung schon einen Entwickelungsweg hinter sich. Dieser Weg wird bezeichnet durch die sogenannten präsyndetische Phase, d. h. durch das Ruhestadium und durch das darauffolgende Knäuelstadium der jungen Oocytenkerne. Den Ablauf dieser Einleitungsphase kennen zu lernen, wird die eine zu- nächst zu lösende Aufgabe dieser Ai'beit sein. Wir werden sogar auf die (jeschehnisse der letzten oogonialen Teilungen zurückgreifen müssen. Demjenigen, der aus eigener Erfahrung diese Gebiete der Cytologie kennt, braucht man die außerordentlichen Schwierigkeiten der Unter- suchung nicht zu betonen; den nicht Eingeweihten möchte ich auf die Worte FiCKs verweisen, die zu einer Zeit ausgesprochen wurden (1907). als schon eine beinahe unübersehbare Fülle von Literatur vorhanden war. Er sagt, »daß bei den zurzeit nur anwendbaren Untersuchungs- methoden und der Kompliziertheit der Verhältnisse, wie bei so vielen Fragen der milagen verdankte ich dem seither dahingeschiedenen Professor Boveri; auf seine Veran- lassung habe ich diese Arbeit im Jahre 1913 in seinem Laboratorium ausgeführt, nachdem er meine, aus dem ]\Iünchner Institut als Belege meiner 191.3 erschienenen und dieses Thema kurz behandelnden Ai-beit (S. 75—79) mitgebrachten Präparate bei einer Demonstration als sehr 92 J. Gelei, beweiskräftig für die Längskoiijugation der Chromosomen gefunden hatte. Die folgenden Zeilen mögen zeigen, daß es nicht ohne Nutzen war, dem guten Rat zu folgen, und dieses Thema noclunals auf breiter Basis in Angriff zu nehmen. Ich spreche an dieser Stelle, leider schon zu spät, dem seither verstorbenen Herrn Professor Boveri für sein außerordentlich liebens- würdiges Entgegenkommen, für die vielen Ratschläge und sein Interesse, Avomit er meine Arbeit gefördert hatte, meinen wärmsten Dank aus. Sein Andenken lebt aber bei jedem für immer, der das Glück hatte unter seiner Führung wissenschaftlich arbeiten zu können. Ich bin außerdem auch den Herren Professoren Zarnik und Baltzer zu Dank verpflichtet. Methode. Wer mit den Erscheinungen, die mit der Synapsis verknüpft sind, vertraut ist, wird zugeben, daß die Lösung der Clu-omosomenkonjugations- phänomene zugleich eine technische Frage einschließt. Auch die Ge- schichte des Begriffes der Synapsis, die Umwandlung, die dieser Begriff in der Zeit erfahren hat, indem sich die einseitige Zusammenballung des Chromatins allmähhch als eine Folge unzweckmäßiger Konservierung entpuppte, zeigt uns dies treffhch. Durch Ausnützung der natlü-lichen Vorteile meines Objekts bin ich bald darauf gekommen, daß die einzige Methode, die uns vor jedem Irrtum bewahrt und am sichersten zum Ziele führt, die Herstellung von Totalpräparaten der Zellen durch Zerzupfen des frischen Ge- webes ist, eine Methode, die schon von Flemming (1887) empfohlen wurde. Wie ich bereits in zwei Arbeiten (1913 a, 1913 h) hervorgehoben habe, ist das Dendrocölumgewebe zum Zerzupfen im frischen Zustande äußerst geeignet. Solche Präparate haben drei Vorzüge: I. Die Zellen sind in einer Schicht ausgebreitet, und kommen daher dkekt mit der Fixierungsflüssigkeit in Berührung, wodurch man die denkbar beste Fixierung erreicht. 2. Da eine Einbettung in Paraffin vermieden wii'd, wirken die Farblösungen viel intensiver wie bei Schnitten. 3. Man be- kommt, was am wichtigsten ist, nur ganze Kerne, während auf Schnitten gar zu leicht beim Anschneiden der Kerne einzelne Chromosomen durch das Messer verschleppt werden. — Man könnte geneigt sein, zu denken, daß die so gewonnenen Präparate zu dick sind, um feinere Studien an ihnen anstellen zu können. Dies ist aber keineswegs der FaU. In diesen Totalpräparaten sind nänüich die Kerne so durchsichtig, wie man sie auch auf den dünnsten Schnitten nicht klarer zu Gesichte be- kommt. Dies hat seine Ursache darin, daß die Vermelu-ungszellen in den Zupfpräparaten nicht kugelig bleiben, sondern sich infolge ihi'er Weitere Studien über die Oogenese des Demliueuelum lacteum. II. 93 Woichhoit etwas al)platti'ii. Dem Nachteil, daß tiefer gelegene Details von darüber gelagerten Elementen verdeckt werden und nicht klar analy- sierbar sind, kann man dadurch begegnen, daß man auch als Objektträger ein größeres Deckglas benutzt. Bei der Behandlung solcher zwischen zwei Deckgläschen verschlossener Präparate leistet gute Dienste Heiden- hains gefensterter Aluminiumobjektträger, da man mit Hilfe desselben das Präparat von beiden Seiten untersuchen kann. AVill man die Faden- chromosomen oder die konjugierten Paare auf ihre innere Struktur ein- gehender prüfen, so kann man sich an die peripher in den Kernen liegen- den vereinzelten Chromosomen halten, die man wie dünnste Schnitte mit den stärksten Systemen untersuchen kann. — Mit Rücksicht aber auf die Gefahren, die das Zerzupfen mit sich bringt, muß man die Resul- tate an Schnittpräparaten immer kontrollieren. So bin ich schon bei der Herstellung des ersten Zupfpräparates auf einen großen Nachteil dieser Methode gestoßen, daß nämhch — besonders der Randteil des ausgebreiteten Zupffeldes — schon in der kurzen Zeit, während ich das Stückehen Gewebe mit zwei Präpariernadeln zerzupfte, etwas eintrocknete. Um dieses Eintrocknen oder auch das Konzentrierter- werden des Zell- und Kernsaftes zu verhindern und dadurch jeder arti- fiziellen Veränderung der Zelle vorzubeugen, habe ich einen besonderen Präparierkasten konstruiert. Man kann darin eine größere Zahl von Präparaten zugleich herstellen. Die Beschreibung dieses Apparates habe ich schon 1918 {b) in Aussicht gestellt, damals aber doch unterlassen, und an ihm seither mehrere Verbesserungen durchgeführt. — Über den IBau dieses Apparates will ich hier nur kurz hervorheben, daß er ein vier- eckiges Kästchen darstellt, dessen Inneres lieini Präparieren von der äußeren trockenen Luft vollständig abgeschlossen ist. Die Luft im Käst- chen wird durch nasses Fließpapier ständig feucht erhalten. Die obere Wand des Kästchens bildet eine Glasplatte, welche mit einem fenster- artigen Ausschnitt versehen ist. Dieses Fenster decke ich mit zwei über- einander verschiebbaren GUmmerplatten zu, die nur zwei Präpariernadeln den Durchgang gestatten. Die Objektträger oder Deckgläschen kann man mit Hilfe eines Schiebers wechseln, der während dieser Prozedur kaum eine Spur trockener Luft mit in das Kästchen hineinbringt. Man kann endlich das Präparat, falls man jede Berührung mit trockener Luft vermeiden will, auch im Kästchen fixieren; zu diesem Zwecke ist das Kästchen mit einem seitlichen, sonst verschlossenen Loch versehen, durch welches man mit Hilfe einer Pipette die Fixierungsflüssigkeit oder Dämpfe einer solchen auf das Präparat bringen kann. Daß das zerzupfte Gewebe in der Fixierungsflüssigkeit nicht ab- 94 J. Gelei, schwimmt oder beim schnellen Eintauchen in die Flüssigkeit durch die Oberflächenspannung des Wassers stellenweise nicht verschoben -wird» wodurch unerwünschte Aggregate in dem Präparate entstehen könnten, verhindert man dadurch, daß man das Präparat vorher in feuchter Luft einige Sekunden mit Osmiumdämpfen räuchert. Die Osmiumdämpfe fixieren die oberflächhche Schicht unglaubUch schnell: es genügen schon 6 Sekunden dazu. Die gelatinierte oberflächhche Eiweißschicht befestigt das Präparat wie ein dünner Zelloidinüberzug und schützt dasselbe sowohl vor dem Abschwemmen als auch vor leichteren mechanischen Schädi- gungen, wie sich solche beim Eintauchen in das Wasser oder während des Herabsinkens in der Fixierungsflüssigkeit, vor allem, wenn man das Präparat schnell in dieselbe hineinwirft, ergeben könnten. Bei meiner ersten Arbeit über die Oogenese von Dendrocoelum (1913 a) habe ich eine Anzahl von Fixierungs- und Färbungsverfahren ausprobiert. Da es sich jetzt nur um die Chromatinformationen handelte, die ich in der ersten Arbeit nicht eingehend genug berücksichtigt hatte, befriedigten mich die früher von mir angewandten Verfahren nicht ganz. Ich fand jetzt, daß die denkbar beste Fixierung des Kernes, der Kerngrundsub- stanz und der Konjugationschromosomen das ALTMANNSche Gemisch liefert. Leider konnte ich nach dieser Fixierung mit keinem Farbstoff eine genügend intensive Tinktion erzielen. Gute Ergebnisse heferte auch das starke FLEMMiNGsche Gemisch (15 Tropfen l%ige Chromsäure, 4 Tropfen 2%ige Osmiumsäure, 3 Tropfen konz. Eisessig), ferner Apathys Sublimat-Osmiumgemisch (6% : 1%, mit Spuren von Natrium jodicuni — Na JO3 — , 0,2%) und ein von mir zusammengesetztes Formai-Osmium- gemisch, das 5% Formal und 1% Osmiumtetraoxyd enthält. Die Fixierung mit dieser letzten Flüssigkeit ist nur im Eisschrank ausführbar, weil das Osmium bei Zimmertemperatur durch das Formal zu schnell reduziert wird ; daher kann dieses Gemisch auch nur im Eisschrank aufbewahrt werden. AUe Färbungsverfahren werden, was die Tinktion in allen seinen Zuständen des Chromatins anlangt, weit von der Romanovsky-Giemsa- Methode mit Giemsas Azureosin von Grübler übertroffen. Diese rote oder rotviolette Färbung ist merkwürdigerweise so intensiv, daß sie die stärksten Vergrößerungen zuläßt und doch so klar und durchsichtig, daß auch die tief hegenden Details der Kerne deutlich wahrnehmbar sind. Am haltbarsten ist diese Färbung nach einer Fixierung mit konzentriertem Subhmat. Aber auch Präparate, die mit Osmiumdämpfen und darauf mit konzentriertem Sublimat oder Osmium-Subhmat einige Minuten fixiert wurden, haben, obschon sie bereits 2 Jahre alt sind, kaum etwas an Stärke und Elektivität der Färbung eingebüßt. Die frisch zerzupften ,^ Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoeluni lacteuni. II. 95 mit Osmiumdäiupfen und daiaul" mit Sublimat (1 Stunde) oder mit Osuiiuju- sublimat (30 Sekundon bis einige Minuten) fixierten Präparate stehen in keiner Weise den gewöhnlichei; Sublimatpräparaten nach. Die Giemsa- Färbung gelingt auch nach der Fixierung mit starkem FLEMMiNcschen Gemisch und Formol-Osmium: die Farbe der Chromatinformationen wird aber nicht rot, sondern blau, und sie verblaßt schon während eines Jahres. Frisch sind aber diese Präparate, besonders die mit Flemmings Gemisch fixierten sehr gut verwendbar. Ich habe aber auch nach der Fixierung mit Flemmings Gemisch außerordentlich haltbare und klare Präparate mit der GiEMSA-Lösung erhalten, wenn ich die Objekte vor der Färbung mit einer l%igen wässerigen Lösung von Ammoniummolyledat 5—10 Mi- nuten lang l)eizte und darauf in mehrmals gewechseltem destilliertem Wasser 10 Minuten lang wusch. Die Farbe der Konjugationschromosomen wird dadurch blauviolett und so intensiv wie nach Eisenhämatoxylin. p]in Vorzug dieser Methode besteht weiterhin darin, daß man bei der Überführung vom Wasser zum Xylol kein Aceton als Intermedium braucht, sondern die Präparate ruhig durch die iVlkohoh-eihe führen kann. Man muß sie sogar in irgendeinem Alkoholgemisch (ich benütze 96- oder 100%iges) gründlich differenzieren i). Die gewöhnlichen GiEMSA-Präparate behandelte ich folgendermaßen: Färbung 1 Stunde; Abwaschen der Farblösung in Wasser; Aceton- Wasser (50 : 50) ; reines Aceton einmal gewechselt ; darauf eine Aceton-Xylol- reihe mit steigendem Prozentgehalt an Xylol: 10%, 50% und 80%; reines Xylol zweimal; zum Schluß optisches Zedernöl. Das Acetonwasser, Aceton, und Aceton mit 10% Xylol habe ich mit einigen Tropfen von der GiEMSASchen Stammlösung versetzt, damit in diesen Intermedien nichts von der Farbe des Präparats ausgewaschen wird. Fast eben so gute Präparate wie nach Flemmings Gemisch, Ammo- niummolybdat und GiEMSA-Lösung, erhielt ich auch nach dem Formol- Osmiumgemisch, wenn ich sie gleichfalls mit Anunoniummolybdat beizte und sodann mit einer Toluidinblaulösung 1 : 3000 färbte. Diese Präpa- rate sind im Alkohol gut differenzierbar. — Man kann Ammoniuin- molybdat auch erst nach der Giemsa- oder Toluidinblaufärbung an- wenden; die Farbstoffe werden dadurch gewissermaßen am Gewebe fixiert. Gute Resultate erzielte ich weiterhin nach den verschiedensten Osmiumfixierungen (die ALTÄLVNNsche ausgenommen) mit einer konzen- trierten wässerigen Thionin- oder Gentian violett! ösung. Auch hier wandte ich manchmal ein Vor- oder Nachbeizen mit Ammoniummolybdat an. 1) Bemerkung b. Korrektur. Bloß diese Präparate sind grcnzlos haltbar, die vor* her erwähnten aber sind nach 10 Jahren verblaßt. ^6 J. Gelei, Kap. I. Das Verhalten der Chromosomen vor der Konjugation. A. Die letzte oogoniale Teilung. Wie ich in der Einleitung bemerkte, verdient schon die letzte oogo- niale Teilung unsere Berücksichtigung. Es wäre außerordenthch inte- ressant, wenn man an einem geeigneten Objekt in jeder Hinsicht auf- klären könnte, wodurch sich jene letzte oogoniale Teilung, welche Oocyten liefert, von den früheren Teilungen in der Oogonienstammreihe unter- scheidet. Die Lösung dieser Frage würde uns sicher manches ans der Entwickelung der Geschlechtszellen verständlich machen. Leider ist das Dendrocoelum, wie ich es schon an anderer Stelle auseinander gesetzt (1913 a, S. 62—66), gar kein geeignetes Objekt dafür. Ich habe über 40 Ovarien geschnitten und über 200 Zupfpräparate hergestellt, ich konnte aber kaum 25 Bilder finden, die ich zum Studium der letzten oogonialen Teilung benützen konnte. Ich möchte doch nicht unterlassen, das wenige, was ich daran wahrnehmen konnte, hier zu besprechen. Ich habe schon in meiner erwähnten Arbeit hervorgehoben, daß die bei der letzten oogonialen Teilung in die Äquatorialplatte eingestellten Clu-omosomen viel länger sind, als in den vorherigen Teilungen; ich fand auch jetzt eine Anzahl Bilder, die dies bestätigen. Auch die Oogonien selbst (Fig. 2, 3 Taf . VI) erreichen vor der letzten Teilung eine bedeutendere Größe als bei vorhergehenden Teilungen. In den ältesten Oogonien (jüngere habe ich in dieser Hinsicht nicht untersucht) bildet sich in der Prophase kein kontinuierliches Spirem aus. Das Chromatin vereinigt sich zu kurzen Gebilden (Fig. 1, Taf. I), die kaum länger sind als gewöhnhche Chromosomen. Merkwürdig ist, daß die Chromosomen, sobald sie als solche unterscheidbar sind (Fig. 2, Taf. I), imgefähr die U- oder Hakenform zeigen, wie in der vorherigen Telophase. Sie sind im Kernraum unregehnäßig zerstreut, zeigen also keine Spur einer RABLschen Orientierung, die sich darin äußern würde, daß die €hromosomenschenkel alle gleich gerichtet ständen und die Umbiegungs- steUen der Chromosomen um ein Polfeld gruppiert wären. Sie verharren bis zur Auflösung der Kernmembran auf diesem knäuelartigen Stadium, doch besteht, wie gesagt, keine Kontinuität der Fäden. Fig. 2, die ich etwas näher besprechen möchte, zeigt die Schleifen in einem charakteristischen Zustande. Diese Figur stammt von einem Totalpräparat. Die Größe der Zelle deutet uns an, daß es sich um eine Oocytenmutterzellc handelt. Die Kernmembran ist im Begriff, sich aufzulösen. An der linken Seite des Kernes ist nämlich keine Membran jnehr zu unterscheiden, während sie an andren Stellen noch vorhanden Weitere Studien über die Oogenese des ^Lndrocoelum lacteuiu. Jl. 97 ist. In clor uiitoron Partie der Zelle ist in der Nähe des Kernes eine Strah- lung wahrziinelunon. Nach ihrem vorgerückten Zustande zu schließen, dürften in der Zelle schon zwei Teilungszentren vorhanden sein. Das Präparat war dabei soweit differentiert, daß ich über die Lage des andren nichts sicheres feststellen konnte. Eine Andeutung von schwacher Strah- lung war sowohl in der gegenüberliegenden Hälfte der Zelle, als auch in der Nähe des andren Zentrums, hier von einem dunklen Körnchen be- deckt, wahrzunehmen. Die Chromosomenschleifen, die in der Figur sämtlich eingetragen sind, bilden eine Art Knäuel. Zehn von ihnen waren gut zu unterscheiden, die übrigen vier waren aber untereinander so ver- wickelt, daß ich ihre Enden nicht mit Sicherheit feststellen konnte. Die Chromosomen dieses Knäuelstadiums sind zunächst geschlängelt; sie glätten sich aber noch im Kernraume, bevor die Kernmembran ver- schwindet, und zeigen dann um so deutlicher U- oder Haken- oder Bogen- i'orm. — Entsprechend meiner früheren Erfahrung nehmen die Nucleolen, wie dies auch aus der P'ig. 2 zu ersehen, an der Bildung der Chromosomen nicht teil. Der links stehende Nucleol ist hier eben im Begriff sich von einem Chromosomen zu trennen. Die Nucleolen sind auch noch während, der Metakinese im Zellkörper in der Nähe der Äquatorialplatte zu finden. Bald darauf verschwinden sie. — Osmiumpräparate zeigen nach keiner Färbung eine derartige Längsrichtung der Chromosomen, wie ich sie in meiner vorigen Arbeit (1913) auf Taf. IV, Fig. 4 abgebildet habe. Dieses Bild ist damals nach einer Fixierung mit warmer ZEXKERScher Flüssig- keit zu Stande gekommen, und wir müssen im Bewahren der wahren Strukturverhältnisse den Osmiumfixationen über andren einen Vorrang geben, Fig. .3, Taf. VI, zeigt die Konturen eines anderen Oogoniums aus einem Schnittpräparat in gleicher Vergrößerung wie Fig. 2, Eine Vergleichung dieses Bildes mit den Fig, 19—21 (Taf. VII), welche Oocyten auf dem gleichen Stadium darstellen, belehrt uns über Größenzunahme der Oocyten wälu-end des Ruhestadiums ihres Kernes, Ein folgendes Stadium, auf das ich besonders Wert lege, es handelt sich nämUch um die Äquatiorialplatte der metakinetischen Figur, zeigen uns Fig. 4—6, Taf, VI. Der Zustand der Chromosomen auf diesem Stadium ist besonders günstig für vergleichende Studien. 14 solche Äquatorial- platten fand ich in meinen Präparaten. Unter diesen lag aber leider keine parallel mit dem Gesichtsfeld. An sich stellen die Äquatorialplatten der Oogonialmitosen vom Dendrocoeliim kein günstiges Untersuchungs- material dar, da sich nie alle Chromosomen in eine geometrische Ebene einstellen. Das gleiche gilt manchmal auch noch für die Tochterplatten, Archiv f. Zellforschung. XVI. 7 98 J. Gelei, Daher sind die Längenmessungen der Chromosomen außerordentlich er- schwert; füi" mich um so mehi-, weil mü-, wie gesagt, keine mit dem opti- schen Horizont parallel laufende Äqnatorialplatte zur Verfügung stand. Ich mußte mich also begnügen, nur an einer Platte genauere Messungen auszuführen (Fig. 4). Zum Vergleich hatte ich Lcängenmessungen auch an der Mitose einer Somazelle (Fig. 6, Taf. VI) gemacht. Die Methode der Messung bespreche ich weiter unten. Bei näherer Betrachtung der zwei abgebildeten Äquatorialplatten (Fig. 4 und 5) kann man ohne weiteres erkennen, daß die Chromosomen verschieden lang sind, und daß die längsten die kürzesten beinahe um das doppelte übertreffen. Paare kann man unter den Cliromosomen ohne weiteres kaum unterscheiden, weil die gebogenen Clu'omosomen nicht alle von der Seite zu sehen sind und man die Höhenunterschiede an dem projektiven Bild nicht richtig al)schätzen kann. Als Paarlinge sind in der Fig. 4 die beiden mit VI und in der Fig. 5 die mit x bezeich- neten Chromosomen zu erkennen. Erst Messungen haben ergeben, daß man unter den 14 Chi'omosomen 7 Paare, bestehend aus gleichlangen Fäden, unterscheiden kann. Bei der von mü- angewandten Vergröße- rung konnte ich für die Paare folgende Längenwerte in Millimetern feststellen : T: 14 II: 15,5 III: 16,4 IV: 20,6 V: 21,5 VI: 25 VII: 26. ^s fragt sich, ob es sich bei diesen Werten für gegebene Stadien um absolute Größen handelt, oder nicht, weiterhin ob die relativen Längen- unterschiede der Paare konstant sind oder ob in dieser Hinsicht ein ge- wisser Spielraum vorhanden ist. Ich halte es für walu-scheinlich, daß wohl die relativen Längen in den Zellen gleicher Ai't konstant sind, daß aber eine absolute Länge der Chi'omosomen für gegebene Stadien nicht existiert, sondern daß der ganze Chi-omosomenbestand in den verschie- denen Zellen innerhalb eines kleinen Spieh'aums variabel ist. Solche kleinen Längenunterschiede zwischen den Chromosomenbeständen ver- schiedener Äquatorialplatten könnten dü-ekt mit dem individuellen Größenunterschiede der Zellen im Zusammenhang stehen. Wir müssen noch bemerken, daß wü- aus der Feststellung der Länge der Chromosomen (vgl. Fig. 4) auch bezüghch ihrer Lage wichtiges er- Weitere Studien über die Oogenese des Dendrococluni lacteuni. ]]. 99 'o fahron, weihvir sofort bcinerkon, daß die CliromosoiiuMi von gloiclicr Länge, die gewöhnlich als h omo log bezeichnet werden, nicht nebeneinander stehen. Wie bekannt, sind die Chromosomen während der Teilung Längen- veränderungen unterworfen. L^nd zwar erleiden sie im Dewlroeoelum von der Auflösung der Kernmembran bis zur Telophase eine allmähliche Verkürzung und von da an wieder eine Verlängerung. Ob den Paaren schon in der Äcjuatorialplatte eine charakteristische l'drm zukommt, konnte ich nicht feststellen. Zu solchen Feststellungen gehört nämlich ein eingehenderes Studium mehrerer Äquatorialplatten. Die wenigen Bilder, die ich gesehen habe, zeigen nur so viel, daß die Chro- mosomen gebogen sind, und zwar kann die Umbiegungsstelle sowohl in der Mitte liegen als auch seitlich davon. Im letzteren Falle, was öfter vorkommt, sind die Chromosomen hakenförmig. Charakteristischer ist die Form der metakinetischen Chromosomen. Die meisten Tochterchromosomen werden nämlich etwa seitlich von der Glitte durch Zugsfasern erfaßt und in der AVeise auseinander gezogen, daß dieser Teil vorauseilt. Lifolgedessen sind die meisten Chromosomen während der dizentrischen AVanderung exzentrisch gebogen und zeigen eine Hakenform (Fig. 7, Taf. VL Fig. 56, Taf. X). Wie ich in meiner vorigen Ai'beit (1913) festgestellt habe, rücken die Centrosomen 1) bald nach der, Auflösung der Kernmembran dicht an die Zellperipherie (s. Fig. ö, Taf. R'' 1913 und die Fig. 56, Taf. X, dieser Arbeit^). Li der Telophase der Teilung nähern sich den Centrosomen ^) Diese Gebilde habe ich vorher (1913) als Centriolen bezeichnet. ^laii kann aber an Präparaten nachFLEMMixG mit Ilisenliäniatoxylin noch ein inneres stäbclienl'örmiges (r('l)ilde, das eigentliche Centriol, darin differenzieren. 2) Über ähnliches berichtet Rappeport1915 bezüglich der männhchenVermehrungs- zellen. Er hat dabei (S. 13,14) für die Beurteilung des Teilungsmechanisnuis jene sehr wichtige Beobachtung gemacht, daß die Zelloberfläche an dieser Stelle, wd das Centro- som anhaftet, am Anfange der Metakinese oft wie eingezogen aussieht. Er weist zu- gleich darauf hin, daß ich 1913 in meiner Fig. 5 ähnliches abgebildet habe, ohne daß icli darauf im Text eingegangen wäre. Ich für meinen Teil habe nämlich die Erschei- nung als Kunstprodukt angesehen, die durch die Verkürzung der Zugsfasern während der l'jphandlung entstanden ist, und darum 1)in ich an dieser Erscheinung ohne weitere Gedanken vorbei gegangen. Rappeport sieht aber in der Erscheinung eine Folge der so oft diskutierten Verkürzung der ISpindelfasern, indem er meint, daß in dem Moment, bevor die Chromosomen sich getrennt haben, der Zug^virkung der Spindelfasern bloß die Centrosomen nachgeben können, und diese die Zellmembran, weü sie daran fest- geheftet sind, gegen die Mitte einziehen. Es wäre sehr zu begrüßen, wenn diese l'ilder nach den verschiedensten Fixierungsmitteln konstant wären, und dadurch der Ge- darüje an ein Kunstprodukt ausgeschlossen wäre, weil ich selbst der Meinung bin, daß die Spindelfasern als Zugsradien bei der Teilung eine mechanische Rolle spielen, wie das das Bild von Rappeport so schön beweist. 7* 100 J. Gelei, auch die Chromosomen, wobei die vorigen unkenntUch werden. Die Chromosomen rücken sich auf diesem Stadium so eng zusammen, daß ich (1913) veranlaßt wurde, ihre Gruppe mit einer Tulpenkrone zu ver- gleichen (s. S. 13, Fig. 8, Taf. IV). Damals benutzte ich Subhmatgemische zur Fixierung, was wohl der Grund war, daß ich die Chromosomen eng aneinander geschmiegt und sogar paarweise der Länge nach verklebt sah. Mit dieser Beobachtung stimmte weiterhin überein, daß nicht 28 Schenkel der 14 gebogenen Chromosomen zu sehen waren, sondern nur 14. Ich wußte nämlich seinerzeit nicht, daß die metakinetischen Chromosomen eine Hakenform annehmen, wobei sie einen kurzen voraus- eilenden und einen langen, nachgeschleppten Schenkel haben. Die 14 Enden, die ich zählen konnte, waren eben die längeren Schenkel, während die kürzeren verdeckt waren. An Osmiumpräparaten sind hingegen alle 14 Chromosomen in ihrer Totalität deuthch wahrnehmbar, weil bei dieser Fixierung das Protoplasma auch zwischen den Chromosomen unge- schrumpft erhalten bleibt. Fig. 7, Taf. VI, stellt ein solches Bild dar und zeigt die richtige Stellung der Chromosomen zueinander. Auf diese wichtige Feststellung, daß die Oocytenkerne die normale diploide Zahl der Chromosomen erhalten, kommen wir noch weiter unten zu sprechen. B. Präsyndesisi). Diese erste Entwicklungsphase der Gonocyten umfaßt all jene Er- scheinungen, die sich im Kerne an dem Chromatin, den Chromosomen oder Fadenchromosomen vor ihrer Konjugation abspielen. (Näheres über die Nomenklatur siehe in der nächsten Studie III.) a. Die Rekonstruktion der Oocytenkerne und ihr sogenanntes Ruhestadium. Die folgende Beschreibung bezieht sich, wenn nichts andres bemerkt wird, auf GiEMSA-Präparate, die in toto 15—30 Sekunden lang Osmium- dämpfen ausgesetzt und darauf in konzentriertem SubHmat höchstens eine Stunde fixiert wurden. Vor dem Färben habe ich meistens eine mehrstündige Härtung der Objekte in einer l%igen Formollösung vor- genommen. Wir beginnen mit der Fig. 7, Taf. VI. Die 14 Chromosomen schicken sich bereits an, einen neuen Kern zu bilden. Sie haben das typische Telo- phasenstadium schon insofern hinter sich, als sie länger geworden sind ^) Statt Präsynapsis. 1 Weitere Studien über die Oogenese des Dendiocoelum lacteuui. II. 101 und loic'hl geschläiigolt, ferner ist ihre Oberfläche nicht mehr ghitt. Eine Aufhelhing des ujngebenden Protoplasmas, die erste Sptir der Ausbildung des Kerin*aunu*s ist aber noch nicht zu bemerken. — Wenn die Bildung des Keimbläschens beginnt, so ist seine Kontur zunächst uneben, aus- gezackt, entsprechend der Lagerung der Chromosomenenden. Doch rundet sich der Kernraum ziemlich schnell ab. Fig. 8, Taf. VI, zeigt eine Partie eines solchen Keimbläschens auf dem Stadium, wo bereits alle Chromosouien in einem gemeinsamen Kernraume liegen, der nur an den Stellen, wo einzelne Schleifenenden besonders stark vorragen, eine Lap- pung erkennen läßt. Die Chromosomen sind zu dieser Zeit schon unregel- mäßig angeschwollen und lassen stellenweise grobe Querbrocken unter- scheiden. Außerdem fangen sie an, Ideine Fortsätze zu treiben. — In Fig. 9, Tal. VI, sind die angedeuteten Veränderungen schon etwas weiter fortgeschritten. Man kann noch immer nngefälu* 14 »Chromosomen« unterscheiden. Sie sind aber alle sehr aufgelockert, manche sogar auch weit »aufgelöst«. Wie Fig. 9 zeigt, gehen die Chromosomen aus einem kompakten Zustande nicht direkt in einen verästelten ül)er, sondern werden viehuehr zuerst, wahrscheinlich durch Wasseraufnahme, gelockert, ^\odurch sie eine körnige Struktur erhalten; dann erst wird ihre Substanz auf iiPseudopodieji«, die anfangs sehr massiv sind, verteilt. Es kommt aber bei dieser Auflockerung in der Körnelung nie eine Duphzität der Clu'omosomen zum Ausdrucke. Denn die Körnchen sind in den Schleifen meist unregelmäßig verteilt. Wenn sie aber doch hie und da zufällig eine Quersegmentierung vortäuschen, findet man sie zu dreien, zu vieren in einer Querreihe. Sobald das Kernbläschen gebildet ist, erscheinen die Xucleolen und zwar tauchen sie auf in der Gegend der Schleifenenden, wenn diese noch kaum verändert sind (Fig. 8, Taf. VI). Vig. 10, Taf. VI, zeigt eine optische Ebene einer Zelle, in der schon alle Chromosonu'u jenes vorgerückte Stadium der Auflockerung erreicht haben, das in der vorigen Figur erst bei wenigen zu l)eobachten war. Die Auflockerung bringt es mit sich, daß Querbrocken mehr in Augenschein treten; ferner zeigen sich auf diesem Stadium kurze pseudopodienartige Fortsätze an den Chromosomen. Sowohl der zentrale Teil als auch die Fortsätze sind sehr verschwommen. Man kann deswegen niciit klar die 14 Einheiten unterscheiden. — Eine gewisse Variabilität zeigt die »Auf- lösung« der Chromosomen insofern, als manchmal die Fortsatzbildung der Auflockerung und innerer Aufkörnelung vorausgeht, wie dies in Fig. 11, Taf. VI, zu sehen ist. Die Ausbreitung der aufgelockerten Chromosomen im Kernraume 102 J. Gelei, geschieht übrigens nicht immer in der gleichen Weise. Statt weniger dicker Fortsätze treten oft viele feine gekörnelte Verästelungen auf. Fig 12, Taf. VI, zeigt den opftischen Querschnitt eines solchen Kernes. Die Konturen der Chromosomen sind schon sehr undeutlich, man kann kaum noch entscheiden, wo dm eine Chromosom aufhört und das andre anfängt. Das Eesultat beider Ai'ten von Ausbreitung der Chromosomen ist das gleiche, eine Dezentralisation und mehr oder weniger gleichmäßige Verteilung des Chromatins im Kernraume. Hierbei treten die fädigen Strukturen immer mehr in den Hintergrund, sie werden von den Körn- chen nahezu ganz verdeckt. Zum Schluß lösen sich die Chromosomen vollständig in feinste Ketten von Körnchen auf, die den Kernraum ganz gleichmäßig durchsetzen, so daß jede Spur der einstigen Chromosomen- grenzen verschwindet. Der Kern tritt in das entwicklungsgeschichtlich nicht mit Recht sogenannte Ruhestadium. Fig. 13—16, Taf. VI, die optische Querschnitte solcher Kerne darstellen, zeigen uns die verschie- denen Wandlungen dieses Stadiums. Ich muß hervorheben, daß in diesen Figuren nichts schematisiert ist, daß sie also den Wert photographischer Aufnahmen l)eanspruchen. Mit dem Zeichenapparat ist nämlich in das Bild jedes Körnchen, jedes Fädchen eingetragen worden. Das Chi-omatin der Ruhekerne hat eine fädig-körnige Struktur, wie uns die Fig. 13 und 14 zeigen. Diese körnigen Fäden kommen aber nicht allen Methoden nach in gleicher Klarheit zur Darstellung. Die bisher zu solchen Studien am meisten angewandte HEiDENHAiNsche Eisen- hämatoxylinfärbung läßt uns, wie ich feststellen konnte, hier fast ganz im Stich; diese Methode l)ringt wohl die Körnchen zur Wahrnehmung, ferner einige gröbere Schollen und die Nucleolen. Nicht viel anders er- scheinen auf den ersten Bhck die Ergebnisse der Romano vsky-Giemsa- Färbung. Nach längerem Studium der nach dieser Methode behandelten Präparate jedoch entwirrt sich dem geübten Auge das Fadenwerk des Kernes. Der Grund, daß man die Fäden so schwer erkennen kann, ist der, daß einerseits die Körnchen dem fädigen Element gegenüber bedeutend im Übergewicht sind, daß anderseits die Fädchen dünn und nicht licht- brechend sind und schheßlich, daß sie nur auf sehr kurze Strecken im Gesichtsfeld bleiben, da sie sein* unregelmäßig verlaufen. Es ist klar, daß so dünne und zarte Gebilde bei der HEiDENHAiNSchen Methode schon zu einem Zeitpunkte beim Differentieren entfärbt werden, wo die Körn- chen noch scharf hervortreten. Am besten kann man sich bei Giemsa- Präparaten von dem Vorhandensein der Fäden überzeugen, wenn man die Miki'ometerschraube leicht hin und her bewegt; es zeigt sich dabei 1 Weitere Studien üIkt die Oogenese des Dendrocoelum lacteiini. II. 103 'p S(»l'(»it. tlalj dk' in verschicdciicn Jlöhfii lici^cndcii Körnchen durch Fadcn- ziige in Verbindung stehen. Oh die Fäden zu netzartigen Bildungen verflochten sind, kann man nicht feststellen, da sie viel zu zart sind. Wahrscheinhch ist es aber, daß hier eine feine Gerüststruktur vorliegt. Die Kerne dieser und der nächsten Stadien haben in GiEMSA-Präpa- raten einen röthchen Schimmer, mit Ausnahme ihrer peripheren körnchen- armen Partien. Die Erscheinung ist bloß optisch durch die dicke, rot- gefärbte Chromatinschicht hervorgerufen. Die beschriebene Kernstruktur dürfte übrigens dem Leser wohl kaum unbekannt sein. Es wnd ja überall angegeben, daß im Ruhekern die Chroniatinkörnchen über ein Netz, ein Gerüst verteilt sind. Dieses Gerüst bezeichnet man gewöhnhch als Linin. Es fragt sich nun, ob aucli^die hier beschriebenen Fädchen aus Linin bestehen. Ich glaube behaupten zu können, daß dies nicht zutrifft. — Bei der angegebenen Behandlung der Präparate färbt sich nämlich die Kerngrundsubstanz, also auch das Linin bläulich. Diese Farbe verschwindet aber im Zedernöl nach einigen Wochen spurlos. Im Schleifenbukettstadium z. B., wo, wie wir mit Sicher- heit wissen, das ganze Chromatin in die Fadenchromosomen eiHgetreten ist, sehen wir* die schleifenfreien Territorien des Kernes, die früher blau waren, ganz farblos. Wir können daher behaupten, daß das Linin hier nicht gefärbt ist. Dagegen sind die intergranulären Teile der Bukett- schleifen blaß rotviolett gefärbt, wie unsere zarten Fadenwindungen im Ruhekern. Wir dürften nicht fehlgehen, wenn wir aus diesen Gründen behaupten, das alles, was bei unseren Präparaten im ruhenden Kern rotgefärbt ist, als Chromatin zu bezeichnen ist. Wir werden Belege dafür auch in der weiteren Entwicklung des C^n-oinatins finden; wir werden sehen, daß sich die roten körnigen Fädchen in lote Fadenstrukturen umwandeln, aus denen später durch Einziehen der Fortsätze rotgefärbte Chromosomen entstehen. Die Oozyten erreichen auf diesem Stadium die Größe ihrer Mutter- zelle; auch für ihre Kerne trifft dies zu (vgl. Fig. 15 mit Fig. 2 und 3, Taf. I). Doch erreichen sie manchmal schon größere Dimensionen. Be- sonders der Kern ist oft auf diesem Stadium schon größer, als ein aus- gewachsener Oogoniumkern. Ganz genaues läßt sich bei meinem Objekte nicht aussagen, weil in der Zellgröße gleicher Stadien große Schwankungen existieren. — In der Kernentwicklung können wir darin einen P'ortschritt verzeichnen, daß manchmal auch die wenigen Schollen, die in der Fig. 13 enthalten sind, zerteilt und zerkleinert werden. Fig. 13 und 14 zeigen uns den Höhepunkt der Kerngerüstliildung. 104 J. Gelei, b. Die Lage des Kernes in den jungen Oocyten. Wii' haben gesehen, daß in der Telophase der letzten oogonialen Teikmg die Chromosomen ganz eng an die Zelloberfläche rücken. Auch der Kern der jungen Oocyten wird hier an der von den Spindelenden bezeichneten Stelle rekonstruiert. Der Kern behält diese Lage auch für spätere Zeiten und der überwiegende Protoplasmateil wü'd gegen die Äquatorialplatte gelagert. So sind die jungen Oocyten heteropolare Gebilde, deren Hauptachse mit der Spindelachse der vorangehenden Zellteilung zusammenfällt. c. Die frühesten Prophasen der Sehleifenbildung in den Oocyten; die Zahl der Spiremschleifen. Gewöhnlich erreicht eine Zelle, wenn ihr Kern auf das Dimensions- maximum der betreffenden Zellart gewachsen ist, ihre Maximalgröße, und sodann folgt eine Teilung. Bei den Oocyten steht es aber anders; wenn sie so groß wie das Mutterovogonium geworden sind, stehen sie noch immer in den jüngsten Phasen ilu'er Entwicklung. Ihre Dimensionen müssen bis zur nächsten Teilung bei den meisten Tierarten auf das Viel- hundertfache vergrößert werden und dabei beträgt ihr Leben noch Wochen, "Monate, bei vielen Säugetieren sogar Dezennien. Und trotzdem erfahren wü- das Merkwürdige, daß der Kern der jungen Oocyten nach dem oben geschilderten Ruhezustand Erscheinungen aufweist, die wir sonst als Vorbereitung zu einer mitotischen Teilung erkennen. Der Reihe nach ist die nächste Aufgabe der Oocyten nicht eine Teilung, sondern die Er- ledigung einer Konjugation ihrer Chromosomen. Selbstverständhch muß dazu die Zelle ihr Chromatin in Form von konstanten Gebilden zur Verfügung haben. Das Zustandekommen der Chromosomen zum Zwecke einer Konjugation geschieht auf dieselbe Weise wie die Entwickhing der Teilungschromosomen. Daher sehen wir in den jungen Oocyten solche Erscheinungen, die sonst von den Teilungsvorbereitungen her bekannt sind: nämhch die Bildung eines Knäuelstadiums. Die Wissenschaft be- zeichnet diese Phase als die früheste Prophase der Gonozytenteilung. AVü* werden aber sehen, daß in den nächsten Prozessen nicht die von der Teilung her bekannten gew^öhnlichen, sondern besonders strukturierten und bloß bei der Konjugation bekannten Chromosomen gebildet werden, daher möchte ich die Knäuelbildung und die weiteren Umwandlungen als Prophase der Bildung der Konjugationschromosomen bezeichnen. Die Veränderung des Ruhezustandes und darauf die Ausbildung der Spiremschleifen spielt sich gemäß den Fig. 15—18, Taf. T, folgendermaßen ab. Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoelum lacteuni. II. 105 'D Das Cliioiiialiii Fällst an, wieder in konstanti'H (lehiklen zusaiiinien- zurücken. Dieser Prozeß tritt in folgenden Tatsachen zutage. ])'w Fig. 14^, 15 und 16 zeigen klar, daß im Laufe der Veränderungen auf äquale Teile des (iesichtsfeldes ininier weniger und weniger Chiomatinzweige und Windungen fallen. Die körnige Struktur verliert dabei immer mehr und mehr an Übergewicht, dagegen treten die Fäden immer schärfer zutage. Vor allem verschwinden aus dem Gesichtsfelde die dünnen Fädchen, die übrig bleibenden bleiben dafür immer dicker. Man ist, glaube ich, voll- ständig zu der Annahme berechtigt, daß die in eine außerordentlich feine Fadenstruktur aufgegangenen Chromosomen ihre Endzweige lang- sam einziehen, und dadurch die Zweige an Zahl spärlicher werden, die Sammelfädchen klarer und zugleich dicker hervortreten. Dieser Ablauf der Erscheinungen zeigt uns klar, daß das Chromatin nicht »zusammen- manövriert« wird, sondern daß bloß die vorher schon gebildeten Zweige eingezogen werden. Der Kern verliert dadurcli immer mehr und mehr an rotem Ton. Tn den angegebenen drei Figuren habe ich überall Stellen ausgewählt, wo der Vorgang klar zutage tritt. Die Fig. 17 zeigt, daß beim Zusammen- kommen des Chromatins dort, wo sich mehrere Zweige treffen, eine schol- lige Anhäufung entsteht. Die Verteilung dieser scholligen Inseln auf die zugehörigen Chromosomen zieht sich ziemhch in die Länge hinaus, weil man solche noch immer findet, wenn die Fadenchromosomen kaum mehr Seitenfortsätze haben. Diesen Gebilden kann ich aber keine Wichtigkeit zuschreiben, weil sie auch artifiziell entstehen können. Es ist nun äußerst interessant, so eine Zelle, der die Fig. 15 und 16 zugehören, unter dem Mikroskope zu studieren. Man kann oft einen mit Seitenzweigen besetzten »Stamm« auf lange Strecke verfolgen. Er wird stellenweise plötzlich so dünn, wie die Seitenzweige, um wieder in dickere Partien überzugehen. Ich glaube, in solchen Zweigen dürfen wii- werdende Schleifenchromosomen erblicken. Eine solche Zweigpartie zeigt die Fig. 18, dieausder Fig. 16 als Fortsetzung der mit x bezeichneten Stelle abgebildet ist. Es ist auch interessant, die Fig. 18 mit der oben stehenden Fig. 11 zu vergleichen, um zu erfahren, wie ähnlich die Chromosomen im Begriffe der Bildung und »Auflösung« sind. Der geschilderte Prozeß führt den Kern langsam in ein Knäuel- stadium über — wenn wir diesen Ausdruck dort überhaupt verwenden können, wo wir nicht einen kontinuierlichen Faden, sondern die Chromo- somen in einer langen Schleifenform vermutlicherweise in der Xormalzahl vor uns haben. 106 J. Gelei, Man kann als erste Spur der separaten Chromosomenschleifen einige dickere nur mit wenigen Seitenästen besetzte Gebilde ansehen, die an ihi'en beiden Endpartien frei endigen. Sie gleichen den in den Oogonien beobachteten Gebilden (Fig. 1), zeichnen sich vor diesen jedoch durrh größere Länge aus. Man bemerkt dabei, daß die Nucleolen Ausgangspunkte einer oder zweier Schleifen sind (Fig. 15, 16, Taf. VI und 19, Taf. VII). Das merkwürdige ist, daß die Nucleolen einigen in Bildung begriffenen Schlei- fen nicht nur topographisch eine Basis bieten, sondern sie bezeichnen zugleich jenes Ende der Schleife, das in der Ausbildung vorauseilt, oder von dem aus vielleicht die Ausbildung über dem ganzen Faden fortschreitet. Man darf dabei jedoch nicht annehmen, daß die Fadenausbildung auf einer vom Nucleolus ausgehenden physiologischen Wirkung Ijeruht, denn es gibt Fäden genug, die mit einem Nucleolus in keiner Berührung stehen. Um in dieses Verhältnis der Nucleolen und Chromosomen einen richtigen Einbhck erhalten zu können, will ich hier ausdrückhch auf die oben mit- geteilte Feststellung hinweisen, daß im jungen Kern von den vielen Chromo- somen nur einige mit Nucleolus in Beziehung stehen. Sie blieben mit ihm, solange man sie als solche unterscheiden konnte, immer in Berührung. Wenn wir nun sehen, daß ein Chromosom an einem Nucleolus sitzend in einen verästelten Zustand übergeht und später wieder an einem Nucleolus sitzend erscheint, wenn wir weiterhin im Kermuhestadium beol)achten, daß der Nucleolus nicht in die Fadenstruktur eingeschaltet ist, sondern immer nur mit einigen Zweigen in Berülu'ung steht, so glaube ich, be- rechtigen uns diese Befunde zu der Annahme, daß die neuen Schleifen- enden den alten Chromosomenenden entsprechend entstehen, daß sogar jenes Chromatinmaterial, das die Enden der alten Chromosomen gebildet hatte, wieder zur Bildung der Enden der neuen Schleifen zusammentritt. Ich glaube weiterhin, daß das morphologisch von den andern nicht unter- scheidljare dünne Fädchen, das in dem Ruhekern noch an dem Nucleolus anhängt (Fig. 13, 14) unter den unzähligen Fadenenden eines in Zweigen aufgegangenen Chromosoms als das wirkliche Ende desselben zu bezeicli- nen ist. — Ein Zusammenhang der Chromosomen mit Nucleolen ist übrigens in der Literatur schon oft beschrieben worden, wie wir das noch im Laufe dieser Afbeit, besonders aber in den folgenden zwei Studien (III und IV) sehen werden. Das ausgebildete Knäuelstadium sieht ungefähr so aus, wie es Fig. 19, Taf. VII, zeigt, mit dem Unterschiede, daß die Schleifenenden in dem ganzen Kerm-aum zerstreut sind. Sie sind in der Fig. 19 mit x bezeichnet. Die erste wichtige Feststellung in diesem Stadium besteht darin, daß der Knäuel aus separaten Schleifen besteht. Sie haben eine rauhe Oberfläche. Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoelum lacteum. II. 107 'o Härchen ab(>r fehlen: die Schleifen sind infolo^e dessen untereinander nidit verbunden. Wenn sie an manchen Stellen in einen Knoten oder in eine dickere Scholle /Aisammenlaufen, fjlaube ich. dafi man diese einfach als Berührnno^sstellen der Schleifen auffassen kann, an denen sie bei der Künservienin<2^ zusammengeklebt worden sind. Das weitere Charakteristikum der Schleifen ist die außerordentliche Länge, wodurch sie sich vdii oogonialen Knäuelschleifen scharf unter- scheiden. Außerdem zeigt sich, daß die Vorbereitungen zu der später einrückenden Konjugation schon bei der Rekonstruktion der Faden- chromosomen, wenn nicht schon in der Kernruhe gemacht worden sind. Währeiul nändich in den Oogonien das Einrücken des Chromatins in die Knäuelschleifen zu kurzen, dicken und komj)akten Gebilden führte, Averden die Oozvtenschleifen nach dem Einziehen der letzten Zweige nicht dicker, sondern immer länger und bleiben dabei weich ohne scharfe Kon- turen und gekörnelt. Vielleicht hat auch das Chromatin der einzelnen Schleifen proportional zugenommen. Man hat sich vorzustellen, daß diese langen Schleifen nicht separat jede für sich, wie etwa ein Stäbchen- oder Hakenchromosom, ein Gebiet des Kernes beherrscht, sondern daß sie durch die Verlängerung zugleich durcheinander gewunden werden. Einem solchen Zustande könnten die Schleifen nur in dem Falle entgehen, wenn jede für sich auf einem engen Gebiet einen Knäuel bildete. Sie sind aber schon deshalb zu einem Durch- einander und einem ungeraden Verlauf gezwungen, weil sie länger sind als der Kerndurchmesser. Immerhin aber könnten sie regelmäßige Win- dungen annehmen, und wenn sie. es nicht tun, wenn sie viehnehr (vgl. Fig. 19) einen stark geknickten, gekrümmten, geschlängelten und regel- losen Verlauf zeigen, so müssen wir das als ein von den Raumverhält- nissen unabhängiges Merlvinal, ein inneres Charakteristikum bezeichnen. Bei solchen Eigenschaften der sich neubildenden Schleifen müssen in den ursprünglichen Lageverhältnissen der Chromo- somen, wie sie vor der Kernrekonstruktion l)estanden hatten, große Verschiebungen eingetreten sein. Es sind Fälle zu er- warten, wo ursprünglich nur benachbarte Schleifen ineinander gehängt werden, sich umwinden, umschlingen usw. Spätere, gut analysierbare Stadien mit leicht verfolgbaren Schleifen werden uns zeigen, daß diese Annahme berechtigt ist. Was die Struktur der KnäueLschleifen anbelangt, so können wir nur erwähnen, daß hier der Fadenzustand ül)er den gekörnelten überwiegt und dadurch der Eindruck einer undeutlichen Körnelung entsteht. Es sind weiterhin in der Dicke der Fäden kleine Sclnvankujigen zu vermerken. 108 J. Gelei, Spuren einer Spaltung oder Längslichtung sind nicht nach- zuweisen. Es lassen sich, wenn auch mit Mühe, in meinen Präparaten dieses Stadiums Kerne auffinden, in denen nach eingehender Untersuchung die Anzahl der Schleifen genau feststellbar wäre. Es liegt aber kein Grund vor, uns mit dieser mühseligen Aufgabe hier zu befassen. In dem folgenden Stadium der Zelle ist dies viel leichter ausführbar, und wir werden uns dort im Interesse der Abhandlung mit solchen Zählungen unerläßlich beschäftigen. Infolgedessen habe ich hier das zeitraubende Unternehmen unterlassen, und mich so weit bemüht, bis ich in einigen Kernen gegen 20 Schleifenenden auffinden konnte. Diese Zahl ist ein genügender Be- weis dafür, daß die Chi'omosomen keinesfalls in haploider Zahl (7) vor- handen sein können. d. Wie die Schleifenbukettfigur sich entwickelt? Die Literatur kennt dieses sehr charakteristische Stadium als das Bukett. Diese Bezeichnung entspricht aber nicht ganz der Wahrheit, weil in einem Bukett die einzelnen Fäden nur an ihrem einen Ende zu- sammengehalten sind, und mit dem anderen an der Bukettoberfläche distal freistehen. In unserem Falle sind aber die U- oder bügeiförmigen Fadenchromosomen an ihren beiden Enden an der Basis des Strauches zusammengerafft, und auf die Peripherie des Buketts entfallen die Um- biegungsstellen der Schenkel. Solche Sträuche verfertigt man aber aus Bändern, wo die Elemente des Buketts einzelne Schleifenschlingen sind. Daher finde ich es am zweckmäßigsten, dieses Stadium als Schleifen- strauch oder Schleifenbukett oder — weil in vielen Fällen auch eine Kokarde nichts anderes als ein Schleifenbukett ist — als Kokardestadium zu bezeichnen. Über die Entwicklung des Schleifenbuketts ist in der Literatur kaum etwas Ijerichtet worden. Die Klarheit meiner Präparate hat es mir gestattet, in diesen Vorgang Einsicht zu erhalten. Wh- haben gesehen, daß in den Oocyten außerordentlich lange Schleifen- chromosomen auftreten. Wir werden weiter unten ausführen, daß dies im Interesse der Konjugation geschieht, da durch die große Oberfläche zugleich eine möglichst große Berührungsfläche unter den Konjuganten entsteht. Anderseits bereitet diese Länge der Schleifen dem Vorgang der Konjugation selbst wieder Hindernisse, indem sie, wie wii' oben sahen, gelegentlich eine wirre Verknäuelung der Konjuganten herl^eiführen und weiterhin die Enden der Schleifen weit auseinander getrieben werden. Es ist die Frage, wie diese Schwierigkeiten überwunden und die Faden- chromosomen zur Konjugation geordnet werden können. Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoelum lacteum. II. 109 Um diese Antrabe ausziituliren, tritt der Zeiitndapparat der Zelle in Täti^i^eit. Beweise für diese Auffassunpf, die wir Bu( ilxer verdanken, Avill ieh hier nieht bringen. Ich crodenke darauf in einem kurzen Aufsatz zurück zu konnnen. Icii erwäime bloß soviel, daß die Schleifen gej?en die größte Protoplasmamasse, wo sich auch das Zentriol befindet, gerichtet werden. Näheres darüber siehe in meiner Arbeit 1913, S. 67, 68. Das Einordnen dvr Chromosomen in einen Schleifenstrauch ist ein gerichteter Lebensvorgang im engeren Sinne des Wortes. Das richtende Zentrum ist — wie gesagt — das Zentrosom. So nennen wir das enge Feld der Kernoberfläche, das dem Centrosom benachbart ist, und das durch die Chronwsomenenden besetzt wird, Polfeld. In dem Schleifeii- bukettstadium ist also auch der Kern ein heteropoles Organ, dessen Haupt- achse mit dem der Zelle zusammenfällt. Die Orientierung der Schleifen geschieht in zwei Etappen. Zuerst suchen nur die beiden Enden der Schleifen die Umgebung des Orientie- rungspols auf; die Schleife behält dabei unveräudert ihren unregelmäßigen geschlängelten Verlauf. Erst wenn die Schleifenenden in die Nähe ihres Bestimmungsortes gelangt sind, zeigen die Schleifenschenkel eine Neigimg zur Orientierung, indem sie sich mögUchst gerade in die Richtung der orientierenden E^aft einstellen. Somit sind die Orientierung der Schleif eil- enden — ihre Versammlung am Orientierungspol — und die Orientierung der Schleifenschenkel zwei voneinander unabhängige Geschehnisse. Zu einem Beweis dieses Satzes bin ich unerwartet gelangt: Ich habe nämlich zur Feststellung der Anzahl der Schleifenenden in den oben beschriebenen Knäuelstadien diese mit dem Zeichenapparat an einem Bild markiert. Dabei ist mir aufgefallen, daß die Enden in dem einen Kern (Fig. 19) hauptsächlich in jene Kernhälfte fielen, welche gegen den Orientierungs- pol liegt, und gleichzeitig die Schleifen selbst sich in einem bereits etwas vorgerückteren Stadium befanden, indem sie verhältnismäßig weniger geschlängelt waren. Bei andren untersuchten Kernen dagegen waren die Enden der Schleifen ziemhch gleichmäßig an der ganzen Kernober- fläche verteilt, und in diesen Fällen waren auch die Schleifen weniger weit entwickelt. Die Feststellung der Schleifenenden wird in allen Fällen dadurch erleichtert, daß sie während dieses Orientierungsprozesses knopf- artig angeschwollen sind. Die Art und Weise, wie die Schleifenenden nach der Polgegend hin gezogen werden, ist aus ihrer Lage, glaube ieh, leicht erklärlich. Es ist auffallend, daß mit wenigen Ausnahmen die meisten Schleifenenden der Kernmembran entweder direkt anhaften oder sie wenigstens beinahe berühren. Die Fig. 20, Taf.VIII. zeigt dieses interessante Verhältnis. Hier 110 J. Gelei, müssen wii- die liochliegenden dunklen Enden an den oberen Teil, die blassen an den unteren Teil der Kernmejnbran angeheftet denken. Der Klarheit des Bildes wegen sind in diese Figur nur die Endpartien der Schleifen eingetragen und außerdem sind die Enden selbst mit + bezeichnet. Nur das zu den Enden 23—24 gehörige Schleifenchromosom ist ganz ein- gezeichnet und gibt uns damit ein Bild von dem Aussehen eines Chi'omo- soms in diesem Stadium. Ich habe in diesem Kern mit Sicherheit 25 Enden aufgefunden und die vermutete Lage der üljrigen drei verdeckten Enden nicht mit ausgezeichneten Endstücken, sondern nur mit runden Quer- schnitten und + Ijezeichnet. Unter den 25 genau beobachteten Enden waren 23 an die Kernmembran angerückt, eines haftete an dem Nucleol, und nur eines lag entfernt von der Kernmembran. Zum gleichen Resultat gelangt auch eine Analyse der schon erwähnten Fig. 19. Auch hier sind die Enden, wie das auch aus der Figur gut zu ersehen ist. an die Kern- membran angerückt. Diese Beobachtungen zeigen uns, daß die Chi'omosomenenden zuerst an die Kernmembran gezogen werden und erst dann an der Kernmembran weitergleiten; denn man kann die beschriebene Nachbarschaft der Faden- enden zur Kernmembran nicht als zufällig und bedeutungslos betrachten. Ich kann die wenigen von der Kernmembran entfernt aufgefundenen Fadenenden nicht als Gegenbeweis füi* meine Auffassung gelten lassen; viehnelii" werden dies solche Schleifenenden sein, deren Enden erst an die Kernmembran zu rücken im Begriffe sind. Die zweite Etappe der Orientierung, die Ausstreckung der Schleifen- schenkel dem Orientierungspol gegenüber, habe ich anfänglich mh" sc^ gedacht, daß sie Hand in Hand mit dem x\nkomnien der Enden am Pol- feld geschieht, daß also die Schleifen während der Wanderung zum Pol sich langsam in eine Hufeisen- oder Bügelform ausstrecken. Wenn dem so wäre, müßte diese langsame Streckung besonders an solchen Chromo- somen Ijemerkbar werden, welche zuerst vollständig auf der Gegenpol- seite liegen, wie etwa das in der Fig. 20, Taf. VII, ausgezeichnete Faden- chromosom 23—24. Man müßte von solchen Chromosomen erwarten, daß die mittleren Teile der Schleife hinter den vorauswandernden Enden hergezogen werden und durch die Reibung mit der Kernflüssigkeit in die Länge gezogen würden. Anderseits müßten solche Fadenchromosomen, die zufäUig von Anfang an dem Polfeld dicht anhegen, deren Enden also keine oder nur geringe Bewegungen zu machen hätten, keinen gestreckten Verlauf haben. Dies trifft aber nicht zu, und damit ist schon gezeigt, daß die zweite Etappe der Orientierung nicht auf einer Streckung durch Nach- schleppen beruhen kann. Einen Beweis dagegen liefern auch solche Kerne^ Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoeluni lacteuni. II. 111 wo sämtliche Enden an di-ni Polt'eld sind. [Wwy eine geradegostrecktc Oriontiorung" der Sclileifenschcnke] (wie auch in (Wn Fig. 19, 20 nicht) noch al)er keine Kede ist. Die Fig. 21, Taf, VII, zeigt uns klar, daß die richtende Kraft ganz plötzlich von außen eindrängt, und eine möglichst gerade Einstellung der Schleifen hervorbringt. Diese Kraft wirkt zuerst auf die am nächsten liegenden Endstücke, und zwingt von da weiter wirkend immer weitere Schleifen zu einer orientierten Aufstellung, An der Figur sieht man gut, an welcher Strecke die Schenkel dieser Wirkung nachgegeben haben, und von wo ab sie noch immer so geschlängelt sind, wie sie früher in ihrer ganzen Ausdehnung waren. Leider geht die Richtung, in der die Kraft wirkt, nicht pai'allel. sondern schief zur optischen Ebene. Außerdem ist mir das Präparat erst spät zu (lesicht gekommen, so daß ich es nicht so genau wie andere Figuren zeichnen konnte. In der Hauptsache ist aber die Figur doch als Beleg benutzbar, weil die Lage, Anzahl und Verlauf der Schleifen, soweit sie schon gestreckt sind, genau angegeben ist. Auch die Form der weiteren Windungen ist ganz genau wiedergegel)en. JN'ur die Höhenunterschiede — die mühsamste und am meisten zeitraubende — habe ich frei, die Wahrheit doch mögUchst nachahmend, gezeichnet. Ich will noch bemerken, daß nicht sämtliche Schleifen bereit oder dazu reif sind, den Orientierungskräften nachzugelien. Vor allem sind manche Fadenchromosomen zur Zeit der Streckung andrer noch nicht einmal am Pol angekommen. Ich kann einen solchen besonders extremen Fall aus einem andren Kei-n erwähnen, wo alle Schleifenclu-omosomen i)einahe in ihrer ganzen Länge scjion gestreckt waren, also eine richtige Bukettfigur gebildet war, ein Chromosom aber im Zusammenhang mit einem Nucleolus an der Gegenpolseite noch quer auf die Orientierungs- richtung lag. Dieses hat also noch keinerlei Orientierung erfahren; wobei freilich die Lage auf der Gegenpolseite nicht zu vergessen ist, die für eine Wirkung der orientierenden Kräfte besonders ungünstig wai-. In der Orientierung nimmt auch der Xucleolus oder, wenn noch keine Verschnu'lzung stattgefunden hat, nehmen auch alle Xucleolen teil. Es ist eine schwere Frage, ob sie sich wie die Chromosomen aktiv orientieren oder ob sie nur passiv vermittels der Schleifenenden, an die sie angeheftet sind, auf den Pol hingeschleppt werden. Wir können in gewissen Fällen an ihnen die Wirkung einer richtenden Ki'aft tatsächlich feststellen. Sie sind nändich gegen den Orientierungspol manchmal zu einem Zipfel aus- gezogen oder wenigstens eine Eiform bildend mit dem spitzen Ende ?;ogcn den Pol gerichtet. Es wäre daraus auf eine eigene selbständige Orien- tierung zu schließen. Anderseits kann man aber feststellen, daß ein Xucle- , 112 J. Gelei, • olus, wenn er zusammen mit dem Chromosomenschenkel, an dem er haftet, während der Konjugation vom Pol abrückt (vgl. Fig. 44 a und l, Tal X), seine Eiform verliert, und kugelig wird. Hier also fehlt eine orientierende Kraft. Außerdem sind auch die Fälle von Nucleolen anzuführen, die, obgleich im Polfeld gelegen, doch quer zur orientierenden Kraft liegen. — Ich ziehe aus diesen Umständen folgenden Schluß: Der Nucleolus wird auf den Orientierungspol vermittels des Fadenendes, mit dem er zusammen- geheftet ist, hingeschleppt und erkläre die Ei- oder zipfelartig ausgezogene Form hier als ein Anpassen an die engen, durch die Fadenenden sehr in Anspruch genommenen Raumverhältnisse. Wenn die Orientierungski'aft den Nucleolen allein länglich machte, so müßte ein von dem Polfeld ab getretener Nucleolus noch immer gegen den Pol verlängert sein. Und es müßte ein im Polfeld liegender Nucleolus stets in der Orientierungs- richtung verlängert sein. e. Das Schleifenbukettstadium. Ich bezeichne mit v. Kemnitz die BukettsteUung der Chromosomen- schleifen als ein charakteristisches Merkmal der Oo- und Spermatozyten. Wü- können den Entwicklungsweg dieser Figur kurz folgendermaßen zusammenfassen; Wii- haben gesehen, daß die Fadenchi'oniosomen in den Dendrocoelum-Oozyten sich in ziemlich frühen Stadien herausdifferenzieren. Darauf entwickelt sich ein Knäuelstadiuni, wo aber keine Rede von einem kontinuierlichen Faden sein kann. Die Zählungen der Schleifenenden haben viebnelu' höchstwahrscheinlich gemacht, daß die Schleifenzahl der normalen diploiden Chromosomenzahl entspricht. Wir haben weiter fest- gestellt, wie die Enden der Schleifen der Kernmembran entlang gegen einen Pol gerückt sind, und verfolgt, wie sie darauf unter der Wirkung einer außerhalb des Kernes gelegenen Kraft" sich in die Länge gestreckt haben. Durch den ersteren Bewegungsprozeß wird die Bildung des Schleifenbuketts eingeleitet, durch den zweiten aber erst eigenthch aus- geführt. Die Fadenchromosomen des Schleifenbuketts oder kurz gesagt: die Bukettschleifen haben eine Hufeisen- oder Bügelform, weil beide Enden jeder Schleife am Pol des Buketts nahe beisammen liegen und beide Schenkel parallel orientiert sind. In manchen Fällen werden allerdings diese Formen nicht regelmäßig innegehalten, schon deshalb nicht, weil die Länge des Bügels den Kerndurchmesser übertrifft und außerdem manche der alten Windungen des Knäuelstadiums beibehalten werden müssen, weil die eventuellen gegenseitigen Verschüngungen der verschie- denen Schleifen nicht gelöst werden können. Wenn wir also in unseren Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoelum lacteuni. 11. 113 Biikcttl'iguron nicht iiimuM- die schöne, schematische Anordnung der Schleifen finden, so müssen wir dafür die erwähnten Umstände verant- wortüch machen. Im Bukett unterscheidet man eine leptotäne, eine diplotäne (oder eusyndetische nach mir) und zwischen diesen beiden eine kinetische Phase. Diese letztere besteht in der Durchführung der Konjugation, die eigcnthch allein richtig als »Syndesis« bezeichnet werden dürfte. f. Das leptotäne Schleifenbukett. (Zahl, Länge und gegenseitige Lage der Fadenchromosomen). Die V\g.22a und 23'/, Taf. VII, mögen beweisen, welch ein günstiges Objekt das Dendrocoelum zur Untersuchung dieser Phase und der mit ihr zusammenhängenden Fragen ist. Ich habe sogar noch klarere Bilder dieses Stadiums gefunden, wo alle 28 Schleifenschenkel beinahe auf einen Punkt zusammenlaufen. Solche eng gefaßte Schleifenbuketts sind jedoch in Zeichnungen schwerer wiederzugeben, weil sich die Fäden gegenseitig decken; die hier abgebildeten haben den Vorteil, daß sie auch in der Projektionszeichnung gut durchsichtig sind, weil eine Überemander- lagerung der Schenkel nur an wenigen Stellen entsteht. Die Vorteile meines Objektes für das Studium der Chromosomen- konjugation habe ich schon in meiner früheren Arbeit (1913 S. 72 und 75) hervorgehoben: die normale diploide Zahl der Chromosomen — 14— ist verhältnismäßig gering; ferner ist eine Synapsis oder Synicesis (Zusammen- ballung der Chromosomen) nicht vorhanden; die Fadenchromosomen bleiben locker gelagert; das wichtigste ist aber, was ich jetzt nach besserer Kenntnis der Literatur besonders betone, daß die Zahl der Chromosomen schon vor der Konjugation genau feststellbar ist. Diese natürlichen Vorteile des Objekts lassen sich auch technisch gut ausnützen. — Ich habe früher (1913) als Beweis dafür, daß wh* in einem Präparat dio natürlichen Zustände im Kern wirklich erhalten sehen — schon die tadellose Fixierung der Kerngrundsubstanz angeführt und halte dies auch heute aufrecht. Die gute Fixierung des Kernplasmas ist nun nach meiner Erfahrung beinahe bei jedem Fixierungsmittel dadurch zu erreichen, daß man das Objekt zuerst 15—30 Sekunden in Osmium- dämpfen räuchert und dann in die gewünschte Flüssigkeit einlegt. Das kurze Einwirken des Osmiums genügt, um morphologisch und topogra- phisch alles soweit zu fixieren, daß die weitere Konservierungsflüssigkeit, deren Wirkung nur im Interesse gewisser Färbungen nötig ist, nichts an der Struktur verändert. Die Färbbarkeit des Objekts wird durch kurze Osmiumeinwirkung kaum wahrnehmbar vermindert. Natürlich Archiv f. Zellforechimg. XVI. 8 114 J. Gelei, kann eine solche Doppelfixiernng nur an Zupfpräparaten ausgeführt werden. Die Färbung bietet, wenn man an den Zupfpräparaten klare und trotzdem stark tingierte Bilder bekommen will, beträchtliche Schwierig- keiten. Das Eisenhämatoxyhn habe ich hier ebensowenig benützen können wie bei den Ruhekernstudien. Es gibt zwar in glückhchen Fällen sehr schöne Bilder, die Färbung ist aber zu undurchsichtig, um die Fäden dort, wo mehrere übereinander gelagert sind, noch klar hervortreten zu lassen, und wenn man die gewünschte Durchsichtigkeit durch stärkeres Differenzieren erreichen will, werden wiederum die Fäden zu blaß. Das beste Ergebnis gibt die GiEMSA-Färbung nach starkem Flemming (mit normalem Eisessiggehalt), wenn man das Präparat vorher einer Ammonium- molybdatbehandhing unterzieht (Fig. 28, Taf. VIII). Leider habe ich von dieser Färbung sozusagen keinen Nutzen ziehen können, weil ich erst spät zu ihr gelangt bin. Wunderschöne leptotäne Figuren bekommt man mit der GiEMSA-Färbung nach Osmiumdampf-Sublimatfixierung; es wirkt aber die dabei scharf hervortretende Körnelung bei der Verfolgung der Fäden sehr störend. Sehr gute Bilder habe ich mit der BENDASchen Mitochondrenmethode bekommen (Fixierung 12 Stunden, Differenzieren von 19 Sekunden bis 4 Minuten; Fig. 23a, Taf. VII, und Fig. 35, Taf. IX). Nach Tolnidinblau habe ich in der Weise wie unter Titel »Methode« an- gegeben ist, die Fig. 22«, Taf. VII, 28 und 31, Taf. IX, bekommen. Auch Thionin und Gentianaviolett sind manchmal brauchbar. fa. Das leptotäne Bukett als ein besonderer Abschnitt der Oocytenentwicklung. Zur Begründung dieses Satzes sei folgendes vorgebracht. Aus unseren Feststellungen geht hervor, daß die Chromo- somen des Schleifenbuketts in ihrer Orientierung sich genau so aufstellen, wie sie in der vorherigen oogonialen Teilung in der Telophase gestanden sind, daß sie also mit ihren Enden gegen die frühere Teilungsebene sehen. Das würde aber an sich heißen, daß die Schleifenbukettfigur nichts neues ist, weil C. Rabl an Mitosen der Salamanderlarvenhaut schon 1885 fest- stellte, daß sowohl in dem Knäuel des Mutterkernes wie in dem der Tochter- kerne eine ähnliche und identische Lagerung der Chromosomen auftritt. Nach Rabl schauen nämhch hier auch die Enden der hufeisenförmigen Knäuelfäden gegen eine bestimmte Seite (Gegenpolseite) des Kernes hin, und die Umbiegungsstellen ])erühren auf der andren Seite ein freies so- genanntes Polfeld. In dem Schleifenbukett bezeichnen wir heute gerade umgekehrt die Pole. Die identische Lagerung der Chromosomen in der Telophase der Tochterkerne und in der darauffolgenden frühesten Pro- phase des Mutterkernes kommt nach Rabl daher, daß die Chromosomen Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoeluni lacteuni. JJ. J 15 ihre Lage wälirond der Koniriihepcriode nicht verändern und nach dem Kuliesiadiuni sich die Cln-oniatinteilchen wieder in den von jedem Chromo- som zurückbleibenden »primären Kernfäden« vereinigen. Diese identische Lagerung der Chromosomen am Ende und Anfange der Teihing hat man seither auch in anderen Tieren und Pflanzen nachgewiesen und man nennt die Erscheinung die RABLsche Orientierung. Wenn außerdem ein Kern mit einer solchen orientierten Struktur seine Lage während der Kernruhe auch gegen die Zellachsen nicht verändert, dann werden die Chromosomen vor der nächsten Teilung auch bezüglich der ganzen Zelle in ihrer alten Lage, also mit ihren Enden gegen die frühere Teilungsebene gerichtet aufgestellt: sie werden sich also in einer Lage befinden wie unsre Bukettschleifen. Wir sehen also, daß, solange es sich um einen Vergleich der identischen Bilder handelt, die Schleifenbukettstellung unsrer Chromosomen als ein Fall der RABLSchen Orientierung und nicht als ein spezielles Charakte- ristikum der Oo- und Spermatozyten aufzufassen ist. Die Sache steht aber sofort anders, wenn wir die Entwicklung der zwei Bilder verfolgen. Die Orientierung der Chromosomen an den von Rabl untersuchten Fällen ist nichts andres als ein Wiedererscheinen eines schon gewesenen und während der Kernruhe nur verwischten aber nicht veränderten Zustandes ; unser Kokardezustand entsteht aber — wie wir gesehen haben — durc h einen besonderen Entwicklungsgang. Wichtig ist weiterhin bei der Beurteilung unsres Knäuelbuketts in Betracht zu ziehen, daß die Knäuehäden der nacheinander folgenden Teilungen vollständig gleich sind: in dem Schleifenbukett stehen aber bezüglich der Struktur und Länge wesentlich andre Gebilde vor uns. Wü- dürfen dabei auch das nicht außer Acht lassen, daß die Chromosomen in deni gewöhnlichen Knäuel auftreten, um gleich geteilt werden zu können : die des Schleifenbuketts im Gegenteil, um paarweise vereinigt zu werden. Damit wir eine Entwicklungsphase unterscheiden können, müssen wir auch eine gewisse Zeitdauer, in der sich der Prozeß abspielt, nachweisen. Auch diese Bedingung ist erfüllt, in diesem Zustande muß nämlich auch eine gewisse Reifung der Chromosonu^n eintreten, denn die Möglichkeit der Konjugation an und für sich, das heißt des Aufeinandertreffens, wäre den Chromosomen schon früh gegeben, sobald ilu'e Enden in der Polgegend angekommen sind, oder zum mindesten dann, wenn die Schleifen sich gestreckt haben und an der Polgegend schon ungefähr so stehen, wie sie meine Fig. 9, Taf. IV, aus 1913 zeigt. Man findet aber in diesen Anfangs- Stadien des leptotänen Schleifenbuketts nie eine Konjugation. Man bekommt vielmehr aus jedem Ovarium junger Tiere viele Zellen in lepto- 8* 116 J. Gelei, tänem Schleifenstrauchzustand. — Auf eine längere Dauer dieses Stadiums deutet auch der Umstand hin, daß die Kerne darunter an Größe zunehmen, was sich leicht erkennen läßt, wenn wir die Kerne, in denen eine Konju- gation zuerst auftritt, mit solchen, in denen die leptotäne Bukettfigur eben entstanden ist, vergleichen. Nach diesen Beobachtungen und Überlegungen sind wir also berech- tigt, von einer leptotänen Bukettphase zu sprechen und anzunehmen, daß die Chromosomen während des leptotänen Zustandes zur Konjugation heranreifen. Diese Auffassung wird auch durch weitere Befunde bezüg- lich der Konstitution der Fäden und der Entwicklung bestätigt. jh. Die Orientierung. Während des leptotänen Schleifenbuketts wird die Orientierung noch weiter ausgeprägt. Sie ist in den ersten Sta- dien nie so stark durchgeführt, wie es die Konjugationsfiguren zeigen; die Fadenenden sind anfänglich an einem breiteren Felde zerstreut, sie sind zuerst einfach gegen die hier liegende größere Protoplasmamasse und nicht gegen einen einzigen Punkt hin orientiert (Fig. 22 a). Die Bukettfigur füllt noch immer den ganzen Kernraum aus und die Schleifen verlaufen, soweit die eventuellen gegenseitigen Verschränkungen es ge- statten und wenn sie länger sind, nicht meridional, sondern in spiraliger Windung. Wird dann der Kern größer und die Schleifen etwas dünner und körnehg differenzierter, so füllen sie nicht mehr den ganzen Kernraum ausi). Ihre Enden werden dann immer enger und enger auf ein Polfeld zusammengezogen und ihre Schenkel verlaufen immer mehr in unregel- mäßige nach einem außerhalb des Kernes liegenden Zentrum hin orien- tierte Radien, Unsre Fig. 22 a und 23 a zeigen nicht dieses vollendete Leptotän; besonders in der Fig. 22 a sehen wir ein früheres Stadium. je. Die Struktur der leptotänen Chromosomen. In meiner früheren Arbeit habe ich schon darüber berichtet, daß die leptotänen Fäden nicht homogen, sondern gekörnelt sind. Diese Körnchen können wir mit Eisen (1903) Chromiolen, oder mit andren Forschern Chromo- meren nennen. Sie sind am besten mit der GiEMSA-Färbung nach Osmium- dampf-SubUmatfixierung darstellbar. Auch Bendas Mitochondren- methode mit Kristallviolett außerdem Gentianaviolett, Thionin, manch- ^) In meiner vorigen Arbeit (1913 S. 72) habe ich behauptet, daß die Schleifen aüi Ende das Leptotäns an Länge zunehmen. Heute traue ich mich nicht, ohne ein-, sehlägige Messungen gemacht zu haben, diese Behauptung zu wiederholen. Zumal ! ich oft erfahren habe, daß das Augemnaß täuscht, wenn man mehrfach gekrümmte,; geschlängelte Fäden mit gestreckten vergleicht. Man unterschätzt die gekrümmten immer in ihrer Länge. Auf ein Längenwachstum könnten wir höchstens daraus schließen, daß die Schleifen während dieser Phase dünner werden und, wie es scheint, auch die Körnchen einen größeren Abstand voneinander nehmen. i Weitere Studien ül)er die Oogenese des Dendrocoelum lacteuni. II. 117 mal auch Toliiitliiiblaii. t'crner Eisenliäniatoxylin und endlich Boraxkaiinin nach ZENKERScher Flüssigkeit geben von ihnen gute Bilder. Wenn man an den Fadenchromosomen verschiedener Stadien die Chromiolen gründUch studieren will, muß man entweder Zellen von ver- schiedenen Stadien in einem Gesichtsfeld vor sich haben oder, wenn man keine günstige Gruppe von Zellen findet, die Fäden genau zeichnen und an der Hand der Zeichnungen Vergleiche machen. Die Veränderungen an den Fäden sind nändich so fein, daß man sie sonst nicht einmal wahr- nehmen kann. Im Knäuelstadiu]!! sind die Schleifen dicker und etwas stärker färb- bar als im leptotänen Schleifenbukett. Auch die Körnchen haben noch nicht die starke Färbbarkeit, die sie im Bukettzustand so scharf hervor- treten lassen. Daraus können wir schüeßen, daß die scharfe Körnelung der Bukettfäden durch Differenzierung aus dem undeutlichen ün Knäuel- stadium aufgetretenen Zustande sich entwickelt. Man kann die Spuren der Differenzierung auch noch in den jungen Bukettfiguren wahrnehmen, indem die eben erst orientierten Fäden noch immer die starke Färbbar- keit, Dicke und undeutliche Körnelung des vorhergehenden Stadiums aufweisen. Die Körnelung tritt dann langsam schärfer hervor. Zugleich werden die interchromiolaren Segmente der Fadenchromosomen dünner und weniger färbbar. Man kann in günstigen Fällen an einem und dem- selben Faden körnelig gut und weniger differentierte Teile unterscheiden. Erst wenn später bei zunehmender Kerngröße die Fäden gegenseitig einen lockeren Stand einnehmen und etwas dünner werden, tritt uns die Körnelung wohl ausgebildet entgegen. Man kann dann, wie besonders klar später in den diplotänen Chromosomen, in den leptotänen Bukett- schleifen neben don durchschnitthch kleinen Körnchen auch verhältnis- mäßig größere wahrnehmen. Über die Lage dieser auffallenden Chromi- olen innerhalb der einzelnen Fäden kann ich nichts Näheres berichten, weil ich meine ausführlichen Studien, in denen es sich in erster Linie darum handelte, die Fäden der Länge und Lage nach zu unterscheiden an, Prä- paraten ausführen mußte, wo mit Absicht die Körnelung nicht scharf herausgeholt, sondern mögUchst strukturlose, einheitliche Fäden erzielt worden waren. Daß aber die verschiedenen Chromiolen schon in den leptotänen Bukettfäden einen bestimmten Platz einnehmen, dafür werden Befunde an den konjuganten Fäden, die wir später besprechen. Beweise bringen. Nach der Erledigung der Struktur der Univalenten leptotänen Faden- chromosomen, wenden wir uns zum Studium der wichtigsten Fragen, nändich ihrer Zahl und ihrer gegenseitigen Länge- und Lageverhältnisse. 118 J. G«lei, Nachdem wir wissen, daß die oogonialen Chromosomen paarweise gleich, die einzelnen Paare aber verschieden lang sind, wobei die längsten die kürzesten beinahe um das doppelte übertreffen, nachdem wir auch wissen, daß die gleich langen Clu'omosomen nicht nebeneinander hegen, wird es interessant sein nachzuprüfen, ob auch unter den leptotänen Fadenchi-omosomen Längenunterschiede existieren, ob die Paare noch oder vielmehr schon auch hier feststellbar sind. Es interessiert uns weiterhin, in welchem Lageverhältnis die homologen Chromosomen vor der Konjugation zueinander sind. fd. Die Zahl der Bukettschleifen. Die wichtigste Feststellung, worüber man sich an der Hand der zwei Fig. 22 und 23 Kechenschaft geben muß, ist die Tatsache, daß in Dendrocoelum die leptotäne Bukett- figur der normalen diploiden Chromosomenzahl entsprechend aus 14 Fadenchromosomen gebildet ist. Wir haben also in diesen Schleifen Univalente Chromosomen vor uns. Um den Leser selbst an beiden Figuren die einzelnen Fadenchromo- somen richtig verfolgen zu lassen, habe ich die einzelnen Fadenpaare in den Fig. 22 c und 23 h in Umrissen nochmals einzeln ausgezeichnet, wobei auch hier Länge, Ablauf und gegenseitige Lage der gleich langen Faden- paare der Wirkhchkeit entspricht. Die EinzeLfäden stehen, gleich wie in der Hauptfigur, orientiert i) ; man wird sich also bei einer Vergleichung mit den Gesamtfiguren leicht zurecht finden. Zur weiteren Erklärung der Hauptfigur 22 a dient die Fig. 22 h, wo die tiefhegenden und in der Haupt- figur verdeckten Schleifen in schematischer Ausführung nochmals ab- gebildet sind. Außerdem sind Chromosomen der Fig. 22 a in Farben in der Fig. 24 (Taf . Vni) ausgeführt. Die Farbenschlüssel zeigen, welche Farben die römisch numerierten Chromosomenpaare der Fig. 22 c in der Fig. 24 bekamen. Die einzelnen Chromosomen sind übrigens auch ohne den Farbenschlüssel nach Lage und Ablauf leicht identifizierbar. Endlich ist in der Fig. 26 der reale Zustand des Kernes der Fig. 23 a schematisiert. Hier kann beim Identifizieren der einzelnen Fadenchromosomen der Farbenschlüssel von Nutzen sein. fe. Die Länge der leptotänen Chromosomen. Auch dies- bezüghch geben uns die Fig. 22 c und 23 h eine Aufklärung, indem in ihnen die Schleifenpaare der Kerne von Fig. 22 a und 23 a einzehi gezeich- net sind. Wir sehen, obgleich die Bilder nur die Ausdehnungen in einer Ebene wiedergeben, in der Länge der Fadenchromosomen der 1) Bemerk, b. d. Korrektur: Leider trifft das nicht für jeden Faden zu; man hat, ohne mich zu fragen, die Figuren an den Tafeln umgeordnet, so sind manche Widersprüche zwischen Text und Figurenanordnung entstanden. Siehe näheres in der Tafelerklärung. Weitere Studien iibir die Oogenese des Dendrocoelum lacteuui. IJ. 119 Erwartung gemäß ganz beträchtliche unterschiede vorhan- den. Die längsten zeigen sich ungefähr doppelt so lang wie die kürzesten. Genaue Messungen, die auch die Ausdehnungen in vertikaler Richtung herücksichtigen. ergaben mir folgende Resultate: Fig. 22« Fig. 23« Fig. 4 Fig. 6 (1: r^-^ jl: 56 I.: 14 1.: 10.5 [2: or,o 11- !•> 11 1: (^5 2; 67 1: TI 12: 75 (1: 78 lä: 80 )1: 87 |2: 87 ll: 95 |2: 95 1: 102 |2: 103 ■ 112 2: 116 |1: 68 n.: 15,5 II.: 12.Ö .. ,1, \u 75(h 111:16 TIL:13 ^^ -^^ |2: 80 ;..... fl: 83 IV.: 20.6 IV.: 14 IV. u ... J\. 12. ^ry ,.. _ fl: 93 V.: 2L5 V.: 15 V. u ,._ \. jg. ,,^ „^ ,.. .... ,„ [1: 104,5 VI.: 25 Vi. ,. .... M. |2. 105 ,„^ (1: 112 ,.^^ jl: 109 VIL: 26 Vll. U ... \li. (2: 109 Das Verfahi-en dieser Längenmessungen war dabei folgendes: Die in einer Gesichtsebene hegenden Schleifenpartien sind ohne weiteres an dem projektiven, mit dem Zeichenapparat genau verfolgten Bilde ab- zumessen. Die Messung der vertikal aufsteigenden oder absteigenden Partien habe ich auf Grund folgender Überlegung angeführt. Wir be- kommen diesbezüglich mit dem Mikroskope zwei Wertangaben, deren A klar wird. Die Verhältnis an einem ri'chtwinkligeii Dreieck eine ist die mit Zeichenapparat gezeichnete Projektion p der zu messen- den Strecke c auf die Bildebene. Die andre ist die vertikale Entfenmng der Punkte A und B, die wü* in Mikren durch Drehen der feinen Mikro- meterschraube feststellen können i), und die ich gemäß den Anweisungen der Enzyklopädie der mikroskopischen Technik (Bd. II S. 121 1910) korrigiert habe. Die korrigierte Ziffer habe ich mit der benützten Ver- ^) Man muß bei diesen Höhenniessungen mit der Mikronieterschraube sehr vor- sichtig vorgohen und benutze immer frisches Immersionsöi, sonst klebt der Ubjektträger an der Linse und man bekommt beim Heben des Tubus falsche Zahlen. Wenn man den beweglichen Kreuztisch benutzt, wo das Präparat nicht mit Klammer zu befestigen ist, beschwere man den Objekttrcäger mit Bleistücken. Man vermeide auch die ge- fensterten Objektträger Heidenm.uns, weil die dünnen Deckgläschen der Bewegung der Frontlinse nachgeben. 120 J. Gelei, größerung multipliziert. Die wirkliche Länge des zu messenden Faden- teils erhalten wii- durch Kombination des vertikalen Elementes mit der horizontalen Projektion des Fadens aus einer Reihe derartiger Messungen, oder wenn die vertikale Abweichung nicht stark ist, aus Rekonstruktion nach dem Augenmaß. In einem verhältnismäßig einfachen Fall, der Rekonstruktion des Chromosoms IVi aus der Fig. 4 zeigt die Textfig. 1, welche Längen- differenzen zwischen projektivem und rekonstruiertem Bild existieren können. Zu den Längenmessungen der auf die Zeichnungsebene projizierten Fäden benutzt man gewöhnlich einen Radapparat (Hodometer), womit die Länge direkt feststellbar ist, wenn man damit über die Fäden hinweg- fährt. Es ist klar, daß ein solcher Apparat, dessen Bewegung auf Reibung begründet ist, die bei Feststellung der Länge auch sonst nicht zu umgehenden Fehlerquellen noch vermehrt. Um mindestens die Messung der rekonstruierten Fadenchromo- V 1 somen exakt auszuführen, habe ich mich einer sehr ein- rig. 1. fachen Methode bedient. Ich habe die Zeichnung mit dickem Kanadabalsam überzogen, und dann einen Faden genau dem Verlauf der Schleifen folgend angeklebt. Diese Längenmessung mit Fäden hat vor der mit dem Radapparat ausgeführten den großen Vorteil, daß man den Faden über den steilsten Windungen genau hinwegführen kann, wo der Radapparat mit sehr großen Fehlern arbeitet. Die Länge des abgezogenen Fadens gibt die Schleifenlänge genau an. Es fragt sich, ob es lohnend war diese Längenmessungen so umsichtig auszuführen. Haben diese Angaben überhaupt einen Wert? Entsprechen die Zahlen der Wahrheit? Und wenn ich in zwei Kernen zufällig wahr- heitsgetreue Angaben erhalten habe, sind diese zu verallgemeinern, sind die Längengestaltungen in mathematische Regeln zu zwingen? So viel ist allerdings sicher, daß die Resultate meiner Messungen nicht ganz der Wahrheit entsprechen, man kann bei derartigen Verfahren nur bestrebt sein, ihr nahe zu kommen. Schon die Konservierung kann vielleicht die Längenverhältnisse etwas verwischen. Man kann Fehler begehen auch bei der Feststellung der Mikronwerte mit der Feineinstellungs- schraube. Man kann endhch die Rekonstruktion der Krümmungen nicht ganz genau ausführen. Immerhin ist es interessant, die Maße näher zu betrachten und Vergleiche mit den Chromosomen der Oogonien und der somatischen Zellen (Fig. 6) zu machen. Wir sehen vor allem, daß inner- lialb der Fehlerquellen unter den 14 Fadenchromosomen 7 ungefähr gleichlange Paare aufzufinden sind, deren Zusammenstellung nicht als Woitorp Studien über die Oogenese des Dendrocoeluni lacteuni. 11. 121 l gezwungon betrachtet werden kann, weil wir sehen, daß die Längenunter- schiede zwischen den nächststehenden Paaren viel größer sind, als unter je zwei zusammengehörigen Chromosomen. Viel Wert will ich nicht darauf legen, daß in den Fig. 22 und 2.') in vier Fällen bei homologen Chromosomen gleiche Maße herauskamen. Diese Zahlen können ebenso fehlerhaft sein, wie der große Unterschied der P'äden VIP und VII' in der Fig. 23 a. Interessanter sind die Verhältnisse zwischen den längsten und kürzesten Paaren. In der Äquatorialplatte des Oogoniums Fig. 4 ergibt sich dafür ein Quotient 1,86, bei der somatischen Fig. 6 1,81, bei dem einen leptotänen Bukett 1,78 (Fig. 22 u), bei dein andren 1,94 (Fig. 23a) Wir können daraus schUeßen, daß die Längenverhältnisse zwischen den extremen Paaren verschiedener Stadien und verschiedener Zellen un- gefähr gleich sind. Außerdem aber sehen wii-, daß die leptotänen Faden- chromosomen ungefähr 4— 4.5 mal länger sind, als die Chromosomen der letzten ovogonialen Äquatorialplatte. Wenn diese Resultate auch ein Interesse haben mögen, so sind sit- doch unzureichend, um aus ihnen allgemeine Schlüsse ziehen zu können. Sie beziehen sich vor allem nur auf zwei Zellen und lietroffen die Schleifen in einem Zustand, wo Veränderungen in der Länge durch Verkürzung- oder Verlängerung (man kann darüber, wie ich oben bemerkte, nichts sicher behaupten) mögUch sind. Es ist wohl wahrscheinlich, daß sich die homologen Fadenchromosomen im gleichen Grade der Längen Ver- änderung befinden, und darum in jedem Kern die Paare zu finden sind. Die gegenseitige Abstufung der Paare kann aber Schwankungen unter- worfen sein und darum findet man nicht streng proportionale Längen- stufen. Ich glaube aber nicht, daß diese Schwankung der Abstuf ung^ so groß sein könnte, daß infolgedessen eine Veränderung der Keihenfidge entstände. Es ist endlich auch nicht zu verschweigen, daß wir das Sta- dium, worauf die Messung sich bezieht, nicht ganz genau angeben können. Und wenn das auch möglich wäre, sind immer noch die individuellen Unterschiede in der Zell- und Kerngröße zu berücksichtigen, wobei in gleichen Stadien größere Kerne mit längeren Schleifen ausgestattet sein können als kleinere. Alles zusammengefaßt können wir sagen, daß die durchschnittliche Länge der Schleifen höchstwahrscheinlich für jede Zelle und für jedes Stadium verschieden ist. Die Längenverhältnisse der Fadenchromosomen können allerdings Schwankungen unterworfen sein, aber nur in sehr engem Rahmen, so daß man von einem ungefähr bestimmten Längenverhältnis doch sprechen kann. Dies zeigen eben die oben mitgeteilten Zahlen über das Verhältnis der längsten und kürzesten Paare. Nichts spricht aber 122 J. Gelei, dagegen, daß die homologen Schleifen während der Veränderungen gleich lang bleiben. Wir werden diesen letzten Satz später durch besondere Angaben auch beweisen können. Das wh*d auch nötig, damit wir nicht beschuldigt werden können, die nach den Maßangaben in überwiegender Zahl nicht gleichlangen Chromosomen mit Rücksicht auf die Fehlerquellen willkürhch als gleichlange betrachtet zu haben. //. Die Lage der leptotänen Chromosomen. Eine der wichtig- •sten Fragen, die wir hier noch zu beantworten haben, bevor wir uns mit der Konjugation eingehend beschäftigen. Wir müssen hier auf die gegen- seitigen Lageverhältnisse der einzelnen später untereinander konjugieren- den, d. h. homologen Chromosomen, näher eingehen. Es wird nämlich cillgemein angenommen, und wir werden diese Annahme auch beweisen, daß untereinander nur die homologen d. h. gleichlangen Chromosomen konjugieren. Es ist auch öfters angegeben worden, daß eine Parallelität unter den Konjuganten schon am Anfange des Buketts auftritt, die darauf beruht, daß die homologen Schleifen schon früher nebeneinander lagen. Wir haben dagegen gesehen, daß bei Denärocoelum die homologen Chromo- somen in der Äquatorialplatte der Oogonienteilungen meistens neben- einander liegen, und auch die zufällig parallel gelagerten ihre Lage bis zum Schleifenbukettstadium nicht bewahren, weil sie einerseits in den jungen Oocytenkernen vor ihrer Auflösung gewissermaßen zerstreut und anderseits im Knäuelstadiuni durch die Verlängerung noch mehr durch- «inander geworfen werden. Schon daraus müssen wir schließen, daß es nur ein Zufall ist, wenn in dem Bukettstadium zwei homologe Faden- chromosomen nebeneinander geraten, und der seltenste Zufall, wenn alle Schleifen paarweise parallel gelagert sind. Infolgedessen sind Kernbilder, in denen die Fadenchromosomen eine gleiche Stellung einnehmen würden, niemals zu finden, so unendüch ist die Variation in der gegenseitigen Lage. In unsren zwei gezeichneten Fig. 22 und 23 ist höchstens das 1. Chromosomenpaar ähnhch gelagert (vgl. Fig. 22 c und 23 h). Die an- dren homologen Fadenchromosomen sind voneinander entfernt und durch andre Fäden getrennt. Dies steht auch dann fest, wenn wir annehmen, daß unsre Längen- messungen so fehlerhaft sind, daß man mit ihrer Hilfe eigentlich nicht einmal unter vier Schleifen entscheiden könnte, welche zusammengehören. Suchen wir in den farbigen Fig. 24 und 26, Taf . VIII, beispielsweise die vier kürzesten, grau und blau bezeichneten Fadenchromosomen heraus, so sehen wir, daß keine von diesen neben einem andern steht. Mit Rück- sicht auf die günstige Lage dieser Schleifen halte ich es flu- vollständig ausgeschlossen, daß ich bei den Messungen so große Fehler begehen konnte, Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoelmn lacteuni. II. 123 daß sich unter den vier Chromosomen nicht mindestens zwei homologe Ix'fänden. Somit steht also außer Zweifel, daß die homologen Chronif»- somen vor der Konjugation nicht vom Anfang an nebeneinander stehen. Diese zwei farbigen Figuren sind eben darum verfertigt worden, weil die detaillierten Fig. 22 c und 23 h eigenthch sehr viele Paare als nelieneinanderliegende aufweisen. So sind in der ersten Figur die VI und VJl, in der Fig. 23 l die I, II und IV. Das bringt aber, wie das nach dem Aufsuchen der betreffenden Fadenchromosomen in dem Totalbild .sofort zu sehen ist, nur die Projektion mit sich. Fig. 26 ist, was den Verlauf der Faden anlangt, etwas schematisiert, und außerdem sind die Konturen glatt gezeichnet und die Enden der Schleifen etwas locker ge- stellt, um auch die gedeckten Schenkel zur Ansicht zu bringen. Die Folge davon war allerdings, daß einzelne Fäden (z. B. IIP) länger gezeichnet werden mußten, damit ihr Lageverhältnis zu den andern Schleifen ge- wahrt bleiben koimte. — Fig. 24 ist ein unverändertes genaues Bild der Lngerungsverhältnisse bei Fig. 22. Ich habe hier nur die Struktur der Fäden weggelassen und sie überall gleich dick gezeichnet, was den normalen Verhältnissen nur insofern nicht immer entspricht, indem die Fäden an ihrer Umbiegungsstelle oft etwas rauher und dicker sind als gegen die Endpartien hin. In beiden Figuren, und ebenso in der zu Fig. 24 gehörenden Fig. 25, Taf. VIII, die eine ideale Ansicht der Schleifen von der Gegenpolseite her darstellt, sind die homologen Chromosomen mit gleicher Farbe bezeichnet. Der Farbenschlüssel ist flu' alle drei Figuren gültig; die gleiche Farbe bedeutet in allen drei Figuren gleich abgestufte Chromosomen, also die- selben Paare. An den farbigen Figuren lassen sich jene Umschüngungen und Haken der einzehien Schleifen, die wir bei dem Knäuelstadium und Orientierung der Fäden schon besprochen haben, klar nachweisen. So umwindet in der Fig. 23 a das Fadenchromosom VIP (in der Fig. 26 braun) den Faden III (blau) einmal. Für eine charakteristische Verschränkung zweier un- gleich langer Chromosomen sei übrigens auch auf Fig. 27, Taf. VIII verwiesen. Diese Verhältnisse werden uns eingehender noch bei der Konjugation beschäftigen. Bevor wii* darauf eingehen, fassen wir kurz die Ergebnisse unsrer Studien an den leptotänen Bukettschleifen zusammen. 1. Die Chromosomenzahl ist diploid. Wir fanden 14 Schleifen. 2. Diese haben ikre beiden Enden an dem Orientierungspol, ihre Scheitelpartie womöglich an der Gegenpolseite. 3. Die Chromosomen sind ungleich lang. 4. Homo- loge, paarweise ungefähr gleichlange Chromosomen sind schon hier fest- 124 J. Gelei, stellbar. 5. Die homologen Fadeiichromosomen liegen nicht nebenein- ander.. 6. Die Schleifenbukettsteilung mancher Fadenchromosomen ist dadurch gestört, daß ihre Schenkel andre Chromosomen umwinden oder von andern umwunden werden. Von all diesen Feststellungen sind nur die zwei ersteren unerläßüch im Interesse des weitern Ablaufs unsrer Ai'beit. Die weiteren sind auch wichtig, die Beweise für sie aber entbehrlich, weil wir in dieser Hinsicht in dem nächsten Abschnitt unerschütterhche Argumente bringen werden. Kap. II. Syndesis^): Die Chromosomen während ihrer Konjugation. A. Eusyndesis^). a. Der Ablauf der Längskonjugation. Wir sind langsam an unsre Hauptaufgabe herangekommen, indem wh- alle Veränderungen gründhch betrachtet haben, welche die Chromo- somen durchlaufen. Wir haben zuletzt die Fadenchromosomen in einer geordneten Orientierung, aber unter der schwierigen Lage hinterlassen, wo sie zur Konjugation vielleicht bereit, die Paare voneinander aber getrennt, und manche Schleifen sogar durch Verschränkungen mit fremden Fäden festgelegt sind. Äußere Kräfte haben die Schleifenenden auf einem möglichst engen Felde zusammengebracht, sie haben die Schenkel von diesem Felde aus möglichst gerade ausgestreckt, offenbar, um eine Möglich- keit zu leichterem Aneinandertreffen zu schaffen. Die Paare müssen sich weiter selbst auffinden. Was befähigt sie aber dazu? aa. Konjugationstrieb der Chromosomen. Wir haben schon bemerkt, daß homologe Fadenchromosomen in der Bukettfigur zufällig nebeneinander aufgestellt werden können. Sie könnten also die Kon- jugation ausführen, wenn darin nur die Entfernung ein Hindernis bildet. Weil ich aber an dem Anfange des Schleifenbuketts nie eine Konjugation der Fäden beobachtet habe, müssen wü* annehmen, daß während des Bukettzustands in den Fäden auch neue Kräfte erweckt werden, die sie zum gegenseitigen Aufsuchen befähigen." Wü- nennen dies im allgemeinen Konjugationstrieb, eine Erscheinung, die in der Organismenwelt, wie auch hier in den Chromosomen, meistens durch besondere Zustände aus- gelöst wird. ^) Schließt all jene Phasen der Oo- und Spermatocyten ein, wo die homologen Chro- mosomen in gepaartem Zustande erscheinen, also noch auch die erste Eeifeteilung, wenn eine Keduktion erst in der zweiten stattfindet. 3) Die Syndesis teilt sich in zwei Perioden: in die der Eusyndesis (gleich dem Ver- lauf der Paarung und dem Diplotänstadium) und in die der Chalasthosyndesis (gleich Diakinesis und Streptitänstadium). Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoelum lacteum. H. 125 ah. Die Vorteile des Bukettzustandes für das leichtere Zu- sTandekommen der Konjuf,^ation. Wenn wir eine, sagen wir. gut gelungene leptotäne Bukettfigur von der Gegenpolseite betrachten können, so wird uns ungefähr ein, der seheniatischen Fig. 25, Taf. VIII, die eine Ansicht eines idealen Buketts vorstellt, entsprechendes Bild entgegen- treten. Es zeigt uns, daß im Interesse der leichteren Konjugation außer- hall) der zwei, schon erwähnten Begünstigungen, der gegenseitigen Nähe der p]nden und der parallelen Lage der Schleifen, auch eine dritte auftritt, daß zwischen den gestreckten Fäden freie Zwischenräume entstehen. Die Zwischenräume gestatten eine Bewegung der Chromosomen in gün- stigen Fällen sozusagen in jeder Kichtung. Man könnte also das Knäuel- stadium mit einem Dickicht vergleichen, wo man mit schwerer Mühe durchkommen kann, das Schleifenhukettstadium mit einer kultivierten Anpflanzung, in der der Gärtner mit seiner Leiter in jeder Richtung beliebig herumgehen kann. Wenn wir z. B. in unscrm Bild irgendein Paar von gleicher Farbe auswählen, so sehen wir ohne weiteres, daß diese auf allen möglichen Wegen aneinander treffen können. Vor allem kann in der Bukettstellung jede Schleife nach der Peripherie austreten, und d(trt herumgehen. Haben die Schleifen eine freie Bewegungsfähigkeit? Auf diese Frage werde ich eine bejahende Antwort mit Belegen erst weiter unten geben. ac. Allgemeine Merkmale der Konjugation. Der Beginn der Konjugation äußert sich im Kern darin, daß zwischen den dünnen Fäden an der Polgegend auf einmal einige (ein bis di*ei) auffallend dicke Stücke erscheinen (Fig. 28 ff— 30 Taf. VIIT). die aus zwei zusammenge- hefteten Fäden bestehen, in geringer Entfernung vom Pol aber in zwei getrennte Schenkel zerfallen. Als Vorstadien sind dafür jedenfalls Zu- stände wie in Fig. 37 und 39, Taf. IX, zu betrachten, wo die Endpartien der Partner parallel dicht nebeneinander verlaufen und so streng gleich- gestellt sind, daß sie in gleicher Höhe endigen, und in beiden Fäden Körn- chen gegenüber Körnchen zu liegen kommen (Fig. 37, 39). Dann ver- kleben zuerst die Knotenpunkte, die die Körnchen enthalten und die weiteren Teile der Fäden stellen sich zueinander genähert, also mehr und minder parallel (Fig. 37, 39 h, Taf. IX 44 b, Taf. X). Die Fadenchromo- somen zeigen während der Konjugation gegenüber früheren Stadien in zwei Richtungen Veränderungen. Sie sind, wie das aus den Figuren er- sichthch ist, dünner, wahrscheinlich jedoch nicht länger, sondern nur kondensierter geworden. Zweitens treten jetzt die Chromiolen in der Färbung noch schärfer hervor. Während die Konjugation an den zuerst konjugierten Fäden weiter- 126 J. Gelei, greift, treten neue Paare an der Polgegend auf, so daß die Zahl der Doppel- fäden immer größer, die der leptotänen aber immer kleiner wird. Diesen Verlauf der Konjugation zeigen uns die Fig. 28—36 der Taf . VIII und IX und die dazu gehörigen Erläuterungsbilder klar. Die natürliche Keihenfolge der Konjugation ist hier in der Reihenfolge der Bilder festgelegt. In Fig. 28 a sind zwei Paare rechts und links in die Konjugation eingetreten. Beide Paare sind aber erst auf ein Drittel konjugiert. An dem linken Konjugantenpaar, das wie eine zweischwänzige Peitsche aussieht, kann man die beiden Partner leicht weiter verfolgen. In Fig. 28 l sind außer den konjugierenden Paaren auch die außerhalb der Konjugation stehen- den zehn Univalenten Fadenchromosomen einzeln abgebildet. Die Fig.29a weist ebenfalls zwei Konjugantenpaare und zehn freie Schleifen auf,. unter denen aber das eine Paar schon in seiner ganzen Länge zu einem bivalenten Chromosom geschlossen ist. Das andre Paar ist, wie die Fig. 29 l zeigte in der weiteren Konjugation vorderhand durch einen zwischengeratenen fremden Faden aufgehalten. Die Fig. 30 zeigt drei, auf kurze Strecken konjugierte Fäden und acht freie Fäden, ähnhch auch Fig. 31 a, wo jedoch ein Paar schon ganz geschlossen ist. In der Fig. 31 1 ist ein der Fig. 29 h entsprechender Zustand dargestellt. In den nächsten Fig. 32 a und 32 1> sehen wü- drei fertige Doppelfäden und vier in Konjugation begriffene Paare, ähnhch Fig. 50 a und h, Taf. X. Die Fig. 33 a zeigt uns vier Doppel- chi'omosomen und drei Paare im Begriffe des Aneinanderlegens. Diese letzteren sind in der Fig. 33 1) auch separat dargestellt. In der Fig. 34 beobachten wir drei ganz geschlossene Paare, das vierte obere beendigt eben den Vorgang, das fünfte ist noch an der Polgegend offen. Die zwei letzten Paare haben nur auf eine Viertellänge konjugiert; aber auch die freien Schenkel laufen schon ziemhch parallel ab. — Diese auch schon in den Windungen parallel gestellten Schenkelpaare sind für die Konjugations- l)ukettfiguren sehr bezeichnend. Sie sind auch bei einigen Forschern als einzige Beweisgründe für eine Längskonjugation herangezogen worden. Später werden wü* sehen, daß das mit Unrecht geschah. — Die Fig. 35 a zeigt uns fünf Doppelfäden, das sechste Paar ist nur in der Mitte nicht geschlossen. Das siebente Paar aber konnte noch gar nicht in Berührung kommen. Den Grund zeigt uns Fig-35&: die beiden Partner werden durch nicht weniger als drei zwischen ihnen durchtretende Doppelschleifen getrennt. In der Fig. 36 a und l tritt uns endhch nur das letzte Paar als Konjugant entgegen. Diese Tatsachen und die Klarheit der Präparate, die den Ablauf der Erscheinungen aufweisen, lassen, obgleich wir die feineren Details noch gar nicht besprochen haben, keinen Zweifel über die Längskonjugation. Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoelum lacteum. II. 127 Sie sind markante, sichere Beweise. Sie sagen folgendes: Unter den diploiden 14 Fadenchroniosomen treten nacheinander doppelt so dicke^ der Länge nach doppelt gebildete Elemente auf. Beim P>scheinen jedes neuen Doppelfadens wird die Zahl der dünnen Fäden um zwei vermindert. Die Doppelfäclen entstehen dadurch, daß zwei dünne Fadenchromosomeii zuerst an ihrer einen Endpartie auf kurze Strecke verkleiden und dann die Vereinigung sich allmählich über das ganze Fadenpaar ausdehnt. Somit besteht das Anfangsstadium der Chromosomenkonjugation darin, daß an der Polgegend einige gewöhnlich nur auf kurze Strecken verklebte Doppelfäden erscheinen, und das Ende, daß sieben dicke Doppelchromo- somen zu beobachten sind, unter denen einige gewöhnlich noch am einen Pol auf kurze Strecke nicht verklebt sind. Wir nehmen vorderhand an, daß die Konjugation unter sämtlichen: Paaren glatt ablaufen kann und schildern deswegen eingehend ad. wie ein Paar homologes Chromosom miteinander kon- jugiert und die feineren Details der Konjugation. Wenn die Fanden zweier Fadenchromosomen an dem Bukettpol einander getroffen haben, dann nähern sich die Fadenschenkel, soweit es möghch ist, und nehmen eine parallele Stellung ein. Dann treten sie wieder zuerst mit den. Enden in Berührung, und zwar sind die gegenseitigen Knotenj)unkte- oder — sagen wir — die seithchen Vorsprünge der Chromiolen, wenn man jeden ganzen Knotenpunkt als ein Chromiol auffaßt, jene Teile, die zuerst in Verbindung treten (Fig. 37, 39). Die zwei Fäden laufen also sich nur an den Knotenpunkten berührend nebeneinander. Die Konjuganten kann man in diesem Zustande mehr dann erkennen, wenn sie im Gesichtsfeld horizontal nebeneinander liegen. Wenn sie aber übereinander gelagert sind, haben sie nur die Dicke und Beschaffenheit eines Fadenchromosoms, und man kann in solchen Fällen nicht entscheiden, ob man Konjuganten oder zufällig nebeneinander laufende, aber nicht homologe Fadenchromo- somen vor sich hat. Das Gesagte tritt dann klar zutage, wenn sich die Konjuganten in ihrem Verlaufe etwas drehen ; sie sind dann an den Krüm- mungsstellen so dick wie der eine Faden (vgl. besonders Fig. 37, 40, Taf. IX,. und Fig. 61. Taf. XI). In den nächsten Stadien kommt, wieder von den Enden ausgehend, ein engeres Verhältnis unter dem konjugierten Teile zustande. Die Kon- juganten werden auf der Berührungsseite zuerst flach, sie verbreitern sich. Die Breite der Berührungsfläche ist zuletzt gleich dem Durchmesser der Fäden. Dabei erscheint der in solcher Weise konjugierte Teil kaum bemerkhch dünner, als die weiteren nur locker zusammen getretenen Partien zusammen, obwohl, wie gesagt, die engere Berührung mit dem 128 J. Gelei, Abflachen der Fäden verbunden ist. Dies ist nur möglieh, wenn die inniger konjugierenden Schleifenteile sich verkürzen oder aber, wenn ihre Substanz einer Quellung und damit einer Vohimenzunahme unterliegt. Eine beträchtliche Verkürzung ist nicht nachzuweisen, wenn wir die leptotänen Bukettchromosomen der Fig. 22 c und 23 h mit den diplotänen Chromosomen der bei gleicher Vergrößerung gezeichneten Fig. 34, 35 a, besonders aber Fig. 63 vergleichen ; immerhin tritt sie auf. Die Doppelfäden büßen durch diese engere Konjugation von ihrem Doppelcharakter nichts ein ; eine scharfe Längslichtung in der Mitte bleibt erhalten, doch scheint sie zwischen den gegenseitigen Chromiolen durch An- deutungen von Brücken durchsetzt zu sein. — Auch die Chromiolen bleiben in diesen abgeplatteten Hälften nicht mehr rund und körnchenf örmig ; sie werden der Quere nach ausgezogen. Die Doppelchromosomen erschei- nen damit, wenn die Ebene der Konjugation parallel mit der des Gesichts- ieldes steht, als quersegmentiert (Fig. 31 h und 44 a unten), senkrecht darauf aber doppelt punktiert. Wenn solche eng konjugierte Teile sich drehen, sehen sie überall gleich dick aus (s. Fig. 33 a rechts oben, Fig. 44 a links). Der Querschnitt dieser Fäden ist nänüich ungefähr quadratisch. Die Konjugationsebene tritt an Querschnittsbildern noch schärfer zutage ;als an Seitenansichten. Diese engere Konjugation dehnt sich, fortschreitend, über größere "Teile der erst locker aneinandergelagerten Fäden aus. Wenn die Kon- jugation nicht glatt von statten gehen kann, holt die engere Paarung die lockere ein, so daß die anhaftenden Teile sich sogleich gegenseitig abplatten. Wir werden sehen, daß, wenn der weitere Ablauf der Kon- jugation irgendwie hinausgeschoben wird, auch das Kürzer- und Dicker- werden der noch nicht konjugierten freien Schenkel, das sonst erst nach der lockeren Konjugation erfolgt, dieser vorauseilen kann. Es ist inter- essant, in dieser Hinsicht die Fig. 37 mit den Fig. 31 b Taf. IX und 53, Taf. X, zu vergleichen. Wenn die Konjuganten rechtzeitig in ihrer ganzen Länge nebenein- ander liegen, oder erst die beiden Enden beider Fadenchromo'somen gegenseitig aufeinander treffen, kann die Konjugation an den Enden zuerst eintreten, und so gegen die Mitte fortschreiten. Solche Fälle sehen wir in den Fig. 32 a, 32 h, 34 a, 35, 40 (besonders klar) und an der Taf. X In den Fig. 49, 50 a, 50 h, 51 a und 51 b. Die Fig. 39 zeigt uns, wie diese Erscheinung eingeleitet wird; die Fig. 52, 54, 55 geben Beispiele, wo die Möglichkeit besteht, daß die freien Schenkel auch an ihren andern Enden In die Konjugation eintreten. In den überwiegenden Fällen schreitet aber die Konjugation doch von dem einen gegen das andre Ende weiter. Weitcrc Studien über die Oogenese des Dendrocoeluni lactcum. II. 129 ae. Seltene Zustäiulo hei der Konju<^ation eines Paares. Zwei interessante Aiisnahmetälle inöehte ieh noch besprechen. Sie sind in den Fig. 41 und 42 abgebildet. Diese zeigen sofort, worüber es sich handelt. Wü- sehen in der Fig. 41, daß die Fäden nicht kontinuierhch konjugieren, daß vielmehr getrennte Partien unabhängig voneinander in die Konjugation eingingen. In normalen Fällen wird das Zusammenkommen der entsprechenden Partien der zwei Fäden dadurch gesichert und sozusagen determiniert, daß die Konjugation von den Enden ausgehend weiterschreitet. In unsrer Fig. 41 kamen aber die entsprechenden Partien zufällig und von den Enden unabhängig zu richtiger Berührung. Die Konjugation konnte eintreten. Die nicht konjugierton mittleren und ebenso die endständigen Schleifenteile sind jeweilen gleichlang, was sich allerdings in der Figur nur ungefähr, im Mikroskop aber ohne weiteres feststellen läßt. Noch interessanter ist die Fig. 42, wo die. Konjugation überhaupt nur in der Mitte eingetreten, und so statt der gewöhnlichen Y- eine X-Figur ent- standen ist. Die Figur zeigt deutlich, daß entsprechende Fadenteile konjugiert ha])en; die gleiche Länge der entsprechenden freien Schenkel ist klar ersichtlich. In dem Kern der Fig. 41 waren noch mehrere konjugierende Paare, die Konjuganten der Fig. 42 aber bildeten das späteste Paar. Aus diesem Zustand schließe ich, daß es sicher zu den zeitweilig zurückgehaltenen Konjugationen gehört, die ich später eingehender besprechen werde. Es ist wahrscheinhch, daß auch die zwei Fadenchromosomen der Fig. 42 in einem entsprechenden Zustand waren, wie die zwei Fäden der Fig. 35 h noch sind, daß während des langen Hin- und Her})ewegens der Fäden zufälhg die mittleren homologen Teile in Berührung und darauf in Kon- jugation kamen. ö/. Die Struktur der Fadenchromosomen vor und nach der Konjugation. Die Zahl und Lage, der Chromiolen. Die ent- standenen Doppelchromosomen sind, wie ich schon erwähnte, infolge der entsprechenden Lagerung der Chromiolen quersegmentiert. Zuerst kann man manchmal in der gegenseitigen Lage der Chromiolen Verschiebungen wahrnehmen, was sofort verständlich wird, da wir es mit sich verkür- zenden Fäden zu tun haben. Wenn wh- aber die kleine Entfernung der Chromiolen betrachten, werden wir sofort einsehen, daß die Verschie- bungen nicht beträchtlich werden können, daß also der Prozeß sich an beiden Fäden in beinahe vollständig gleichem Tempo abspielen muß. Die Verschiebungen sind aber äußerst minimal und verschwinden bald überall, so daß Chromiol gegenüber Chromiol zu liegen kojnmt. In ge- Archiv f. Zellforschung. XVI. 9 1130 J- Geh'^, wissen Abständen treten unter den sonst, gleichen Körnchen IjeträchtUch große auf, auch diese stehen immer streng paarweise (Fig. 61, 62, Taf. IV). Nur in seltenen Fällen kommt es vor, daß ein größeres Chromiol keinen Partner hat; dann aber steht es mit zwei kleineren gegenüberhegenden durch bloße Brücken in Verbindung (Fig. 38, Taf. IX oben). Dies deutet daraufhin, daß das partnerlose große Chromiol durch Verschmelzung von zwei kleinen entstanden ist. Mir fehlte die Zeit, das Schicksal der einzelnen Chromiolen in früheren Stadien zu verfolgen. Es wäre nämlich interessant, durch Zählungen, wenn sie möglich sind, festzustellen, ob die Zahl der Chromiolen von vorn- herein gegel)en ist, oder ob sie erst vor der Konjugation endgültig geregelt wird. Aber auch ohne Ausführung der mühsamen Zählungen ermöghcht uns Fig. 40, Taf. IX, eine Beantwortung der gestellten Frage. In dieser Figur sehen wir nämlich, daß in den noch freien Teilen der Konjuganten die großen Chi-omiolen von den schon konjugierten Teilen gleichweit ent- fernt sind, so daß sie nach der Konjugation in ein Quersegment geraten werden. Ganz abgesehen davon weist auch schon die große Gesetzmäßig- keit in der biserialen Anordnung der Chromiolen in diplotänen Fäden darauf hin, daß die Chromiolen nicht bedeutungslose Gebilde, sondern charakteristisdie Elementarteile der konjugierenden Chi-omosomen sind. Sie sind an Zahl und Lage schon vor der Konjugation bestimmt. ag. Neurekonstruktion der Paarenkomponente bei der Konjugation. Die Besprechung der Chromosomenkonjugation wird eigenthch in der nächstfolgenden Studie III unter den allgemeinen Ge- sichtspunkten am Platze sein. Wie wir aber am Anfange dieses Kapitels im Interesse der richtigen Beurteilung des Schleifenbuketts gezwungen waren, hier zwischen die Beschreibung der Tatsachen ein wenig Theorie einzuschalten, so können wir es hier auch nicht umgehen, darauf hin- zuweisen, daß die Längskonjugation mit ihrer in der Pflanzen- wie in der Tierwelt gut bekannten Folg^, nämlich der Ermöghchung der Zahlen- reduktion der Chromosomen, nicht erschöpfend erklärt werden kann. Nach den oben besprochenen Details können wü- die Frage auf werfen: wenn in der Konjugation bloß die Zahlem-eduktion erreicht werden will, wozu dann die innige Längs verklebung der Konjuganten, w^ozu die Offen- l)arung einer bis dahin bei jeder Chromosomenausbildung versteckten kongruenten Struktur der Paarenkomponente, wozu die geregelte Gegen- überlagerung der Chromiolen in den Paaren? Für die Nachkommenschaft ist aber nicht nur die Erscheinung wichtig, daß sie ihren Chromosomenl^estand von zwei verschiedenen Individuen, sondern auch andre Begünstigungen der Vererbung, die alle W'fiti'rc Stadion üIxt ilio Ongoiiose des DcMidrococIimi lacti-iini. II. I.'U iliiicli die Cliroinosonicnkoiiiiioation ;nii siclicrstcn crlodifi^t wcrdoii können, ererbt. — liieraiif will ich iil)er einij^e gek'gentlie]i gemachte Beobaeh- tnngen bericliicu. Es sind die Kadeniiberkrenzungen. die uns die Fig. ;J7 und 38. Taf. IX, zeigen. Drehungen können im Ablaufe eines Paares oft auftreten. "Wenn al)er Drehungen erscheinen, so strecken sich diese auf ziemlich lange Teile der diplntänen Fäden aus. Wirkliche Fadeniiberkreuzungen aber treten auf einer kurzen Strecke, die zwischen zwei Chromiolen fällt, auf und l)edeuten eine so plötzliche Drehung- um 180 Grad, daß (Wr eine Faden genau an die Stelle des andren zu liegen kommt. Fig. 'M gibt dafür ein klares Bild. — Es ist die Folge dieser Veränderung der Lage leicht denk- bar. Die im Ablaufe des einen Partners übersprungenen Teile (Wi< andren rhromosoms werden in den Körper dieses eingeschaltet und umgekehrt: die zwei Chromosomen werden also durch gegenseitigen Austausch ihrer gegenüberliegenden Teile nenreknnstruiert. Als ein Beispiel der Aus- führung dieser Neurekonstruktion nmß ich den in der Fig. 38 abgebildeten Teil eines Doppelchroinosoms betrachten, wo sich im oberen Teile des Paares zwischen den Chromiolen nicht Querbrücken, sondern sich kreuzende schräge Verbindungen befinden. Ich habe derartige Verhältnisse einige- mal beobachtet. Es ist hier noch kurz zu bemerken — später werden wir uns mit der Sache eingehend beschäftigen — , daß die Längshchtung die an der Stelle der Konjugationsebene erhalten bleibt, auch in den- jenigen Paaren fortbesteht (vgl. Fig. 38). wo kreuzweise Verbindungen untei- den Chromiolen auftreten. Sie verschwindet in den diplotänen Fäden nie und wird später zur Spaltungsebene der Doppelchromosomen. Durch diese Längslichtung sind auch die im Austausch ihrer Chromiolen begriffenen Konjuganten so scharf in zwei Hälften getrennt, daß eine Kückdrehung ausgeschlossen erscheint, daß also der Chromiolenaustausch nicht mehr rückgängig gemacht werden kann. AVir worden in der nächsten Studie für das Dendrocoeluni beweisen, daß zur Bildung eines Paares je ein väterliches und ein mütterliches Chromosom zusamnu'ntritt. Der Umtausch der Chromosonuuiteile wird es also mit sich bringen, daß der Nachfolger in einem Chromosom nicht rein gi-oßmütterliche oder großväterliche Erbanteile bekommt, sondern daß z. B. in einem großmüHerlichen Chromosom Erbteile des Großvaters oder der großväterlichen Ahnem-eihe übermittelt werden. Die mitgeteilten Fälle waren ungesuchte und unerwartete Befunde, die ich gelegentlich des Zeichnens am Ende meiner Untersuchungen gemacht habe, wo die Augen des Beobachters schon einen hohen Grad der Übung haben, auch unter den feinsten Dingen Verschiedenheiten 9* 132 J. Gelei, wahrzunehmen. Es bleibt also ausgedehnteren Untersuchungen vor- behalten, nachzuweisen, wie weit diese Erscheinung verbreitet ist, wie weit die Chromosomenrekonstruktion eine Qnelle für die Variabiütät der Nachkommenschaft sein kann. ah. Die Bewegungen der Fadenchromosomen bei der Kon- jugation. Nachdem wir jetzt das wichtigste Phänomen der Konjugation, die Entstehungsweise der haploiden Zahl der Chromosomen und die durch die Längskonjugation hervorgerufenen morphologischen Veränderungen in den Komponenten kennen gelernt haben, können wir auf andre Dinge übergehen, die ich bisher nur beiläufig erwähnte, die aber für die Be- urteilung des Wesens der Chromosomen eine höchst wichtige Rolle spielen. Wir haben vor allem den kinetischen Teil der Konjugation nicht eingehend berücksichtigt. Wir haben nur einfach angenommen, daß die Paare sich finden. Wie dieses Sichauffinden aber geschieht, ob sich die Chromosomen dabei selbständig bewegen, damit haben wir uns noch gar nicht beschäf- tigt. Der richtige Weg, dies zu entscheiden, wäre die Beobachtung an lebendem Material. Aus Mangel an optischen Unterschieden zwischen den weichen Fadenchromosomen und ihrem Einbettungsmedium ist dies aber undurchführbar. Daher sind wk diesbezüghch auf Schlüsse, die wir aus Konstellationen der Fadenchromosomen vor, während und nach der Konjugation ziehen können, angewiesen. Wir haben bei der Betrachtung des leptotänen Schleifenbuketts jene Boebachtung, daß sämtüche Fadenenden am Orientierungspol eintreffen, als eine wichtige Feststellung bezeichnet. Eine der Folgen dieser Stellung der Fadenenden haben wk schon kennen gelernt. Wir beobachteten, daß die Konjugation immer an den Enden beginnt, da sich diese auf ein enges Feld vereinigt, leicht finden können. Weiter sind wir nach dieser Feststellung zu dem Schlüsse berechtigt, daß jeder Faden oder jedes Fadenende, das wir nach dem leptotänen Bukettstadium von dem Pol- feld entfernt auffinden, diese Entfernung nur durch Eigenbewegung er- reicht haben kann, denn wir haben das Schleifenbukett als eine passiv entstandene und unter fortwährender Wkkung äußerer Ivräfte aufrecht erhaltene Stellung erkannt. Wenn also einzelne Chromosomen oder Fadenendeti diesen gebundenen Zustand aufgeben und von dem Pol sich entfernen, können wir dafür nicht äußere Kräfte, denen sie wieder nur passiv Folge geleistet hätten, verantworthch machen. Gerade das Schleifen- bukett selbst lehrt uns nämUch, daß äußere Ki'äfte nur allgemeine Auf- gaben, die fik sämtliche Fadenchromosomen in gleicher Weise geltend sind, ausführen können. Die Hindernisse aber, die die homologen Chromo- Weitere Studien ül)or die Oogenese des Dendrocoelum lacteuni. H. 133 » Romen bei der Konjugation zu überwinden haben, sind für jeden Faden andre. Diese für jedes Chromosom variierenden und speziellen Schwierig- keiten, die in der verschiedenen Lage begründet sind, können nur durch innere spezielle Ivi'äfte überwunden werden. Das kann nicht anders als durch Selbstbewegungsfähigkeit der Fäden geschehen. Und nur eine den Fäden selbst innewohnende Kraft kann in speziellen Fällen die nötigen J^eistungcn so ausführen, daß die z. B. in den I^ukettzustand richtig situierten Fadenchromosomen sich nicht gegenseitig an einer typischen Konjugation verhindern. Aber nicht nur Überlegungen, sondern auch beobachtete Tatsachen — wie folgt — geben den klaren Beweis, daß die Fadenchromosomen sich selbständig bewegen können. In normalen Fällen, wo die Schleifen sich gegenseitig keine Hindernisse in den Weg stellen, läuft die ganze Konjugation in einem schön orientierten Bukettzustand ab. Dieser Fall tritt bei einer Fadenlagerung ein, die der meiner schematischen Fig. 25 entspricht, wo die einzelnen Chromo- somen beim Suchen des Partners ihre Enden von dem Orientierungspol nie abzuheben brauchen. Trotzdem treten auch in solchen Bukettfiguren, zu welchen gewissermaßen die Fig. 28a, 29a, 31a, Taf. VIII u. IX, gehören, Erscheinungen auf, die dem Beobachter eine Bewegung verraten, und zwar dadurch, daß man statt des ruhigen, von schönen bogenförmigen Fadenchromosomen gebildeten Schleifenbuketts ein gewissermaßen un- ruhiges, gestörtes Bild vor sich hat. Man sieht viele quer zur Orien- tierungsrichtung ziehende Fäden. Der Verlauf der Fäden in Fig. 28 b (untere Reihe) gibt dafür ein Beispiel. Man sieht z. B. auch in der Fig. 29 und 35, daß manche Fäden genau genommen ihre Bogenform aufgegeben, und einen an das Knäuelstadium mehr oder minder erinnernden Ablauf angenommen haben. Man bemerkt endlich auch oft, daß die mittleren Partien der Schleifen, die als Fjubiegungsstellen der Schenkel an der Crcgenpolseite liegen sollten, tief in die Mitte des Kernes herabgezogen worden sind. So ist in der Fig. 29 a in der Mitte des Kernes liei hoher [jage die Umbiegungsstelle eines Fadenchromosoms, und damit die ur- sprünglich bügeiförmige Schleife an beiden Schenkeln rechtwinklig al)- geknickt. Dies alles sind allgemeine Zeichen der Bewegung, von denen in den leptotänen Bukettfiguren anfangs nichts zu sehen war. Der Leser kann seilest weiter solche Fälle bei eingehenden Studien der Fig. 28, 29 und 31 herauslesen und mit den normalen Fällen der Fig. 22 a und 32 a in Vergleich setzen. Ich habe aber schon öfters erwähnt, daß in dem Knäuelstadium auch Verwicklungen unter den Fäden auftreten können und auch erwähnt. 134: J. Gelei, daß diese Hindernisse durch das Schleifenbukett keineswegs aus dem Wege geräumt werden. Wir haben in der Fig. 23 f/, Taf. VII, einen deut- lichen Fall gesehen, wo der Faden II ^ in eine Windung von VIP ein- gehängt war. Ein ineinander verhängtes Fadenpaar zeigte auch die Fig. 27, Taf. VIII. Es können derartige Hindernisse in einem Kern zu- fällig auch vermehrt auftreten, so daß die Konjugation einiger Paare nicht ohne weiteres ablaufen kann. Tun nun die Fäden etwas, was zur Lösung solcher Zustände führen kann? Es bleibt ihnen nichts andres übrig, als sich von dem orientierten Zustande zu lösen. Dies können sie an dem einen oder an ihren beiden Enden tun. Der erste Fall ist bei denjenigen Schleifenpaaren anzunehmen, wo 'die Fäden schon in ganzer Länge konjugiert sind, aber, wie es in den Fig. 34 und 35, Taf. IX, links zu sehen ist, nur mehr mit einem Ende an der Polgegend liegen, während das andre zur Gegenpolseite emporgestiegen ist. Bei solchen Paaren geht offenbar die Konjugation — wie gewöhn- lich — an einer Polseite oder in deren Nähe an und schreitet vorwärts, indem die noch freien Fadenteile allmählich aus dem Durcheinander andrer Fäden herausgezogen werden. Derartige noch in Konjugation be- griffene Paare zeigen uns Fig. 43 und 44, Taf. IX u. X. Der konjugierte Teil scheint dabei als festere Basis zu dienen, von der aus die Konjuganten ihre freien Schenkel von dem Knäuel herausziehen können. — Ich glaui)e. es treten bei diesem Vorgange drei Faktoren in Wirkung. Der eine ist die erwähnte Festigkeit der konjugierten Teile. Der zweite ist der Kon- jugationstrieb der Fadenchromosomen, der immer Aveitere und weitere Partien zusammenheftet, und dadurch die nicht konjugierten Teile von dem Knäuel herausschleppt, oder das Hindernis (Fig. 29 h, 31 b, Tai. IX u. X) verdrängt. Der dritte und wichtigste ist die Bewegungsfähigkeit der Fäden. Könnte nämlich der Konjugationstriel) allein die Fäden zusammenbringen und wären diese selbst dabei untätig, dann müßten wir Bilder bekommen, wo die Fäden zwischen dem konjugierten Teile und dem Knäuel gerade gespannt wären. Man findet aber solche Bilder nie. Die dünnen Faden- partien sind im Gegenteil wellig, gebogen (Fig. 44 a, was eben auf eine Eigenbewegung hindeutet. Betrachten wir die Fig. 43 und 44 mit Rücksicht auf das Gesagte etwas näher. Das in der Fig. 43 gezeichnete Paar stand im mila-osko- pischen Bilde vor der Aufgabe, seine freien Schenkel aus den mit ihm verflochtenen Fäden, die ich der Deutlichkeit halber hier weggelassen habe, frei zu machen. Bei Fig. 44 a dagegen lag der eine zum Pol herunter- laufende Schenkel frei unter der Kernmembran, der andre aber war vorher höchstwahrscheinHch in dem angedeuteten und fälschlich zugleich tief Weitore Stiidion über die Oogenese des J)ciidi(iC(icliini l.ictciiiii. 1 f. J .'jö 'b gozeichiu'ten licwirre tlcr Jeptotäiicii uiiil iliploläiicii Fäden cinj^fklciiiiiil und müßte sich daraus, um dem andren Schenkel nachgehen zu können, befreien. Ich iiahe (h>n Aullauf und die Form beider Schenkel in Fi«:^. 44 h der Deutlichkeit halber schematisiert, und glaube, es wird sich niemand dem Eindruck entzielien können, daß der obere Schenkel im Zustande starker Bewegung fixiert wurde, wobei offenbar sogar der beliächtliche Nudeohis luitgeschleppt wurde. Neben den bisher l)eschriebenen gibt es noch kompliziertere Fälle, wo eine fremde Schleife zwischen die schon größtenteils konjugierten Schleifeil eines Chromosomenpaares derart eiii- geflochten ist. daß dadurch die Konjugation vorderhand aufgehalten wurde, weil die Konjuganten direkt am weiteren Verkleben verhindert sind. Zwei solche Fälle zeigen uns die Fig. 29 ö und 31 i. Bilder von Kinzelchromosomenpaareii dei- Kerne 29 a und 31 a. Hier versagt der Konjugationstrieb als Kettungskraft, hier kann nur aktive Bewegung zu weiterer Konjugation führen. Die Fäden müssen selbst um das Hinder- nis herumgehen, wie es auch beide Figuren zeigen. Die klarsten beweisenden solchen Beispiele haben wir noch nicht besprochen. Diese sind die Fig. 45, 46 und 47 der Taf. X. In allen drei Fällen ist der weitere iVblauf der Konjugation provisoj-isch eingestellt, weil die konjugierenden Schenkel während des Zusammenschließens auf Hindernisse gestoßen sind. Die beweisende Kraft dieser Fälle besteht darin, daß die Hindernisse in kleinerem Maße aufgetreten sind als bei den Fig. 43 und 44 n (und bei der später zu besprechenden Fig. 30). In allen drei Figuren haben wir es mit einer Konjugation zu tun, wo das Zusannnen- schließen von dem einen Ende gegen das andre hinschritt. Die noch nicht ]\iinjugierten Schenkelstücke umschlingen schon konjugierte Doppelfäden. AVenn wir diese Fälle in ihren leptotänen Bukettzuständen uns vorstellen, dann müssen wir annehmen, daß die zwei homologen Chronu)somen der Fig. 45 jedes für sich zwei homologe umgeschlungen hat. daß in der Fig. 46 zwei Paare homologer Chromosomen zwischen die Schenkel zweier andrer gleichlanger Fäden geraten sind, und daß in der Fig. 47 nur der ehie Kom- |)(ment zwei homologe Fäden umschlossen hat. Die lehrreichsten Bilder aber lüeten Fig. ^h o und h; sie lassen durchaus vermuten, daß die freien Schenkel auch liier in eigener Bewegung begriffen sind, um die weitere Konjugation zu ermöglichen. Die freien Schenkel zeigen, wie Fig. 44, deutlich die Bewegungsform. Ich möchte noch auf die Fig. 36. Taf. IX. zurückweisen. Dort sind zwei Schleifenenden noch nicht konjugiert. Ihrem Zusammenschließen steht eigentlich kein Hindernis mehr im Wege. AVir diufen nach dem sehr gewundenen .Vblauf der freien Schenkel wohl annehmen, daß hier ein der 136 J. Gelei, Fig. 45 entsprechend gestalteter Fall eben erst gelöst worden ist, daß, sagen wir der in der Fig. 45 rechts liegende Faden dem andren nachge- laufen ist. ' Genau so, wie in den beschriebenen Fällen füi- das eine Ende der Paare, kann auch für beide Enden ein Hindernis der Konjugation ent- stehen. Diese können sich in seltenen Fällen so gestalten, daß die homo- logen Fadenenden überhaupt am Bukettpol nicht zusammenkommen können. Sie können nämlich zufällig in andre Schleifen so eingehängt sein, daß sie sich einfach nicht erreichen können. So sehen wir z. B. in der Fig. 35 a, Taf. IX, und noch deutlicher in der schematischen Fig. 35 &, wie die Fäden eines Paares durch vier Doppelfäden in so komplizierter Weise voneinander fern gehalten worden sind, daß sie überhaupt noch nicht zusammenkommen konnten, obgleich alle andren Paare die Kon- jugation bis auf ein in der Mitte noch offenes Stück beendigt hatten. Die Fäden scheinen in solchen Fällen einfach die Bukettstellung zu ver- lassen und suchen sich an einem andren Orte des Kernraumes auf. Ent- sprechend zeigen uns die Fig. 33, 34, 36, Taf. IX, jeweilen einen rechts oben gelegenen Doppelfaden, dessen homologe Schleifen sich im Inter- esse der Konjugation weit von dem Pol entfernt haben. Die Fig. 33 stellt uns auch außerdem ein recht verwickeltes Bild vor. Interessant ist weiterhin das in der Fig. 48, Taf. X, rechtsstehende, in der Mitte noch nicht geschlossene Paar. Dieses zeigt uns eine zur Orientierung des Buketts entgegengesetzte Lage, indem beide Enden auf eine Gegenpolseite gerichtet sind. Auch dieses hat sich wahrscheinlich aus den Ijenachbarten Fasern herausziehen und infolgedessen diese ver- kehrte Lage annehmen müssen. Über alle diese Beispiele geht endhch der nur einmal gefundene FaU hinaus, der in Fig. 49, Taf. X, abgebildet ist, wo nur einziges diplotänes Clu-omosom ganz in seiner Bukettstellung gebheben ist und zwei voll- ständig abgerückt sind, während die andren Paare nur mit ihrem einen Schenkel am Bukettpol gebheben sind. Das äußerst anormale Bild er- weckt einem den Gedanken, ob man hier nicht mit pathologischer Ver- änderung zu tun hat. Zusammenfassend lassen — glaube ich — alle diese besprochenen Ausnahmefälle, wo die Bukettstellung manchen Fadenchi'omosomen keine geiüigende Möglichkeit zur Konjugation bieten konnte, keinen Zweifel daran, daß die Fadenchromosomen eine freie Bewegungs- fähigkeit haben, daß sie sogar befähigt sind, auch Hindernisse zu überwinden, um die Konjugation ausführen zu können. Wir können also den Satz aufstellen, daß eben so wenig wie eine Konju- Weitere Studien üIxt die Üop;enese des Dendrocoelum lactoiini. II. ] .TT D tratioii unter zwei l^ebewosoii nlnic licwet^iino-, dieselbe jukIi unter zwei (jln-oniosonieii möglich ist. Mithin (Mithält also der Begriff der Konju- gation jenen der Bewegung in sich. Ich betone, daß wir zu dieser l'berzeugung hauptsächlich durch be- sondere und selten wahrnehmbare Fälle der Konjugation geführt worden sind. Ich hebe dies darum hervor, damit nicht jemand aus der kurzen Betrachtung der normal am Bukettpol ablaufenden Konjugation, und der im Gegensatz dazu weitläufigen Beschreibung und reichen Illustration der exzeptionellen Fälle den Eindruck bekommt, daß die Konjugation sich in der Mehrzahl der Fälle nicht am Bukettpol abspielt, und so der Bukett- stellung nicht die ihr zugeschriebene Bedeutung zukäme. ai. Abnorme Zustände (?). Ich möchte ejidlich nicht unerwähnt lassen, daß ich in einigen Fällen eine so starke Verknäuelung der Kon- jugationsfigur, ähnhch dem Bilde Fig. 30, Taf. III, getroffen habe, die stark an die synaptischen Bilder andrer Tiere erinnerte. Aus den Bildern kann man nicht entscheiden, ob sie in den betreffenden Fällen auf einem gleichsam vollständigen Versagen des Bukettzustandes beruht, so daß beinahe keine F'äden in der Bukettstellung konjugieren konnten, oder ob sie als Vorzeichen pathologischer Verknäuelung anzusehen ist. — Man kann auch nicht entscheiden, ob man die vielen Fadenenden, die aus solchen Knäueln hervorragen, als solche Teile ansehen soll, die in den Knäuel noch nicht einbezogen worden sind oder als Enden solcher Faden- chromosomen, die sich von diesem Durcheinander der Fäden einen x\us- weg suchen. ■ Nur eines scheint mu" undenkbar, daß nämlich diese Bilder durch die technische Behandlung oder durch die Präparation entstanden sind, weil solche weder in den leptotänen noch in den diplotänen Bukett- figuren derselben Präparate aufzufinden waren und sich nur auf die Kon- jugationszeit beschränkten. aj. Besondere Folgen der Durcheinanderlagerung der Fa de n ch r m s m en. Obwohl wir nach dem oben erfahrenen den Chromosomenschleifen einen bisher nicht vermuteten Grad von Bewegungsfälligkeit zuschreiben müssen, kommen doch besondere F'älle vor. in denen konjugierende Schleifen ohne Rücksicht darauf, ob zwischen ihren beiden Schenkeln noch andre Fadenchromosomen liegen oder nicht, eine Konjugation aus- führen, die von beiden Enden gegen die Mitte fortschreitet, so daß auf diese Weise fremde Chromosomen vollständig eingeschlossen werden. Die Fig. 49, 50«, 51a und /;. und vielleicht auch die Fig. 47, Taf. X. zeigen uns derartige Beispiele, wo in einem geschlossenen Hing oder Spalt, der durch die noch nicht konjugierten inneren Schenkelteile 138 J. Gelci, eines konjugierten Paares gebildet wird, ein andrer Doppelfaden oder sogar mehrere (Fig. 51) eingefaßt worden sind. Besonders klar und über- zeugend ist Fig. 50. Von ihm ist denn auch der größte Teil der vorliegen- den Arbeit ausgegangen, weil er mich im hohen Maße angeregt hat, den Konjugationsprozeß eingehender zu studieren und zu untersuchen, was für Zustände und Kräfte zu den beschriebenen Ausnahmefällen führen und wie solche Fälle gelöst werden. In der Fig. 50 ist die Konjugation im Kerne unter den Fäden im vollen Gange. Aber nur drei Paare haben ihre Konjugation ganz be- endigt. Die andern Paare, bei denen die Konjugation sich nur zum Teil vollzogen hat, sind in der Fig. 50 i einzeln nochmals abgebildet. Ein viertes Paar endlich Ijildet, da die Konjugation an den Schleifenenden zu Stande kam, eine Öse, in der ein fremdes Paar eingefädelt liegt. Es hat mit dem eingeschlossenen DoppeKaden den Bukettpol verlassen, wie das unsern Erörterungen gemäß mit Konjuganten geschieht, denen die Bukettstellung nicht das Gewünschte bietet. Hier kann offenbar an dem freien Platze das eine Paar mit seinem Ringteil dem andern entlang marschieren, und darnach die Konjugation beendigen. Der Fall ist ein treffliches Beispiel dafür, daß ein Chromosomenpaar ein andres mitschlep- pend den Bukettpol verlassen kann, wenn die Konjugation in der typi- schen Lagerung verhindert ist. Ein ähnhcher Zustand ist auch in der Fig. 49 zu sehen. Nur entbehrt hier die Figur der Klarheit, weil sich mehrere diplotäne Fäden unterhalb des durchgefädelten Ringes befinden. Der Zustand wird offenbar auch hier in der Weise gelöst, wie bei der vorigen Figur. Das eine Fadenpaar ist schon gestreckt und das in der Konjugation aufgehaltene rückt schon etwas vom Bukettpol ab, offenbar, um dem andern entlang zu gleiten. Ein ebenfalls ähnhcher Zustand ist in Fig. 47 abgebildet. Doch konnte ich nicht recht entscheiden, ob auch das linke Ende des halb konjugierten Schleifenpaares schon in die Konjugation eingetreten ist, weil die zwei Schenkel nicht horizontal in der optischen Ebene, sondern schräg übereinander 'standen. Sie könnten erst auch eine parallele Lage ange- nommen haben. Zum Auftreten eines derartigen Falles ))esteht die Mög- lichkeit auch Ijei der Fig. 46. Viel komphziertere Verhältnisse haben wir in der Fig. 51 « und h vor uns. Hier sind durch die Öse des konjugierenden Paares nicht nui- zwei diplotäne Fäden eingehängt, sondern es ist auch der eine Schenkel des konjuganten Paares selbst miteingeschlossen. Als Ausgangspunkt für den abgebildeten Zustand dürfte eine in der Fig. 51 e angedeutete Stellung der Fadenchromosomen im leptotänen Bukett gedient haben. Weitere Studien iiijer die ()üc;enese des Dendrocdcimn lacKiiin. 11. [od e Es müßte, wie d'iv Fig. 51 e zeigt, der eine Sehenkel des einen die Öse hildejiden Konjiigantcn den andern von hinten in einem Halbbogen um- gangen haben. Das andre liomologe Fadenchromosom aber hätte eine normale Biikettsteliung. Die rechten Seheidcel der zwei eingeschlossenen Paare endlieh müssen zwischen den beiden homologen, sie einschließenden Chromosomen gelegen haben. Wenn sich diese sodann in der Richtung der Punktierung einander näherten, so blieben die vier Schenkel oder die daraus entstandenen zwei Paare eingeschlossen. Dieser seltsanu- Faiir daß ein Konjugant seinen eigenen mittleren Teil in eine von ihm selbst gebildete Öse einschließt, kann — wie aus deiii Gesagten hervorgeht — dadurch entstehen, daß andre konjuganten Paare den einen Konjuganten von der Vereinigung mit dem andern zurück hielten. Daß die Konjuganten sich im Falle der Fig. 51 in einer besonders schwierigen Lage befinden, zeigt uns schon der Umstand, daß die Kon- jugation unter den andern Fäden längst vorüber ist. Die konjugierten Fadenpaare sind viel dünner geworden als sie in der ersten Zeit der Kon- jugation gewöhnlich sind. Auffallend ist, daß auch an unserm an dei- Konjugation verhinderten Paare der hochliegende Schenkel viel dünner geworden ist als der tiefliegende. Das ist sicher durch eine Zugwirkung entstanden und ähnlich wii'd auch die Linksbiegnng auch des tiefliegenden Schenkels zu erklären sein. Trotz aller der Verwicklungen aber wird auch in diesem Falle die Konjugation noch zu Ende geführt werden können. Wir sehen, daß der tiefliegende Schenkel von dem Bukettpol abrückt und so aus dem Ring herausschlüpfen wird. Dann kann der Faden mit seinem Ringe den zwei Paaren entlang gehen und sich vollständig •schüeßen. Ich kann nicht umhin, auf die große Bedeutung dieser Figur schon hier hinzuweisen. Wir müssen vor allem die Tatsache hervorheben, daß •sowohl die konjugierenden Ckromosomen, als die andern sechs konjugierten Doppelchromosomen im Bukettzustande, also mit ihren beiden Enden am Bukettpolfeld stehen. Das I3ild ist also als Folge einer Konjugation ent- standen, und kein Nebengedanke ist diesbezüglich am Platze. Das Bikl beweist also von neuem 1. daß die Konjuganten nicht von vornherein nebeneiiumder stehen, 2. daß sie sich dann wegen des Sichauffindens müssen bewegen können. Außerdem zeigt der Befuiul den weiteren, l>is jetzt von uns nicht viel diskutierten Satz, daß, wenn nicht die zufälhir nel)eneinander steheiulen Chromosomen konjugieren, und wenn sie sich wegen der Vereinigung bewegen müssen, dann für jedes Chromosom sein eigner Partner bestimmt wird, daß also paarweise homologe Chromosomen existieren. uo J. Gelei, Nach diesen Erfahrungen kann daran kein Zweifel sein, daß in sehr seltenen Fällen auch ganz unlösbare Konjugationsstellungen durch In- einanderhängen entstehen können. Denken wir z. B. im Falle der Fig. 49 oder 50 wäre der eingeschlossene Doppelfaden nicht seinen beiden Kompo- nenten in den Ring geraten, sondern nur mit dem einen und hätte dann mit seinem Partner zuerst an beiden Enden konjugiert, dann bekämen wir zwei ineinander verhängte Ringe: eine zweigliedrige Kette, wie sie die neben- stehende Textfig. 2 zeigt. Hier kann eine Lösung durch eigene Bewegungen der Chromosomen nicht herljeigeführt werden. Die Konjugation für die betreffenden Partien müßte "entweder aus- bleiben, oder wenn sie um jeden Preis ge- schehen muß, ein Faden in dem Hin- und Her- ziehen reißen und die Ringe dadurch frei werden, wenn nicht erst die Reifeteilung die Lage löst. Einen entsprechenden Fall habe ich nicht gefunden, giaube aber, daß sein Auf- finden nur eine Zeit- und Geduldfrage ist. Bei ringförmigen Doppelchromosomen andrer Objekte hat man schon direkt vor der Reife- teilung derartige ineinander verhängte Ringe gefunden, die angeblich beim nachträghchen Schließen der vorher offenen und ineinander geschobenen Ringe entstanden sind. Meine oben mitgeteilten Beobachtungen haben eine gewisse Ähnlich- keit mit den interessanten Befunden Boveris (1909, S. 209—212, Fig. 45 bis 47, Taf . XI) an Ascaris megalocephala univ. Er hat bei diesem Wurm in fünf Fällen in der Äquatorialplatte ineinander verhängte Chromo- somenschleifen gefunden. Wie die Tochterchromosomen in solchen Fällen verteilt werden, hat er nicht 1)eobachten können. Nachdem wir eine große BewTgungsfähigkeit der Chromosomen bei unsrem Objekte — zwar in andern Stadien — gefunden haben, könnte man annehmen, daß sich die Schleifen auch bei Ascaris durch Bewegung von diesem Zustande befreien können. Wenn sie al)er durch die Zugsfasern der Spindel so stark befestigt sind, daß eine seitliche Bewegung der Schleifen un- möglich ist, daß sie also ein unserer zweighedrigen Kette vergleich- l)ares System darstellen, dann könnte die Lage nur durch Reißen des einen Tochterchromosoms gelöst werden. Weitere Stiuliea üIxt die Oogenese des Dendrocoeliun lacteum. II. 14 b. Sind die untereinander konjugierenden Fadenchromoaomen gleich lang, d. h. homolog ? ha. Allgemeine Beweise. Wir haben bei der Erörterung des leptotänen Sc'lileil'enbukett.s schon l'estgestellt, daß unter den Fadeiichrümosomen zwei Garnituren von jeweilen gleichen Längenstufen nachzuweisen sind, und daß die relativen Längen- verhältnisse dieser paarweise gleich abgestuften Chromosomen, speziell das Verhältnis zwischen den längsten und kürzesten Paaren ungefähr denen der ovogonialen und der somatischen Chromosomen entspricht. Hier bleibt uns nun übrig nachzuweisen, daß diese gleich langen Chromo- somen wirklich untereinander konjugieren und damit dem, der meinen oben mitgeteilten Längenangaben keine Beweiskraft zuschreiben will, überhaupt zu zeigen, daß es paarweise gleich lange Chromosomen auch unter den Konjuganten gibt. Ich hal)e die Erörterung dieser Frage, die ich schon früher hätte machen können, darum hieher verschoben, damit der Leser, nachdem er die komplizierten Zustände, die in der ßukettstellung beim Auftreten der Konjugation existieren, und die Beobachtungen über die starken Orts- bewegungen bei den Chromosomen kennen gelernt hat, selbst fragen muß, wozu diese auffallende Hin- und Herwanderung der Chromosomen dienen könnte, wenn nicht schon zum voraus bestimmte Chromosomen zusammen- treffen müssen, wenn es gleichgiltig wäre, welche Fäden zusammen- kommen. \Xiv müssen uns schon der Ortsveränderungen der Chromo- somen wegen auf einen skeptischen Standj)unkt gegenüber der Mög- lichkeit einer ungeregelten Konjugation stehen. Ganz abgesehen davon aber finden wir in der Betrachtung und Berücksichtigung der Längen- differenzen unter den Chromosomen eine sehr wichtige allgemeine Stütze dafür, daß zusammengehörige Chromosomenpaare existieren müssen, deren Komponente zur gegenseitigen Konjugation voraus bestimmt sein müssen. Wir brauchen nur darauf hinzuweisen, daß die längsten Fäden eben so dick "wie die kürzesten nur etwa halb so lang sind, und daß ihre Chromiolen in ganz gleicher Entfernung wie bei kurzen Schleifen voneinander stehen. Käme also eine Konjugation unter Chromosomen von größtem Längenunterschied zustande, so müßte das doppelt so lange — weil ein Doppelchromosom immer aus gleich langen Hälften besteht — sich auf die Länge des kürzeren abkürzen; dann bekämen wir aber einen l)oppelfaden, dessen eine Komponente doppelt so dick ist uiul mit doppelt so vielen Chromiolen versehen sein müßte, als die andre. r)a so etwas nie vorkommt, können wir U2 J. Gelei, schon aus diesem Grunde eine Konjugation ungleicher Chromosomen ausschließen. Wenn ungleich lange Chromosomen überhaupt konjugieren, müßten wii- dies unbedingt auch direkt beobachten können. Wir wissen, daß die konjugierenden Fäden zuerst nur an ihren Endpartien ziwammenkleben, während die übrigen Teile noch frei laufen. Ich habe aber nie eine Ungleichheit unter den freien Schenkeln der erst auf kurzo Strecken verklebten Paare gefunden. Und ich glaube, diese Fest- stellung ist der stärkste Beweis dafür, daß es paarweise gleich lange Chromo- somen gibt, die sich als homologe miteinander verbinden. Betrachten wir in dieser Hinsicht die recht demonstrativen Bilder der Fig. 28 a und h (hnlfs), 34 (links), 36 (das eine noch nicht konjugierte Paar), ferner Fig. 39, 40, 46 (Taf. VIII— X) und die speziell als Belege für diesen Abschnitt gezeichneten Fig. 52—55, Taf. X. Man sieht überall, und besonders klar dann, w^enn die freien Schenkelteile parallel oder außerdem auch in einer optischen Ebene verlaufen, daß die Komponenten auf das genaueste gleich lang sind. — Aus diesen Tatsachen kann man, glaube ich, darauf schließen, daß die Komponenten auch vorher gleich lang waren. Aus diesen Feststellungen fällt auch auf die Lage und Bewegungs- fähigkeit der Chromosomen vor der Konjugation neues Licht. Wenn w^ii' nämlich sehen, daß die freien Schenkel eines Konjugantenpaares aus entfernten Teilen des Kernraumes zusammenlaufen, wie das unter andern auch durch die Fig. 29 h, 31 h und 33 &, gezeigt wird, dann können wir mit Recht Ijehaupten, daß die homologen Chromosomen nicht neben- einander standen und l)loß durch die Bewegungsfähigkeit in die nötige Nähe gerieten. Ijb. Besondere Beweise durch die mehrpoligen Mitosen. Äußerst wichtige und interessante Beweise haben mir für die Homo- logie und Xichthomologie der Fadenchromosomen auch die mehi-poligen Mitosen, bzw. die daraus folgende unrichtige Verteilung der Chromosomen gegeben. Bei Dendrocoelum treten nämlich sehr oft in der letzten ovo- gonialen Mitose, die zur Bildung der Oocyten führt, Anomalien auf. Drei-, vier-, sogar fünfpolige Mitosen sind keine Seltenheiten. Ein vierpoliges Teilungsbild zeigt die Fig. 56, Taf. X. Die Chromo- somen werden l)ekanntlich immer nur in zwei Hälften geteilt, und so treten bei Dendrocoelum auch in einer mehrpoligen Mitose nur 28 Tochter- chromosomen auf, die unter drei bis fünf Pole verteilt werden. Nachdem in unsern Fällen die Teilungszentren nie gleichstark sind — was aus der verschiedenen Größe der Zentrosomen zu schließen ist — Averden die Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoeluni lacteum. 11. ] 43 Cliroinosdinoii aiicii nie gleichmäßig verteilt. Die? sehen wir aus Fig. 56, T;if. IV. die aus einem nach Zenker konservierten Sehnittpräparat stammt, in der Hauptebene der Figur liegen nur drei Zentrosomen. Kill viertes, viel kleineres liegt unter der rechten T()chteri)latte, von dem mit + bezeichneten Chromosom überdeckt. Die mehrpoligen Mitosen führen in unsern Fällen nie zu der der Zentrenzahl entsprechenden Zahl von Tochterzellen, sondern es findet meistens eine den zwei mächtigsten Zentren entsprechende Zweiteilung statt. Oft bleibt auch diese aus. Trotzdem aber werden immer so viel Kerne gebildet, als Zentren tätig waren. So findet nuin zwei-, dreikernige Zellen, auch wenn eine Teilung des Zellkörpers stattgefunden, oder vier- bis fünfkernige, wenn keine solche sich vollzogen hat. In meiner früheren Arbeit (1913) zeigte Fig. 1 1, Taf. IV. eine derartig entstandene vierkernige Zelle. Nach BovERis grundlegenden Untersuchungen aus dem Jahre 1888 führt der mitotische Apparat, wenn es mehr als zwei Zentren gibt, weder zu einer gkMchmäßigen Verteihuii;' noch zu einer Auswahl der Chi"omosomen, ■/.. B. in der Richtung, daß die homologen Chromosomen luii- zu einem bestimmten Pol hingezogen werden. Die Spindelfasern greifen blindhngs die nächststehenden Tochterchromosomen an und ziehen diese zu ihrem Pol heran. AVeil nun aber nach unsern Feststellungen die homologen Chromosomen in der Aquatorialplatte nicht nebeneinander stehen, können bei mehrpoligen Verteilungen sehr leicht die für uns äußerst wichtigen Fälle auftceten. daß die gleich langen Chromosomen in verschiedene Kerne geraten. Solche Fälle zeigen uns außer Fig. ö6 auch die weiteren Fig. 57 a und h und ö8. Taf. XI, verwirklicht. Für unsre Betrachtung werden diese Fälle dann besonders wichtig, wenn ein Zentrum nicht eine, sondern mindestens zwei partnerlose Chromosomen zu sich hergezogen hat. In der Fig. 57 a und 57 h sehen wii- in dem linken Kern die (beiden Figuren zeigen die Kerne der gleichen Zelle von oben und von unten gezeichnet i) neben den zwei dicken schon konjugierten Dop])elfäden zwei dünne, nicht konjugierte Fadenchroniosomen. Das auffallende und äußerst wichtige ist hier für uns, daß diese Fadenchromosomen sehr ungleich lang sind. Die zweite Tatsache ist, daß sie nicht konjugiert haben, die dritte, ') Ich muß erklären, warum diese Figur zweimal und zwar spiegelbildlich gezeichnet ist. Ich habe das Bild zuerst in einem Horaxkarmin-Mcthylenblaupräparat gefunden. Ich habe es daraus so genau, wie es die Fari)ung erlaubte, der Fig. 57 h entsprechend abgebildet, um mir das Bild auf alle Fälle zu sichern. Darauf habe ich das Präparat mit Eisenhämatoxylin umgefärbt und zwischen zwei Deckgläschen eingeschlossen, um das Bild auch von der Hinterseite zeichnen zu können. lU J. Gelei, daß einer Konjugation hier keine physikalischen Hindernisse im Wege stehen, und bei der kleinen Zahl der Chromosomen auch kaum gestanden haben können. Sie hätten also längst die Konjugation ausführen können, um so mehr, weil die andern zwei Paare diesen Akt schon längst hinter sich haben, was uns die Dicke der Fäden und die schon geteilten Zentriolen (es sind schon vier vorhanden) verraten. Es bleibt also nichts andres übrig, als in diesem Falle einen über jeden Zweifel erhabenen Beweis dafür zu sehen, daß wir in den zwei sehr ungleich langen Fadenchromosomen essentiell verschiedene, nicht homologe Chromosomen vor uns haben, die nicht miteinander konju- gieren können. Der auf der rechten Seite der Figur liegende Kern zeigt ähnliche Verhältnisse, nur mit dem Unterschiede, daß hier fünf konjugierte Paare zu treffen sind. Außer diesen liegen wahrscheinlich noch zwei Univalente Fäden am Bukettpol so verwickelt zwischen den andern — offenbar anf der Suche nach dem Partner — , daß ihr Verlauf und ihre Endigungen nicht recht feststellbar waren. Ohne Zweifel sind diese zwei Fäden die Partner der in dem linken Kern befindhchen zwei Fäden. In der Fig. 58, Taf. XI, sehen wir den weiteren merkwürdigen, aber nicht so wichtigen Fall, daß infolge der abnormen Mitose ein einzelnes Fadenchromosom partnerlos geblieben ist. Dafür aber liefert dieser Kern einen unumstößhchen Beweis dafiü\ daß in der mehrpoligen Mitose die zur gegenseitigen Konjugation bestimmten homologen Chromosomen wirklich getrennt werden können. Somit be- kräftigt und vervollständigt die Beweiskraft des linken Kernes in der Fig. 57 die oben ausgesprochene These. Und irgendein Bedenken, ob homologe Chromosomen nicht für einen bestimmten Pol abgestimmt sind, kann nicht bestehen. Wichtig sind die Verhältnisse in diesem Kern auch deswegen, daß, wenn jemand durch nicht voraussehbare Interpretation die Möghchkeit einer Faltung, d. h. einer nachherigen Längskonjugation vorher endweise verklebter Chromosomen bei Dendrocoelwn aufzuwerfen versuchen würde, dieser Fall deren Möglichkeit a priori ausschließt. Wenn wir an der Hand einer schematischen Textfigur erläutern wollen, wie jene Teilungsfigur sein mußte, aus der eine der Fig. 57 ent- sprechende Verteilung der Chromosomen resultierte, so existiert für uns kaum eine andre Kombinationsmöglichkeit als wie sie die Textfig. C zeigt. In dem Schema sind die sieben homologen Chromosomenpaare mit sieben Buchstaben (a—g) bezeichnet. Jedes Paar hat also für sich gleiche Buch- staben, die aber untereinander durch den Index (z. B. öi «2) unter- schieden wurden. Das linke Schema zeigt die Teilung in der Metakinese 145 Archiv f. Zellforscliung. XVI. 10 146 J. Gelei, mit zwei Tochterplatten; die sich hier gegenüberstehenden Buchstaben (wie «1, «1 oder ) bezeichnen also Schwesterchromosomen. Bei der ^ ei Durchführung der mehrpoligen Teilung gelangen zu den oberen zwei Zentren des Tetrasters (Fig. hnks) die Chi-omosomen in einem Bestand, wie er der Fig. 57 entspricht. Diese ist ^n der oberen Hemisphäre des rechten Bildes schematisiert und zwar mit entsprechender Lage der Kerne. Der Pol rechts und der ihm entsprechende Kern bekommt dabei fünf Paare und zwei Einzelfäden, zusammen also zwölf Chromosomen. Hier fehlen nur gerade die Partner der zwei Einzelchromosomen. Er muß also unter den 14 Tochterchromosomen sämtliche sieben Qualitäten enthalten, und zwar fünf paarweise, zwei aber nur in der Einzahl. Diese einzelnen Homologen sind im rechten Kerne durch Ca Man meint, daß genetische Beziehungen zwischen Xucieolen und Chromosomen auch darin bestehen, daß verschwundene Chromosomen aus Xucleolusmaterial neugehaut werden können. Wir müssen abwarten, ob eingehendere Untersuchungen die als verschwunden bezeichneten Chromosomen nicht doch wieder auffinden, oder ob, wenn ('hromosomen überhaupt »neu« gebaut werden können, dies nicht auch ohne .\iicI(m»|('m geschehen kann. Vorderhand können wir beziighcli der Nuck'ok'U nur so viel sagen, daß sie Akzidentia des Kernes sind, die bei jeder Kernrekonstruktion schon früh unter Mitwirkung der kaum verzweigten Chromosomen her- gestellt werden und in Berührung mit denselben auftreten. Zusammenfassung der Resultate. 1. In den Oogonien von Dendrocoelum tritt eine doppelte Chromo- somengarnitur auf, die aus paarweise verschieden abgestuften Chromo- somen besteht. Die längsten Paare sind ungefähr doppelt so lang wie die kürzesten. 2. Die Oocytenkerne werden von der diploiden Zahl (14) der Chromo- somen rekonstruiert, die vor der Kernbildung keine LängsHchtung, keine 1 )()ppelwertigkeit aufweisen. 3. In den Ruhekernen ist eine Verbindung zwischen den Chromatin- körnchen durch Chromatinfäden nachzuweisen. 4. Wenn die Oocyten ungefähr die Größe der Mutteroogonien er- reicht haben, tritt in den Kernen ein Spirem, bestehend aus diskreten Schleifen, auf. Diese erscheinen wahrscheinlich in der diploiden Zahl. Sie verlaufen regellos im Kernraum, weisen also keine Spur von der Rabl- schen Orientierung auf und sind mehrfach länger als die oogonialen Schlei- fen. Sie verraten auch jetzt noch keine Doppel Wertigkeit. ö. Aus diesem regellosem Spirem entwickelt sich das geordnete Schleifenbukett durch eine Orientierung der Chromosomen, und zwar gernäß Buchnefis Feststellung unter Mitwirkung des Zentrosomas. Der Prozeß der Orientierung konnte bei Dendrocoelum Schritt für Schritt verfolgt werden. 6. Ich habe festgestellt, daß in dein leptotänen Schleifenbukett die Schleifen in der Normalzahl auftreten. Sie zeigen in diesem Stadium eine regelmäßige, durch die Chromiolen hervorgerufene Körnelung. Die Längenmessungen ergaben, daß sie im Durchschnitt viermal so lang sind, wie die Oogonialchromosomen. Auch das Bestehen der doppelten Chronio- somengarnitur konnte festgestellt werden, ebenso die paarweise gleiche Länge der Chromosomen und die unveränderten relativen Längenverhält- 160 J. Gelei, iiisse zwischen den Paaren, wie sie in den Oogonien gefunden wurden. Wie die farbigen Zeichnungen der IL u, III. Tafel ilhistrieren, stehen die homo- logen Chromosomen im leptotänen Schleifenbukett nicht nebeneinander. 7. Durch die Bukettstellung wkd die Konjugation der Chromosomen in folgenden drei Punkten begünstigt: 1. Die konjugierenden Enden werden auf ein enges Feld zusammengezogen. 2. Die Schleifenschenkel werden mehr oder minder parallel gestellt. 3. Zwischen den gleichgerich- teten Fäden entstehen freie, für die Bewegung gangbare Wege, Das Schleifenbukett kann aber Umschlingungen usw. der Chromosomen, die vorher im Spirem zustande kommen, im Interesse der Konjugation nicht lösen; hier hilft den Chromosomen bloß ihi'e Bewegungsfähigkeit. 8. Die Konjugation der Chromosomen besteht 1. in dem gegenseitigen Sichaufsuchen der gleichlangcn Schleifen — demzufolge ein Konju- gationstrieb unter ihnen angenommen werden muß — , 2. in einem von den Enden ausgehenden Verkleben derselben der Länge nach, wobei Chromiol gegenüber Chromiol zu liegen kommt, 3. in einem gegenseitigen Abplatten und zugleich Verkürzen der zusammenhaftenden Paare und 4. in einer Neurekonstruktion der Chromosomen durch Austausch von Chromosomenstücken infolge einer Verdrehung oder Überkreuzung der Konjuganten. 9. Die Bewegungsfreiheit und -fähigkeit der Chi'omosomen und die dazu nötige Konsistenz ihrer Substanz konnte während der Konjugation verschiedentlich nachgewiesen werden. 10. Die konjugierenden Hälften schheßen manchmal andre Schleifen zwischen ihre Schenkel in einem geschlossenen Ringe ein, wodurch die Konjugation, d. h. eine innige Berührung der betreffenden Partien hinaus- geschoben wird. Daß es aber auch in solchen Fällen schließlich zu einer normalen Konjugation kommt, beweisen die diplotänen Bilder, wo nicht- zusammengeklebtc Chroniosomenteile nie gefunden worden sind. Die Chromosomen können sich aus ihrer schwierigen Lage durch ihre Be- wegungsfähigkeit befreien. 11. Weil die freien Schenkel der teilweise schon konjugierten Paare immer gleich lang sind und ferner, weil die Konjuganten immer aus einer gleichen Zahl von Chi-omiolen bestehen und außerdem gleich dick sind, ist als bewiesene Tatsache anzusehen, daß bloß die gleichlangen Chromo- somen untereinander konjugieren. Dadurch ist aber, auch für Dendro- coelum MoNTGOMERYs Annahme bewiesen, daß nämlich in jedem Paare immer je ein väterliches und ein mütterhches Chromosom zusammentritt. 12. Auch jene wichtige Annahme Suttons, daß nämhch die paar- weise gleichlangen Chromosomen homolog, d. h. qualitativ gleich, die Woitere Studien über die Oogenese des Dendrocoelum lacteum. II. IGl t'iiizeliu'ii l'aaiL' tla^a'gi'u qualitativ verschieden .sind, konnte bei Dendro- coelum als richtig nachgewiesen werden. Bei mehrpoligen Mitosen werden in Oogonicn die oogonialen Chromosomen entsprechend den BovERischen Befnnden an Seeigeln ungleichmäßig verteilt, wodurch die gleichlangen Chromosomen oft getrennt in zwei verschiedene Kerne gerieten und ungleich lange ohne ihre richtigen Partner in einejn Kern zusammen- kamen. Diese bheben Univalent und konjugierten untereinander nicht. 13. Es konnte aus der Konjugation nachgewiesen werden, daß die Chromosomen gemäß Rouxs Überlegungen der Länge nach aus essentiell verschiedenen Partikelchen aus verschiedenen Erbanlagen aufgebaut sind. Dies beweisen bei Dendrocoelum folgende drei Tatsachen: 1. in den Uni- valenten leptotänen Fäden sind manche Chromiolen der Größe nach zu unterscheiden; 2. diese haben in den Fäden eine bestimmte Lage und kommen in der Konjugation in je zwei homologen Chromosomen immer einander gegenüber zu liegen. 3. Da diese morphologisch unterscheid- baren Doppelkörnchen asj'mmetrisch in den diplotänen Fäden liegen, i-t klai-. daß die Chromosomen der Länge nach heteropole Gebilde sind. 14. Aus diesen Komplexen von Tatsachen: aus der cßialitativen Übereinstimmung je zweier Chromosomen, aus der essentiellen Verschieden- heit der Paare, aus dem unveränderlich festgesetzten Aufbau der Chromo- somen folgt un))edingt ihre Individuahtät, womit wir uns eingehend in einer nächsten Studie beschäftigen werden. Auch ihre freie Bewegfunofs- fähigkeit während der Konjugation, und ebenso der an ihnen bemerkbare Konjugationstrieb spricht einleuchtend dafür, daß wir sie als hoch ent- wickelte Individuahtäten zu betrachten haben. 15. Während des diplotänen Schleifenbuketts oder des eusyndetischen Zustandes der Chromosomen bleibt die Konjugationsebene immei> be- stehen (die Chromosomenreduktion ist also eine scheinbare) und wird :?päter (bei der auf die Konjugation folgenden Teilung) zur Spaltungsebene der sich voneinander trennenden Elemente. Infolgedessen ist die erste Reifeteilung eine Reduktionsteilung. 16. Während der Eusyndese bildet sich in den Einzelclu-omosonuMi eine Längslichtung aus, die aber nie so scharf wie die Konjugationsebene hervortritt und nach einiger Zeit wieder verschwindet. Aus dem langen Andauern der Konjugationsphase ist zu schließen, daß unter den Chromo- somen auch andre ^Xj'ten von Veränderungen, wie Austausch von gegen- seitigen Teilstücken stattfindet. Sonst wii-d diese Phase nur von Dimen- sionsveränderungen der Paare charakterisiert. 17. TIand in Hand mit der Desorientierung des Schleifenbuketts tritt eine stellenweise unterbrochene Spaltung an den diplotänen Fäden Archiv f. Zellforschung. XVI. H . 162 J. Gelei, auf, wodurch die Schistonemen entstehen und an btelle der Eusyndese eine Chalasthosyndese (Diakinese) erscheint. 18. Die Nucleolen spielen in der Oogenese eine passive Kolle. Sie sondern sich in den jungen Oocytenkernen an den Chromosomenenden ab. Sie verschmelzen oft schon vor dem Schleifenbukett, meist aber während dieses Stadiums. Dieses Zusammenfließen kann nicht wie es v. Keihnitz meint als eine Pseudoreduktion bezeichnet werden. — Die Orientierung des Nucleols oder der Nucleolen — wenn es noch mehrere gibt — wird dadurch passiv herbeigeführt, daß stets irgendein Chromosomenende mit einem Nucleolus verklebt. Dieser wird bei der Orientierung der Chromo- somen mitgeschleppt. Der Nucleolus gerät bei der Reifeteilung in das Protoplasma. Literaturverzeichnis. Apathy, St., 1912. Neuere Beiträge zur Schnei detechnik. Zeitschr. f. wiss. Mikrosk. und f. mikr. Technik. Bd. XXIV. S. 449—515. Baltzer, f., 1909. Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinus microtuberculatus. Arch. f. Zellf. Bd. 2. S. 549—632. 25 Textfig. Tat XXXVII— XXXVIII. BoNNEViE, Kr., 1908. Chromosomenstudien I. Arch. f. Zellf. Bd. 1. S. 450 — 514. 2 Textfig. Taf. XI— XV. BovERi, Th., 1888. Zellenstudien IL Die Befruchtung und Teilung des Eies von Ascaris megalocephala. Jena. 198 S. 5 Taf. — 1907. Zellenstudien VI. Die Entwicklung dispermer Seeigeleier. Ein Beitrag zur Befruchtungslehre und zur Theorie des Kernes. Jena. 292 S. 73 Text- fig. 10 Taf. — 1909. Die Blastomerenkerne von Ascaris megalocephala und die Theorie der Chromosomenindividualität. Arch. f. Zellf. Bd. 3. S. 181—268. 7 Textfig. Taf. VII— XI. Buchner, P., 1909. Das akzessorische Chromosom in Spermatogenese und Ovogenese der Orthopteren, zugleich ein Beitrag zur Kenntnis der Reduktion. Arch. f. Zellf. Bd. 3. S. 335—440. 5 Textfig. Taf. XVI— XXI. Eisen, G., 1900. The spermatogenesis of Batrachoseps. Journ. of Morph. Vol. XVII. FicK, R., 1907. Vererbungsfragen, Reduktions- und Chromosomenhypothesen, Bastard- regeln. Anat. Hefte. IL Abt. Erg. d. Anat. u. Entwicklgsg. Bd. XVI. S. 1—140. Gelei, J., 1913a. Über die Ovogenese von Dendrocoelum lacteum. Arch. f. Zellf. Bd. XL S. 51— 150. Taf. IV— V. — 1913b. Bau, Teilung und Infektionsverhältnisse von Trypanoplasma dendrocoeli Fantham und Porter i). Arch. f. Protistenkunde. Bd. XXXII. S. 171—204 1 Textfig. Taf. VII. ^) Im Original Porter aus Versehen weggeblieben. Weitere Studien über die Oogenese de Dendrocoelum lacteiira. II. iGo Hacker, V., 1907. Die Chromosomen als angenommene Vererbungsträger. Erg. und Fortschr. d. Zool. Bd. I. 1909. S. 1—121. 43 Textfig. Heide.nhain, M., 1896. Über einen gcfensterten Objektträger aus Aluminium zur Beobachtung des Objektes von beiden Seiten her. Zeitsclix. f. wiss. Mikrosk. und mikr. Technik. Bd. XIII. S. 16&— 172. V. Kemnitz, G. A., 1903. Eibildung, Eireifung, Samenreifung und Befruchtung von Brachycoelium salamandrae (Hrachycoelium crassicole [Rud]j. Arch.f. Zellf. Bd. X. S. 470—506. Taf. XXXIX. MoNTGOMERY, Tu. H. jr., 1901. A study of the Chromosomes of the germ cels of Metazoa. Transact. of Americ. Phil. Soc. Vol. 20. N. S. Pt. 2. p. 154 bis 236. PI. 4— 8. Rabl, C, 1885. Über Zellteilung. Morphol. Jahrb. Bd. 10. S. 214—330. 5 Textfig. Taf. VII— XIII. RvppEPORT, T., 1915. Zur Spermatogenese der Süßwassertricladen. Arch. f. Zellf. Bd. XIV. 4 Textfig. Taf. I. Vejdovsky, f., 1907. Neue Untersuchungen über die Reifung und Befruchtung. Prag. 1905. Königl. Böhm. Ges. d. Wiss. in Prag. 103 S. 9 Taf. 5 Textfig. — 1912. Zum Problem der Vererbungsträger. Königl. Böhm. Ges. d. Wiss. Prag. 184 S. 16 Textfig. 12 Taf. V. WiNiwARTER et Sainmont, 1909. Nouvelles recherches sur l'ovogenese et I'organo- genese de l'ovaire des Mammiferes (chat) Chap. IV. Arch. de Biol. Tom. XXIV. Tafelerklärung. Ich war bei der Herstellung der Figuren sorgfältig darauf bedacht, die Präparate mit Hilfe des Zeichenapparates naturgetreu, wie bei photographischen Aufnahmen, wiederzugeben und damit die Präparate selbst gewissermaßen zu ersetzen. Wo die in dem Präparat gegebene Lage der Fadenchromosomen einen leichten Überblick der Figur nicht gestattete oder sogar unmöglich machte, habe ich die Hauptfigur durch danebenstehende Detailbilder oder schematische Figuren verständlich zu machen ver- sucht. — Die Figuren 10, 12, 13, 14, 15, 16 zeigen nur die Details einer optischen Ebane, sämtliche andre Figuren stellen uns Totalbilder der betreffenden Zelle oder eines ihrer Details dar. Mit wenigen Ausnahmen zeigen die Bilder völlig unver- sehrte Zellen aus Zupfpräparaten. Wo es sich um Schnitte handelt, ist dies be- sonders bemerkt. Wo in der weiteren Figurenerklärung kein Verfahren angegeben ist, habe ich (lie frischen Zupfpräparate in Osmiumdämpfen 10 — 30 Sekunden lang geräuchert, darauf in konz. Sublimatlösung 10 — 60 Minuten lang fixiert und sie nachher einer Giemsa- Färbung unterzogen. Die Zeichnungen sind meistens bei 2933facher Vergrößerung hergestellt. Ich habe hauptsächlich ein großes Zeiss- Mikroskop und Zeichenapparat und nur bei den drei letzten Figuren ein REicHERT-Mikroskop (Modell nach Apathy) und den Abbe- .\PATHYschen Zeichenapparat benützt. Der Kondensor wurde niemals abgeblendet und zwischen Kondensor und Objektträger ist immer Immersionsöl eingeschaltet worden. Die bei der Erklärung der einzelnen Figuren angegebenen Vergrößerungen habe ich unter folgenden Umständen erreicht: 11* 164 J. Gelei, Ver- größe- rung Objektivlinsen Kompens. Oculare Tubuslänge Zeichenentferniing von der Pupillarhöhe der Ocularlinse in mm 2933 X = ({.5 mm Immers. (ZeiB) 12 (Zeiß) [Vi2 bomog. Imm. (Zeiß) i N.A.1.30 18 (Zeiß) 1 eingeschoben 169 mm 325 231 2400 X = 1.0 mm Immers. (Zeiß) 8 (Zeiß) eingeschoben (Zeiß) 325 2200 X = 2 mm Immers. (Zeiß) 12 (Zeiß) eingeschoben (Zeiß) 325 Tafel VI. Fig. 1. Die Bildung der Chromosomen vor der letzten oogonialen Teilung. Flem- MiNGs starkes Gemisch mit 3 Tropfen Eisessig; Eisenhämatoxylinfärbung. — 2933 x. Fig. 2. Frühe Prophase der letzten oogonialen Teilung; Knäuelstadium mit kiu-zen, getreimten Schleifen. Vergleiche die Fig. 19, wo eine Oocyte in entsprechendem Sta- dium abgebildet ist. Flemmings starkes Gemisch mit 3 Tropfen Eisessig; Eisenhäma- toxylenfärbung. — 2933 x . Fig. 3. Kern- und Zeligröße eines Oogoniums im Stadium der Fig. 2. Schnitt- präparat. Behandlung und Vergr. (2933 x ) wie Fig. 2. Fig. 4. Eine Äquatorialplatte der letzten oogonialen Mitose. Die 14 Chromosomen sind in sieben gleich abgestufte Paare gesondert und diese mit gleichen römischen Ziffern bezeichnet. Schnittpräparat aus einem jungen Tier. 10^. Flemmings starkes Ge- misch mit 3 Tropfen Eisessig; GiEMSA-Färbung mit 1% Ammoniummolybdat — Vor- beizen. — 2933 X . Fig. 5. Wie Fig. 4, nur aus zwei Schnitten kombiniert. Nucleolus noch erhalten, wie In Fig. 4. Die Unterbrechung der Chromosomen ist dmch die Messerschneide verursacht. Eisenhämatoxylinfärbung. — 2933 x . Fig. 6. Äquatorialplatte in einer somatischen (»Stamm«-) Zelle. ZENKERsche Flüssigkeit bei 45° C; Eisenhämatoxylin. — 2933 x. Fig. 7, Telophase der letzten oogonialen Teilung, abgebildet ist nur die eine Tochter- platte. Osmiumdämpfe 15 Sekunden, dann konz. Sublimatlösung 1 Stunde. Vor der GiEMSA-Färbung wiu-de das Präparat in einer 1% Formalinlösung 1 Stunde gehärtet. — 2933 x . Fig. 8. Der erste Schritt zm- Rekonstruktion des Oocytenkernes. Bildung ,des Kernraums, Auflockerung und zugleich Fortsatzbildung bei den Chromosomen. Aus der gleichen Serie, wie Fig. 7. — 2933 x . Fig. 9. Junge Oocyten am Anfange der Kernrekonstruktion. Teilweise auf- gelockerte und teilweise verzweigte Chromosomen. Abschmelzen der Nucleolen an den Chromosomenenden. Aus dem gleichen Präparat wie Fig. 7. — 2933 x . Fig. 10. Chromosomen eines jungen Oocytenkernes in etwas weiter vorgerücktem Stadium als Fig. 9. Alle Chromosomen sind in eine optische Ebene gezeichnet. Serie der Fig. 7. — 2933 x . Fig. 11. Ein Chromosom in verzweigtem Zustande. Aus einem jungen Oocyten- kern, im Übergangsstadium zwischen den Fig. 10 und 11. Serie der Fig. 7. — 2933 x ^ Weitere Studien über dir Oogenese des Dendrocoelum lacteuni. J]. 1G5 Fig. 12. Die letzten Spuren der «Chromosomen« in den jungen Oocyten. Klarer Rhizopodenzustand der Chromosomen. Zeichnung in einen optischen Schnitt. Serie der Fig. 7. — 2933 x . Fig. 13. Der Höhepunkt des Kernruhestadiums in dem rekonstruierten Oozyten- kern. Chromosomen in Gerüstzustand. Optischer Schnitt (nicht äquatorial.). Aus dem gleichen Präparat wie Fig. 7. — 2933 x . Fig. 14^16. Nacheinanderfolgcnde Stadien der Neubildung des Fadenchromo- somen in den frühesten Prophasen der Oocyten. Als Resultat dieses Prozesses ist die Fig. 19 zu betrachten. Fig. 14 äquatorialer, Fig. 15 und 16 tangentiale, optische Schnitte durch den Kern. In der Fig. 15 und 16 sind Kern- und Zellkonturen angegeben. In der Fig. 15 bezeichnet der innere Kreis die Kernkontur in der Höhe des Bildes. Aus der Serie der Fig. 7. — 2933 x . Fig. 17. Chromatinanhäufungen, Schollen an den Knotenpunkten, wo bei der Chromosomem'ekonstruktion mehrere Zweige zusammenlaufen. Sie kommen in dem der Fig. 16 entsprechenden Stadium vor. Serie wie Fig. 7. — 2933 x . Fig. 18. Rhizopodenzustand eines Cliromosoms nach dem Kernruhestadium. Das Chromosom in einem der Fig. 11 entsprechenden Zustand. Detailbild aus dem Kern der Fig. 16. Von der mit + bezeichneten Stelle. — 2933 x . Tafel VII. Fig. 19. Knäuelstadium des jungen Oocytenkernes mit separaten Schleifen. Die 20 aufgefundenen Schleifenenden sind mit + bezeichnet. Aus demselben Präparat wie Fig. 7. — 2933 x . Fig. 20. Ein etwas weiter vorgerücktes Knäuelstadium als Fig. 19, wo 25 End- partien aufgefunden worden sind. Die Schleifenenden befinden sich überwiegend in der Polhälfte, im allgemeinen an der Kernmembran anhaftend. Nur die Endpartien der Schleifen sind gezeichnet, ausgenommen die ganz eingetragene Schleife 23 — 54, -t- bezeichnet die Schleifenenden. Präparat wie Fig. 7. — 2933 x . Fig. 21. Die ersten Spuren der Orientierung, die zur Bukettfigur führt. Flemmings starkes Gemisch; Eisenhämatoxylin. — 2933 x. Fig. 22 a. Leptotänes Bukett. Osmiuradämpfe 15 Sekunden. Formal-Osmiimi- gemisch (4*^o : l°o) 1 Stunde im Eisschrank. Vorbeizen mit 1% Ammoniummolyb- denatum. Toluidinfärbung 5 ^linuten (1 : 3000); differenziert in Alk. abs. — 2933 X . Fig. 22 h. Die gedeckten und tief liegenden Fadenchromosomen der Fig. 22 a noch- mals dargestellt. Der Verlauf und die gegenseitige Lage der Chromosomen entspricht der Wahrheit, nur ihre Struktur ist weggelassen. Fig. 22, c. Die paarweise gleichlangen Fadenchromosomen der Fig. 22« paarweise in Ufjrmaler gegenseitigen Lagerung. Die einzelnen Chromosomen sind im ganzen gleich gerichtet wie sie in der llauptfig. 22 a stehen; ausgenommen VHi VII2, ^^^ um 92 Grad nach links gedreht sind. Fig. 23 a. Leptotänes Bukett, etwas besser orientiert wie in der Fig. 22 «. Mito- ciiondrienfärbung nach Benda. Fixierung 24 Stunden. Differenzierung in einer 30% Eisessiglösung 20 Sekunden lang. — 2933 x. Fig. 23 h. Eine der Fig. 22 c entsprechend ausgeführte Zusammenstellung der Chromosomen der Fig. 23 a. Die Fadenpaare II und HI sind nach rechts verdreht. 166 J. Gelei, Tafel VIII. Fig. 24. Die leptotäne Bukettfigur 22 a in Farben, um zu zeigen, welche gegen- seitige Lage die gleichlangen, d. h. homologen Chromosomen vor der Konjugation ein- nehmen. Gleiche Farben bezeichnen gleichlange Chromosomen. Nur die Struktur der Fadenchromosomen ist weggelassen, sonst alles genau. Siehe Farbenschlüssel. Fig. 25. Schema für ein ideales Bukett von der Gegenpolseite gesehen. Die Farben bezeichnen die einzelnen Paare. Fig. 26. Schematische Ausführung der Bukettfig. 23 a. Die gleichlangen Cliromo- somen in gleicher Farbe. Die gegenseitige Lage der Fadenchromosomen ist beibehalten, um ihr Lage Verhältnis vor dem Bukett zu zeigen. Siehe Farbenschlüssel. Der Farbenschlüssel zeigt mit Hilfe der daneben stehenden römischen Ziffern, mit welcher Farbe die entsprechend numerierten homologen Chromosomen der Fig. 22 a und c, 23 a und l bezeichnet sind. Fig. 27. Zwei nicht homologe (ungleich lange) leptotäne ineinander gehängte Faden- chromosomen aus einem leptotänen Bukett. Behandlung des Präparats wie bei Fig. 22«. — 2933 X . Die Fig. 28 — 36 zeigen den Ablauf der Konjugation mit Berücksichtigung sämt- licher Fadenchromosomen eines Kernes, die übrigen Bilder von Fig. 37 ab Detailfiguren der Konjugationen einzelner Paare. Fig. 28 a. Ein syndetisches Bukett, wo die ersten zwei Paare im Begriffe sind zu konjugieren. Behandlung des Präparates wie bei Fig. 22 a. Im Zellkörper Cen- triol und schwach dargestellte Strahlung, große dunkle Chromidialgranula und blasse (von der Seite) elliptische bzw. (von der Kante) stäbchenförmige Mitochondrien. — 2933 X . Fig. 28 h. Hier sind die einzelnen Fadenchromosomen bzw. die zwei konj'uganten Paare der Fig. 28 a einzeln dargestellt. Der Verlauf der einzelnen Schleifen und ihre Gesamtorientierung entspricht der der Fig. 28 a. Nucleol 2 mal kontiert. Fig. 29 a. Ein syndetisches Bukett mit einem geschlossenen und mit einem zweiten (s. Fig. 29 h) im Begriffe der Konjugation stehenden Paare. Flemmings starkes Ge- misch. Vorbeizen mit einem 1% Ammoniummolybdänatura 5 Minuten, darauf Giemsa- Färbung 1 Stunde, Differenzierung in Alkohol absolutus. — 2933 x . Fig. 29 &. Das links stehende syndetische Paar der Totalfig. 29 a, das in der Kon- jugation vorderhand durch ein zwischen die freien Schenkel geratenes Fadenchromosom aufgehalten ist. Leider um 180° verdreht, wie es in 29a steht. Fig. 30. Eine syndetische Figur mit drei Konjuganten; zugleich eine synapsis- ähnliche Erscheinung. Flemmings starkes Gemisch, GiEMSA-Färbung 1 Stunde. — 2200 X. Tafel IX. Fig. 31 a. Ein syndetisches Bukett mit drei Konjugantenpaaren; ein Paar hat fertig konjugiert. Behandlung des Präparats wie bei der Fig. 22 a. Im Zellkörper Centriol und schwache -Strahlung, große Chromidialgranula, blasse elliptische bzw. stäbchenförmige Mitochondren. — 2933 x . Fig. 31&. Das vorn stehende mittlere konjugante Paar der Fig. 31a um 180° verdreht, zwischen dessen freie Schenkel ein drittes Fadenchromosom eingeschaltet ist. Der konjugierte Teil von der Seite gesehen und durch geringes Schematisieren an- schaulich gemacht. Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocot'lum lactouni. II. 167 Fig. 32 rt. Ein syndetisches Jiukett, wo, wie das die unten und links stehende Erkhirungst'igur 32a zeigt, drei Paare sclion geschlossen und vier andre auf dem Wege der Konjugation sind. Konz. Sublimat bei 45° C. GiEMSA-Färbung. — 2200 x. Fig. 32 b. Die in die Komponenten zerlegte Bukettfig. 32 a schematisch. Größe und Verlauf der Paare beibehalten. Doch nicht! die 2 unteren sind verdreht. Fig. 33«. Ein syndotisches Hukett mit vier konjugierten (eins ist nur in der Mitte offen) und drei konjugierenden Paaren; für diese letzteren siehe Erklärungsfig. 33 b. Behandlung des Präparats wie bei Fig. 7. — 2933 x . Fig. 33 b. Detailbild aus der Fig. 33 a, das uns gegenüber der Auffassung, daß die homologen Cliromosonuni vor der Konjugation nebeneinander und parallel miteinander stehen, zeigt, daß nicht einmal die freien Schenkel eines Konjuganten parallel verlaufen müssen. Schematisch, Größe und Lage der Konjuganten aber ist genau beibehalten. Fig. 34. Ein syndetisches Bukett mit 5 konjugierten, von denen eines — das oben liegende — gegen die Mitte noch etwas offen ist, außerdem 2 konjugante Paare, Paralleler Verlauf der freien Schenkel. Flemmings starkes Gemisch. GiEMSA-Färbung. Im Zellkörper kein Centriol, aber eine Strahlung bemerkbar, wie bei der Fig. 30. — 2933 x . Fig. 35 a. Die letzten Phasen der Konjugation in einem Kern. 5 Paare ganz geschlossen, das sechste nur in der Mitte offen; das siebente Paar konnte noch gar nicht die Konjugation eingehen, wie die nebenstehende Schemafig. 35 b klar macht. Mito- chondrienfärbung nach Bendas Vorschriften (s. Fig. 23 a). Im Zellkörper Centriol und Stralihing deutlich zu sehen; dunkle Körnchen Chromidialgranula, hellere ellipitische und stäbchenförmige Gebilde: Mitochondren. — 2933 x. Fig. 35 b. Schematische Darstellung, wie die zwei Univalenten Fäden der Fig. 35a, durch vier Paare in der rechtzeitigen Ausführung der Konjugation aufgehalten worden sind. Fig. 36 a. Das letzte konjugante Paar in einem syndetischen Bukett. Konz. Sublimat bei 45^ C. GiEMSA-Färbung. — 2200 x . Fig. 36 b. Die Lage des Konjuganten in der vorigen Figur, schematisch klar gelegt, Größe und Ablauf der Paare ist genau wiedergegeben. Fig. 37. Fadenüberkreuzung mit plötzlicher Drehung um 180° zwischen zwei Chromiolen. In eigentliche Konjugation sind nur die Enden eingegangen. Die zwei Schenkel nicht ganz abgebildet. Behandlung des Präparats wie bei der Fig. 7. — 2933 x . Fig. 38. Schräg sich kreuzende Brücken zwischen zu einander gehörenden Chro- miolen, die aus einer Überkreuzung der Fadenchromosomen, wie sie Fig. 37 zeigt, ab- zuleiten sind. Das konjugierte Paar ist nicht ganz abgebildet. Behandlung des Prä- parats wie bei der Fig. 7. — 2933 x . Fig. 39. Ein konjugantes Paar auf halbem Wege der Konjugation. Die freien Schenkel fangen an, sich am äußersten Ende zusammenzuschließen. Man beachte hier die gegeaseitige Lage der Chromiolen. Starke FLEMMiNGsche Flüssigkeit (3 Tropfen Eisessig); Eisenhämatoxylin. — 2933 x. Fig. 40. Von beiden Enden gegen die Mitte ablaufende Konjugation. Osmiumdämpfe 6 Sekunden, Osmiumsublimatum (1 : 5) 6 Sekunden. GiEMSA-Färbung 1 Stunde. — 2933 x . Fig. 41. Seltener Fall einer Konjugation, wo die mittlere Schleifenpartie nicht konjugiert hat. Behandlung des Präparats wie bei der Fig. 22 a. — 2933 x . Fig. 42. Ein nur einmal beobachteter Konjugationsfall, wo zuerst der mittlere Teil der Fadenchromosomen in die Konjugation einging. Der punktierte Teil über dem Nucleolus war nicht deurlich verfolgbar. Sublimateisessig (5 : 5), zuerst mit Borax- karmin, nach Entfernung dieser Farbe mit Eisenhämatoxylin diu-chgefärbt — 2933 x . 168 J. Gelei, Fig. 43. Ein konjugantes Paar, das seine freien Schenkel aus einem in der Figur nicht angedeuteten Durcheinander der Fäden der leichteren Konjugation wegen heraus- zieht. Bshandlung des Präparats wie bei der Fig. 22 ct. • — 2933 x . Tafel X. Fig. 44 a. Ein Schleifenpaar im Begriffe der Konjugation, wo der Schenkel des einen Konjuganten aus dem Gewirr der angedeuteten Fäden und Paare und zugleich von dem Bukettpol weggezogen wird, um in der Nähe der Kernoberfläche die Konju- gation mit dem dort liegenden freien Schenkel des andern Konjuganten ausführen zu können. Behandlung des Präparats wie bei der Fig. 7. — 2933 x , Fig. 44 &. Schematische Darstellung des Konjugantenpaares der Fig. 44«. Fig. 45a. Ein konjugantes Paar, dessen freie Schenkel, jeder für sich, ein schon konju- giertes Paar umschlungen halten. Konz. Sublimat bei 45° C. GiEMSA-Färbung. — 2200 x . Fig. 45 b. Die vorige Figur schematisch. Fig. 46. Die noch freien Schenkel eines konjuganten Paares schließen zwei diplo- täne Fäden ein. Konz. Sublimat bei 45° C. GiEMSA-Färbung. — 2200 x. Fig. 47. Ein Konjugant, dessen einer Schenkel einen Doppelfaden umschließt. Wahrscheinlich sind auch die andern (hier vorderen) Enden in die Konjugation ein- getreten. Flemmings starkes Gemisch (mit 3 Tropfen Eisessig); Eisenhämatoxylin- färbung (zuerst war das Präparat nach einer Ammoniummolybdänatumbeize mit GiEMSAs Lösung gefärbt). — 2933 x . Fig. 48. Ein syndetisches Bukettstadium, wo der Kern mehr als 14 Chromosomen bekommen hat. Rechts liegt ein konjugierendes Paar, dessen freie Enden nach der Gegenpolseite schauen. Konz. Sublimat bei 45° C. — 2200 x . Fig. 49. Eine durcheinander geworfene Bukettstellung nach der Konjugation. In der Mitte des Kernes ein Chromosomenpaar, durch deren mittlere, noch offene Partie andre Schleifenpaare durchgefädelt sind. Das Präparat behandelt wie bei der Fig. 22a — 2200 x . Fig. 59 a. Interessanter Fall einer Konjugation, wo die konjugierenden Schenkel eines Paares ein andres konjugiertes Paar eingeschlossen haben. Konz. Subhmat bei 45° C. GiEMSA-Färbung. — 2200 x. Fig. 50 &. Drei konjugierende Paare am Bukettpol der Fig. 50a bei gleicher Vergr. Fig. 51 a. Seltsamer Fall einer Konjugation, wo ein Konj'ugantenpaar von beiden Enden her gegen die Mitte konjugiert und dabei sein eigenes, schon konjugiertes End- stück und noch zwei andre diplotäne Chromosomen einschließt. Zugleich Verschmel- zung zweier Nucleolen. Konz. Sublimat bei 45° C. — 2200 x. Fig. 51 h. Klare schematische Darstellung der Verhältnisse der vorigen Figur. Fig. 51 c. Konstruierter Fall, wie die sechs Fadenchromosomen der Fig. 51 a im leptotänen Bukett vor der Konjugation stehen konnten, um nachher eine Stellung, wie sie in der Fig. 51 a vor uns steht, einzunehmen. Die umschließenden Chromosomen stehen zu äußerst, die in die Umschließung geratenden Schleifen sind die vier dazwischen stehenden Fäden. Die Punktierung zeigt die Bewegung der zwei äußeren Fäden gegen- einander. Die zwischen den punktierten Linien liegenden Stücke der einschließenden Chromosomen werden nicht konjugieren können. Fig. 52, 53, 54, 55 zeigen Konjuganten, deren freie Schenkel gleich lang sind. Fig. 52 und 55 nach einem Giemsa- Präparat, das mit Flemmings starkem Gemisch (3 Tropfen Eisessig) fixiert und vor dem Färben mit 1% Ammoniummolybdat gebeizt wurde. Das Präparat der Fig. 53 wurde wie folgt hergestellt. Osmiumdäinpfe 1 Minute, Osmium- sublimat (1 : 5) 1 Minute. Sublimatlösung bei 40° C. und darauf bei Zimmertemperatur Weitere Studien über die Oogenese des Dendrocoelum lacteuni. U. 169 1 Stunde; Giems.v- Färbung 1 Stunde. Fig. 54 nach einem Präparat mit starker Flem- MiNGscher Flüssigkeit (3 Tropfen Eisessig) und Eisenhämato.xylin. — 2933 x . Fig. 5G. Eine vierpulige Mitose, die zu ungleicher und unrichtiger Verteilung der Tochterchromosomen fülirt. Der vierte Pol liegt rechts an der Stelle des Kreuzes in der Tiefe, durch die Chromosomen gedeckt. Große viereckige Centrosomen. Verbin- dungsfasern zwischen den Schwesterchroraosomen. Schnittpräparat. ZENKERsche Flüssigkeit. Doppelte Einbettung nach Apathy. 12 /u. — 2933 x . Tafel XI. Fig. 57 a, 57 b. Eine Zelle mit zwei Kernen, die durch eine mehrpolige Mitose in der Weise entstanden sind, daß der Zellkörper sich nicht entsprechend der Zahl der Strahlungen teilte, sondern nur eine Zweiteilung erfuhr. Die unrichtige Verteilung der Chromosomen ist in dem linken Kern deutlich, wo ein kurzes und ein langes Chromo- som keine Partner haben. Ähnlich liegen die Dinge auch im rechten Kern. Die Ver- doppelung der Z3ntren im Zellkörper von zwei auf \ier zeigt, daß die Konjugationszeit vorüber ist. Sublimateisessig (5 : 5). Fig. 57 b nach Boraxkarminfärbung, Fig. 57 a nach Entfernung dieser Farbe und Umfärbung mit Eisenhämatoxylin von der hinteren Seite gezeichnet. Fig. 57 a: 2200 x , Fig. 57 b: 1580 x . (2 mm Immers, Komp.-Ok. 12, eingeschobene Tube, Zeichnung in der Höhe des Mikroskoptisches. )i) Fig. 58. Das merkwürdige Resultat einer mehrpoligen Mitose, wo in einen Kern durch unrichtige Verteilung der Tochterchromosomen fünf Chromosomen geraten sind, von denen eines ohne Partner geblieben ist. Aus demselben Präparat -wie Fig. 57 b. — 1580 x , wie Fig. 57 b. Fig. 59 a. Eine mechanisch in die Länge gedehnte leptotäne Bukettfigur, wo da- durch, daß kein Faden durch den Zug zerrissen worden ist, eklatant bewiesen ist, daß die Fadenchromosomen einen gewissen Grad der Konsistenz besitzen. Behandlung des Präparats wie bei der Fig. 7. — 2400 x . Fig. 59 b. Ein Faden aus der Fig. 59 a bei einer Vergrößerung von 2933 x , wegen des Vergleiches mit den Figuren 22 a und 23 a. Fig. 60. Nucleolenverschmelzung am Bukettpol in einem diplotänen Stadium. Konz. Sublimat heiß. Giemsa- Färbung. — 2933 x. Fig. 61. Ein heteropol gebautes kurzes Chromosomenpaar bald nach der Konju- gation. Osmiumdämpfe 6 Sekimden, Osniiumsublimat (1 : 5) 6 Sekunden. Giemsa- Färbung. — 2933 x . Fig. 62. Ein heteropol gebautes langes Chromosomenpaar in einem späten synde- tischen Zustande. Aus demselben Präparat wie Fig. 61. — 2933 x . Fig. 63, 64 und 63 zeigen diplotäne Bukettfiguren. Fig. 63 bald nach der Konju- gation, wo die Paare kurz, dick und mit runden Chromiolen versehen sind. Fig. 64 in spätem syndetischen Zustande mit langen, dünneren Paaren und mit verlängerten Chromiolen, an denen auch die Härchen der Chromosomen fehlen. Fig. 65 zeigt die .\uflösung des Buketts, das Undeutlichwerden der Chromiolen und den Beginn der Chalasthosyndese. Hier sind die Paare noch länger und müßten eigentlich noch etwas dünner sein wie in der Fig. 64, dies ist aber bei der Zeichnung nicht gut ausgefallen. Alle drei Figuren aus einem gleich wie bei Fig. 7 behandelten Präparat. — 2933 x . (REicHERT-Mikroskop.) 1) Ursprünglich war 57J in der Tafel der Fig. 57a spiegelbildlich gegenübergestellt! 170 Referate. Referate. Nachtsheim, Hans. Zytologische und experimentelle Untersuchungen über die Geschlechtsbestiinmung bei Dinophüus apatris Korseh. Ai-ch. f. mikr. Anat. Bd. XCIII. Abt. IL 1919. S. 18-137. Trotzdem fast jedes Vererbungslehrbuch auf Dinophüus, als Schulbeispiel einer progamen Geschlechtsbestimmung hinweist, \\Tißten wir bis heute nicht mehr, als daß das Dinophilusweibchen zweierlei Eier, kleine und große, erzeugt und aus den kleinen bei Befruchtung die Männchen, aus den großen die Weibchen entstehen. Der vorliegenden Arbeit gelingt es zwar nicht, die Frage der Geschlechtsbestimmung zu lösen, sie gibt aber ein solides Fundament für weitere Untersuclumgen. Das Weibchen von D. apatris legt die befruchteten Eier in einen Kokon ab. Bevor die jungen Weibchen denselben verlassen, werden sie von den rudimentären Männchen begattet. Inzucht ist also bei Dinophilus die Regel. Die Mäimchen, die bald nach der Begattung zugrunde gehen, erzeugen, so viel festgestellt werden kaim, nur eine Sorte von Spermatozoen mit zehn Chromosomen. Die Spermatozoen gelangen. bei der Be- gattung in die Leibeshöhle des Weibchens und bleiben hier in zwei Paketen vereinigt, bis die Keimzellen des Ovars die Synapsis hinter sich haben. Nach derselben wachsen die Ovozyten durch Verschmelzung. Eine geschlechtliche Differenzierung besteht aber am Ende der Verschmelzungsperiode noch nicht. Jetzt begiimt die Dotterbildung und damit setzt neues Wachstum ein, wobei aber ein Teil der Ovozyten klein bleibt, zu Mäimcheneiern wird, der andre Teil stark heranwächst und zu den Weibcheneiern wird. Beide Sorten von Eiern besitzen denselben Chromosomensatz, nämlich zehn Tetraden. »Eine morphologisch erkeimbare Ursache für die Differenzierung der Eier in weibliche und mäimliche in bestimmtem Verhältnis fehlt vollständig«. Erst jetzt erfolgt die Besamung und nach der Ablage die Reifung. Alle gereiften Eier haben zehn Chromosomen. Die diploide Chromosomenzahl beträgt somit 20. Die exiDerimentellen Ergebnisse der Arbeit sind folgende: es lassen sich bei Dino- philus Rassen unterscheiden, die sich konstant zeigen in bezug auf Geschlechtsverhältnis. Bei manchen Rassen sind Märmchen und Weibchen in der gleichen oder fast der gleichen Zahl vorhanden, bei andern überwiegen die Weibchen mehr oder minder. Dabei läßt sich das Geschlechtsverhältnis, wie Kälte- und Wärmeexperimente zeigten, nicht oder nur in geringem Maße durch äußere Faktoren modifizieren, entgegen den Angaben von Malsen, die aber einer kritischen Betrachtung nicht standhalten, da sie an Massen- kulturen gewonnen wurden. Wird ein Weibchen nicht begattet, so erzeugt es dermoch die zweierlei Eier. Par- thenogenetische Entwicklung fand in dem Material des Verf. nicht statt. J. Seiler, Schlederloh (Isartal). ArcTurfiir ZeUforschujit/ Bd.XVI. ra/el r. - \ .^^^^^ / ^^^^^^^ i^HI ^^^^^^^H ^^^r-^^^^^si^s^ Uff II -j-'-^T^»**^^^' " ==Ä^^T**^iSKs=ULili 1 1 1 1 .y.... 111 1 llli llll liSlM L — ^.Wlj'l'l 1 ii.inBWfS^''""»»™ ,. ^^Iltlllllllllllllllllllllllinir^ S;^.ji'£S£..^i^S»^^ H -- ^mnuuupUimipm TnVii 1 "^"^^-^ , ^ 'Hl 11 IM 1 II iiJ 1 II iTrA^^5;s^=^ J '' ^m^^^^^^^v; /. .^^^^^^^^^^1 ^J J^ = = HL ;/.— ^ . = =-=^=-^1^ i ' 1 mlw ^^H1 Iwin H m \m w ^^^^1 ^^^" 2. 7/ J. Scnimdt gez . Verkq vWühelm Engelmann v. Leip/.ij L:-iu4rjavj: AFanke.Leip^:q Arc/iri' f'7//- Zellfbr^-cfiUfK/ Hd XVI l'uMJI. M-- N u V/, J.Scmmit ijei Verlag vWühelm Engelmann m Leipzig LiÜuAnst vi' AI imke,Leipzig Archiv für Zellforschung. Bd. XVI 1 z Tafel III ^^ 13 f • 5 A 6 i 9 10 *• ^ 4/ ^ ^ jft ne^-i 15 It f^ 16 >.. :^ • • Phoi. Heiiselsdorlf-Seiiir Verlag von Wilhelm Kn yel mntui, Leipzij,' ApcMvfür ZeUforschzm^ £ci.XVI. ■\ I 'n4 • 1'. ^ L. \ . \ .••: ■ ■ , •■:::\ ..'...'./; ^. B i 77. i:- 7« Lut2 qe Verlag vWilhelia]|t J3. //. ^ HO. n. IS. 7^ )l 19. ^m 27. Tafel IV. • •• 16. i% 23. c - 22. inaiinini,eipng .ithAnst V E A F'jnke, Leipziq i 4 i ^m ■J6 ^"^ 'S 4f, ■ ; ; •■■C-~- •»3W**«--^-- ** iV. /'. ■•\ ^ '..'':' '^ S>^-j^ 33. ^'Q Archiv für Zrllf'orschunq. Bd.XM. ^ w 12 13 .i^S^, .♦.•*>—/ "-C ^ i^' ^ af^>: del. Tarn in, in. ^^ — K —nuci 8 11 !^ ■^ 18 15 % \ \ / V / ", w. /» >4 -^4 ■?5 >1 ^^4* JÄigiijj:. /6 /v Arc/iiy für ZcUtom-himq Bd. X\ 7. 23" \ 22^ jeUi deL TnfMI. ]i-clin- für Zdlfhrschiinq. Bd.WI. 24 25 II m N v\ Vll\ 27 30 29^ Gelti deL 7///; 17//. '6 -'/?" •P" «» Aiclin' für /rlUorschimq. W.XM äeui del TnllX. :i8 .4 « 37 39 * I 36" ri /. ^f. 36" W 4/ Archiv für ZelUbrschiing. Bd. AI 7. 44" 46 53 .56 45" 54 % ■55 45* J 50" M 50^ Gelei iel Taf.X. w 51^ •\ 4Ä 52 ■ t V Archiv für Zrllforschung. Bd. X\'l. 65 57^ 57^ \ f • • GeUi iel Taf.Xl 63 58 "% VERLAG VON WILHELM ENGELMANN IN LEIPZIG FÜNF REDEN VON EWALD HE-RING Über das Gedächtnis als eine allgemeine Funktion der organisierten Materie Über die spezifischen Energien des Nervensystems Zur Theorie der Vorgänge in der lebendigen Substanz Zur Theorie der Nerventätigkeit Herausgegeben von H.E.Hering Mit einem Bildnis von Ewald Hering o 140 Seiten gr.-8 Preis geheftet M. 14. — Aus den Besprechungen: ... Es ist verdienstlich vom Herausgeber wie vom Verlag, daß sie die schönsten Vorträge des genialen Leipziger Physiologen uns in besonders gutem Druck auf den Tisch legen. . . . wer sich in diese fünf Reden nach- fühlend verlieft, wird auch heute noch sein wissenschaftliches Denken auf eine höhere Stufe gehoben fühlen. Buttersack. Berliner klin. Wochenschrift, 1921. Soeben erschien: l Bibliotheca zoologica II Bearbeitet von Professor Dr. 0. Tasclienberg 24. LIEFERUNG. Nachträge Sign. 785—794 ^ Preis einschließlich Verleger-Teucrungszuschlag W Mark 36.- Aus den Besprechungen der früheren Lieferungen: . . . etwas zum Lobe des allen zoologisch Arbeitenden unentbehrlichen Werkes zu sagen, erübrigt sich wohl . . . Literarisches Zeniralblatt. . . . Lnmer wieder muß betont werden, daß alle auf dem Gebiete der Zoologie arbeitenden Forscher ihm (dem Verfasser) für seine selbstlose und mühevolle Arbeit zu tiefstem Danke verpflichtet sind. Zentralblaü für Zoologie. >. . . In view of the very high present cost of publication it is to be hoped that all the subscribers to tliis unique and exhaustive work will do their part in füll.« American Journal of Scieiice. 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. R. Goldschmidt, Berlin-Dahlem, Kaiser-Wilhelm -Institut für Biologie, zu senden. Die Herren Mitarbeiter erhalten an Honorar M. 40. — für den Druckbogen und 40 Sonderdrucke. Überschreitet eine Arbeit den Umfang von 4 Bogen, so wird für den Mehrumfang ein Honorar nicht gewährt. Dissertationen sind von der Honorierung ausgeschlossen. Die Manuskripte sind nur einseitig beschrieben und driickfertig ein- zuliefern, 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 diese 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 besonderen 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 Verlagsbuchhandlung 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. Redaktion und Verlagsbuchhandlung. VERLAG VON WILHELM ENGELMANN IN LEIPZIG Vor kurzem erschien: Osmotische Untersuchungfen Studien zur Zellmechanik von Dr. -W. Pfeffert ehem. Professor der Botanik in Basel ^^^= Ziveite unveränderte A.uflage =^=^= Mit einem Vorwort von Prof. Dr. F. CzapeKf Mit 5 Holzschnitten. XIV und 236 S. gr. 8 Geheftet M. 20.— ; in Leinen gebunden M. 42. — Aus den Besprechungen: The oniy edition of Prof. Pfeffers epoch-making work on osmosis has been long exhausted. and the present reprint will be a welcome, and indeed necessary, addition to the library of all who are interested in osmotic phenomena. . . . The paper, printing and binding in spite of the difficulties that must exist in this respect, leavc little to be desired, and the publication of the book is a worthy tribute to the memory of the great physiologist. . Pharmaceutical Journal. ' - * v ... .^u Geschlechtschromosomen-Untersuchungen an Psychiden. III. Chromosonieukoppelnugeu bei Solenobia pineti, Z. Eine zyto- logische Basis für die Faktoreuaustausch-Hypothese. Von J. Seiler. (Biol. Institut von Dr. C. B. Haniel, Schiederlohe [Isartal, Bayern].) Mit 7 Textfiguren, 12 Tabellen und Tafel XII. Inhaltsverzeichnis. Seite I. Einleitung 171 II. Ergebnisse der zytologischen Untersuchung 172 1. Die Eireifung 172 2. Die Samenreifung 177 3. Die diploide Cliromosomenzahl ;7S III. Deutung der Befunde l80 IV. Die vererbungstheoretische Bedeutung der Befunde 188 1. Die Koppelungsverhältnisse der Rasse mit 60 Chromosomen 188 2. Die Koppelungsverhiiltnisse der Rasse mit 64 Chromosomen 18"' 3. Koppelung und Austausch in der Rasse mit 62 (31 x 31) Chromosomen 189 4. Koppelung und Austausch bei den Bastarden zwischen den Rassen mit 60, 62 und 64 Chromosomen 191 6 Koppelung und Austausch in der ganzen Population 191 6. Dominanzerscheinungen. Änderimg der Koppelungsverhältnisse nur im weiblichen Geschlecht 198 7. Änderung der Koppelungsverhältnisse in diploiden Kernen embryonaler Zellen 200 V, Vergleich der zytologischen Befunde und Postulate über Koppelung und Fak- torenaustausch bei S. pineti mit den experimentellen Ergebnissen über Cros- sing-over an Drosophila 201 VI. Literaturverzeichnis 215 i. Einleitung. Die vorliegende Arbeit ist hervorgegangen aus den Geschlechts- ehromosomen-Untersuehungen an Psychiden. Eine oberflächliche Orien- tierung über die Chromosomen bei Solenobia yineti Z. ergab zwei verschie- dene diploide Chromosomenzahlen. Es schien also bei dieser Form, gleich- wie bei Talaeporia tiibulosa und Fumea casta (vgl. Studie 2) ein unpaares Arcliiv f. Zellforschung. XVI. 12 172 J. Seiler Geschlechtsclu'omosom vorzuliegen. Aus diesen und aus andern Gründen, die aus der Studie 4 ersichtlich sein werden, wurde Solenobia pineti untersucht. Das Material stammt aus dem Grunewald bei Berlin-Dahlem und aus einem Föhrenwald nördlich von Berhn, zwischen Bernau und Liepnitzsee (Mark). Die eingehende Untersuchung, die in den Jahren 1915—1918 er- folgte, deckte veiivickelte Chromosomenverhältnisse auf, die erst nach wiederholten Anstrengungen geklärt werden konnten. Da die Befunde in engstem Zusammenhange stehen mit Ergebnissen der modernen Erblich- keitsforschung, die unter dem Namen Faktorenkoppelung und Faktoren- austausch (Crossing over) zusammengefaßt werden können, so sei über sie sorgfältig berichtet. II. Ergebnisse der zytologischen Untersuchung. 1) Die Eireifung. Die Chromosomenzahl in der Äquatorialplatte im eben abgelegten Ei festzustellen, geüngt bei Solenobia pineti noch schwerer als bei den bis jetzt beschriebenen Formen der Psychiden. Bis zu Beginn der Anaphase der ersten Keifeteilung bleiben die Chromosomen durch chromatische Brücken ver- bunden (vgl. Photogr. 4 der Taf. XII), so daß eine sichere Abgrenzung meist nicht gelingt. Die klarsten Platten zeigen 30 Chromosomen oder 31 oder 32. Beginnt die Anaphase, so lösen sich die Chromosomen aus den Ver- bänden, und die Zahl kann in gut getroffenen Tochterplatten mit abso- luter Sicherheit festgestellt werden. Textfig. I, 1 und 2 gibt ein Tochter- plattenpaar wieder. Sowohl in der äußeren Platte 1 (die den ersten Rich- tungskörper üefert), wie in der inneren 2, zählen wir 30 Chi-omosomen. Die Verhältnisse sind schematisch klar; das mag die Photogr. zeigen (Photogr. 13 und 14), die dasselbe Plattenpaar in derselben Orientierung Aviedergibt. Die Chromosomen der ersten Platte (Phot. 13) hegen nicht ganz genau in der optischen Ebene ; ein Chromosom, rechts oben gelegen, war nur noch in einem Schatten auf die Platte zu bringen. Ist bei jAneti, wie bei F. casta, T. tubulosa und andern daraufhin unter- suchten Schmetterlingen die erste Retfeteüung die Reduktionsteilung, so wäre demnach, im Gegensatz zu casta und tubulosa, kein unpaares Geschlechtschromosom vorhanden. Wir werden weiter darauf zu achten haben, ob ein inäquales homologes Chromosomenpaar nachzuweisen ist, also der y Z-Geschlechtschromosomentypus vorliegt. Dieses erste Plattenpaar spricht nicht dafür. Die Abb. 1 und 2 der Textfig. I, in der an der gegen- seitigen Lage die Tochterchromosomen leicht erkannt und verghchen werden können, zeigt wohl Differenzen; die liegen aber innerhalb der möghchen Beobachtungsfehler. Zum Vergleich der Größenverhältnisse darf die Geschlechtschromosomenuntersuchungen an Psychiden. 173 1 . ^ . . -^ • * • •. ;• • .r ••••• •• :*♦ • • ••• • • • • • • • • • • • • , • •••^Ä ♦* • •••*• •••••7 73 •^,:^^' -;:v:'. a^V::* v'^v ^^'::^^^ ^:v;K^ £;?;:•;;:; ^^;- -^^ ... ^^..•. •.\"i»*t%» »% • » # • • • ;*•*• (•« Textfig. I. 1 und 2 zusammengehörige Tochtcrplatten der ersten Reifeteilung im Ei von S. pineti mit je 30 ChroniosoiiK^n. 3 und 4, 5 und 6, dasselbe, aber n)it je 31 Chromosomen. 7 und 8, » » » » 32 » , hier liegt die äußere Platte (die des I. Richtungskörpers) auf zwei Schnitten. 9 und 10 zusammengehörige Tochterplatten der zweiten Reifeteilung Im Ei von pineti mit je 31 Chromosomen. 11 und 12, dasselbe aus einem andern Ei. 13, 14, 15, BL-»stodermä(iuatorialplatt«n dreier Embryonen mit je 61 Chromosomen 16, 17, dasselbe aus zwei Embryonen mit 62 Chromosomen. 18, 19, 20, » ♦ » » »63 » Vergrößeru ng c.i. 3000 x. Gezeichnet mit dem Zeiohenapparat v. ZElSSnach ABB*. 12* 174 J. Seiler Photographie natürüch nicht benutzt werden, denn die gibt nichts weniger als ein objektives Bild derselben. Die Tuschezeichnungen der Fig. I da- gegen geben die wirkhchen Verhältnisse mit der größtmöglichen Genauigkeit. Die Textfig. I, 3 und 4 gibt ein weiteres Plattenpaar; es ist so klar und so ideal getroffen wie das erste, zeigt aber 31 Chromosomen und zwar in beiden Platten. Ein unpaares -Y-Chromosom ist also auch hier nicht vor- handen; und vergleichen wir die homologen Chromosomen, die wieder leicht herausfindbar sind, so müssen wir ferner feststellen, daß ein zweifelloses inäquales P?ar(X Y-Chromosom) nicht vorhanden ist. Ein weiteres Platten- paar, Textfig. I, 5—6, zeigt genau dasselbe. Wieder haben wir 31 : 31 Chro- mosomen. Überraschenderweise ist aber die Chromosomenvariation bei pineti damit noch nicht erschöpft. Eine dritte Sorte von Eiern hat in ihren Tochterplatten der ersten Keifeteilung 32 : 32 Chromosomen, wie Textfig. I, 7—8 zeigt. Die eine Platte ist zerschnitten, was die punlitierte Linie andeutet. Im übrigen aber sind die Verhältnisse ganz eindeutig. Auch für dieses Plattenpaar gilt dasselbe, was wir für die früheren sagten. Da diese Feststellungen vom Üblichen abweichen und eine Variation in der sonst so konstanten Chromosomenzahl erkennen lassen, schien es notwendig, den Befunden sorgfältig nachzugehen, einmal, um sie zu bekräftigen, dann aber, um die Variationsbreite zu erfassen. Die Resul- tate der Untersuchungen stellt die Tab. I zusammen. Sämthche in die Tabelle aufgenommenen Beobachtungen halten wir für eindeutig und richtig. War die Zählung in einer der Tochterplatten nicht eindeutig oder nicht möglich, so fehlt die Zahl. Liegt eine Platte auf zwei Schnitten, so ist die Summe der Chromosomen eingeklammert. Wer diese Fälle bezweifelt, mag sie weglassen; es ändert nichts an folgenden, sicher- stehenden Tatsachen: 1. Pineti besitzt in der ersten Reifeteilung im Ei entweder 30 oder 31 oder 32 Chromosomen. 2. Ein unpaares X-Chromosom ist nicht vorhanden. 3. Soviel wie festgestellt werden kann, liegt auch ein in- äquales XY-Paar nicht vor. Für die Interpretation der Befunde ist nun ausschlaggebend zu wissen, ob die Eier, die einem Gelege angehören, also von einem Weibchen stam- men, die gleiche Chromosomenzahl haben. Wir fixierten und untersuchten jedes Gelege einzeln. Bei der großen Schwierigkeit, eindeutige Chromosomen- platten im Ei zu erhalten, ist es nur in relativ wenigen Fällen gelungen, aus einem Gelege eins größere Anzahl von verwendbaren Platten zu erhalten. Doch zeigt die Tabelle mit genügender lüarheit, daß die Chromosomen- zahl innerhalb eines Geleges im allgemeinen gleich ist. Gelege Nr. 69 (Ei Geschlechtschromosomenimtersuchungcn an Psychiden. 175 Tabelle I. Die Chromosomenzahl in den Tochterplatten der 1. Rcifetcilung im Ei von Sol. pineti. Chromosomenzahl der 1 Ei Nr. Gelege Nr. inneren Platte äußeren Platte Bemerkungen 1 16 30 (! = abweichende Chro- 2 15 30 _- mosomenzahl innerhalb 8 15 30 eines Geleges. Bei ein- 4 92 ~- 30 geklammerten Zahlen 5 92 — 30 sind die Platten zer- 6 51 30 30 schnitten, liegen auf 7 31 31 31 zwei Schnitten, 8 31 30 (?) — 9 59 30 30 10 59 . — 31 ! 11 53 30 12 53 — 30 13 53 30 30 14 53 30 30 15 90 31 16 86 ... 31 17 86 — 31 18 87 31 — 19 87 31 31 20 87 31 — 21 87 31 31 22 29 31 (31) 2 + 29 23 30 32 (32) 30+2 24 69 31 (31) 27+4 25 69 31 — 26 69 31 31 27 69 31 28 69 31 31 29 69 31(?) 31 30 69 31 (31) 26+5 31 69 (31) 4 + 27 31 32 69 31 31 33 69 31 31 34 69 31 35 69 31 — 36 69 ;31) 19 + 12 31 • 37 28 (30) 4 + 26 l30) 19 + 11 38 28 (30, 26+4 (30) 26+4 39 28 — 31 ! 40 28 30; 28+2 (30) 11 + 19 41 28 30 ,30 5 + 25 42 28 — (30) 23+7 176 J. Seiler Tabelle I (Fortsetzung). Ei Nr. Gelege Nr. Chromosomenzahl der inneren Platte äußeren Platte Bemerkungen 43 44 28 28 30 ^30) 11 + 19 45 46 28 85 30 (30) 3 + 27 30 47 85 — 31 48 85 31 31 * 49 60 85 85 31 31 (31) 27+4 31 51 85 31 31 62 63 85 85 31 (31) 22+9 64 55 56 57 68 85 85 85 85 85 (31) 29 -i- 2 31 (31) 9 + 22 (30) 17 + 13 (31) 13 + 18 1 69 85 31 31 60 85 31 31 ol €2 63 17 17 17 31 32: — 31 31:31 ! (Tochterplatten der IL R.-T.) dito 64 17 (31) 18 -}- 13 31 65 17 31: — 31:31 dito 66 17 31 31 67 68 17 17 31 31 (31) 11 + 20 Nr. 24-36) hat z. B. 31 Chromosomen, Gelege 53 (Ei 11-14) hat 30 Chro- mosomen usw. Von dieser Regel aber gibt es Ausnahmen. Sie sind in der TabeUe mit ! bezeichnet. Gelege 59 (Ei 9 und 10), Gelege 28 (Ei 37—45), Gelege 17 (Ei 61-68) hat je eme Ausnahme, Gelege 85 (Ei 48-60) hat zwei Ausnahmen. Die Differenz beträgt je ein Chromosom. Diese Aus- nahmen werden uns später noch genau beschäftigen. Der Verlauf der zweiten Reifeteilung ist für uns namentlich der Geschlechtschromosomenfrage wegen wichtig. Es wäre ja möglich, daß bei pineti die zweite Reifeteüung die Reduktionsteilung ist; wir haben uns deshalb bemüht, auch Tochterplatten der zweiten Reifeteilung zu erhalten, was in drei Fällen auch gelungen ist. Die Textfig. I, 9 und 10 (Ei Nr. 65 der Tab. I) gibt das Tochterplattenpaar des Richtungskörpers wieder. Beide Platten haben 31 Chromosomen. Von der inneren Spindel ist eine Tochterplatte vollständig und auf einem Schnitt und zeigt eben- Geschlechtscliromosomenuntersuchimgen an Psychiden. 177 falls 31 Chromosomen. Die ancke Platte ist unklar. Textfig. I, 11 und 12 zeigt ein weiteres Plattenpaar der zweiten Reifeteilung (Ei Nr. 63 der Tabelle) mit 31 : 31 Chromosomen. Wir können demnach mit Bestimmtheit schließen, daß in dem vorliegenden Material ein unpaares X-Chromosom nicht vorhanden ist. Für die Anwesenheit eines XY-Paares konnten keine Beobachtungstatsachen erbracht werden. 2) Die Samenreifung. Hodenmaterial von pineti besitzen w leider nur wenig. Die Samen- reifung findet früh im Frühjahr statt, früher als bei andern verwandten Psychiden, z. B. bei tiihulosa, so daß wir den richtigen Moment zum Fixieren von Hoden nie ganz trafen. Da es uns vorläufig nur auf die Chi'omosomenzahl ankommt, stellen wir die Zählergebnisse tabellarisch zusammen (vgl. Tab. II). Tabelle IL Die Cliromosomenzahl in den Spermatozyten von Sol. pineti. Nr dpr 6 Chro mosoraen- Zahl der ausgezählten Aquatorialplatten der zahl I. Reifeteilung II. Reifeteilung 1 30 — 3 2 31 — 13 3 31 2 1 4 31 6 9 5 32 1 — 6 32 3 — 7 32 10 5 22 31 Gleich wie bei den Eiern, finden wir in denSpermatozyten drei verschiedene Chromosomenzahlen, nämlich 30, 31 und 32. Von sieben Männchen hatte eines in allen auszählbaren Chromosomen- platten 30 Chromosomen, di'ei hatten 31 (vgl. Textfig. II, 1 und 2), und drei hatten 32 Chromosomen (Textfig. 11, 3 und 4). Abweichungen von der üblichen Chromosomenzahl innerhalb eines Hodens fanden wir nicht. Da wir ungefähr gleich viel Spermatozyten ^^ie Ovozyten ausgezählt haben, in den Ovozyten aber bestimmt in fünf Fällen Abweichungen in der Zahl festgestellt werden mußten, so besteht also darin ein Unterschied zwischen Männchen und Weibchen, auf den wir zurückkommen werden. Soviel festgestellt werden kann, ist keine der beiden Teilungen in- äqual. 178 J. Seiler 3) Die diploide Chromosomenzahl. Von allen bis jetzt untersuchten Psychiden hat pineti die kleinsten Chro- mosomen, bietet inf olgedesh en der Untersuchung große Schwierigkeiten. Es ist nicht daran zu denken die diploide Chromosomenzahl in den Spermato- gonien und Ovogonien festzustellen. Auch in diesem Fall aber erweisen sich die Blastodermmitosen dazu sehr geeignet. Wählt man zum Auszählen aus- schließlich Platten, die ganz in der Ebene des Schnittes hegen und vollkommen unverletzt sind,, und die in der Abgrenzung auch nicht eines Chromosoms Zweifel offenlassen, so läßt sich die Chromosomenzahl einwandfrei feststellen. Nach dem bis jetzt Gesagten ist es selbstverständlich, daß wir mehrere cüploide Chromosomenzahlen zu erwarten haben. Wir fanden die Zahlen 61, 62 und 63. Die Textfig. I, 13-15 (S. 173) gibt drei Platten mit 61, die Textfig. I, 16 und 17 hat 62 und I, 18-20 hat 63 Chromosomen. z •••••1 • • •« • ••• • Textfig. II. Äquatorialplatten der ersten Reifeteiluug im Hoden von S. inneti. 1 und 2, aus einem Männchen mit 31 Chromosomen. 3 und 4, » » 9 » 32 » Vergrö ßerung ca. 3000 x . Gezeichnet mit dem Zeichenapparat v. Zeiss nach ABBß. Um zu zeigen, wie Mar die Verhältnisse für das Zählen Hegen, haben wir zwei Platten photographiert, Photogr. 10 = Textfig. 1, 15 mit 61 Chromo- somen, Photogr. 11 = Textfig. 1, 16 mit 62 Chromosomen. Für den im Sehen von Mikrophotographien Geübten werden die Bilder den Zweck erfüllen. Das Gesamtresultat der Zählungen zeigt Tab. III in kurzer Übersicht. Wenn immer möglich, wurden in einem Embryo mindestens zwei, im Mittel ungefähr vier Zählungen ausgeführt. Wieder wurden die Gelege einzeln fixiert und untersucht. Besonders muß betont werden, daß wir die Weibchen einzeln in Ivlausur hielten und denselben kurz nach dem Schlüpfen ein Männ- chen zur Begattung gaben, die unter Kontrolle erfolgte. Nie kommt bei fineti auf ein Weibchen mehr als ein Männchen zur Begattung ; denn un- mittelbar nachdem diese beendigt ist, biegt das Weibchen mit einer nervösen Hast den Hinterleib ein, streckt die Legeröhre in den Sack, legt die Eier ohne Pause und läßt sich bei seinem Geschäft auch von heftig werbenden Männ- chen nicht im geringsten stören. Das Weibchen z. B., welches das Gelege Nr. 37 lieferte, schlüpfte 5^*^, erhielt ein Männchen ö^"', die Copula erfolgte sofort und dauerte bis 5'"', Beginn der Eiablage 5^\ Ende 6'^*^. Der Tabelle sind folgende wichtige Tatsachen zu entnehmen: Geschleclitschroinosomcüuutersuchungcn an Psycliiden. 179 Tabelle IIL Die diploiden Chroiiiosomenzahlon von Sol. pineti in Blastodermmitoscn. Zahl der ausgezählte n ein- Gelege Nr. wandfreien Chromosomen- Bemerkungen : ! = Embryoneu Embryo Nr. platten mit den Chromo- mit verschiedenen Chromo- somenzahlen: Bomenzahlen. i 60 61 i 62 63 1 60 3 2 67 li?) 1 j 3 78 3 4 78 3 5 78 4 6 78 1 7 22 1 8 22 4 9 22 4 10 22 2 11 22 2 12 22 5 13 22 6 14 22 4 15 22 2 16 22 4 17 22 5 18 79 4 19 79 4 20 79 4 21 39 4 22 74 1 23 74 4 24 37 4 25 37 4 26 87 4 27 37 3 28 37 1 1 t 29 37 2 30 37 4 31 37 1 32 37 4 33 37 2 34 37 2 35 37 4 36 37 1 1 1 37 37 4 38 37 4 39 37 4 40 37 4 180 J. Seiler Tabelle III (Fortsetzung). Embryo Nr. Gelege Nr. Zahl der aasgezählten ein- wandfreien Chromosomen- platten mit den Chromo- Bomenzahlen: 60 61 62 63 Bemerkungen : ! = Embryonen mit verschiedenen Chromo- somenzahlen. 41 37 3 42 37 1 1 2 ! t 43 37 4 44 37 1 3 ! 45 37 4 46 37 3 47 37 4 48 37 1 1 ! 49 37 3 60 37 4 51 72 4 52 72 4 53 77 4 54 77 3 55 71 1 4 56 71 4 1. Die Embryonen eines Geleges haben verschiedene Chro- mosomenzahlen, obwohl keine Digametie vorliegt. Betrachten wir z. B. Gelege Nr. 78 (Embryo Nr. 3—17), so ist 62 die häufigste Zahl. Mindestens zwei Embryonen aber (Nr. 13 und 16) haben 61 Chromosomen. Bei Gelege Nr. 37 kommen die Chromosomen- zahlen 61 und 62 ungefähr gleich häufig vor. Gelege Nr. 77 hat die Zahlen 61 und 63. 2. Ausnahmsweise finden wir bei einem Embryo zwei oder drei verschiedene Chromosomenzahlen (Embryo 28, 36, 42, 44, 48; mit ! in der TabeUe). III. Deutung der Befunde. Die mitgeteilten Tatsachen, die auf den ersten Bück vei-wirrend aus- sehen, werden uns klar und verständlich, wenn wir bei ihrer Deutung von der Voraussetzung ausgehen, daß uns drei Rassen mit den haploiden Chromosomenzahlen 30, 31 und 32 und ihre Kreuzungsprodukte vorliegen. Wir hätten demnach die wenig dankbare Aufgabe, eine Population ver- schiedener Chromosomenrassen zu analysieren. Diese Aufgabe wird uns dadurch etwas erleichtert, daß wir die Gameten entstehen sehen. Geschlechtscliromosomcnuntersuchungen an Psjchiden. 181 Sehen wir von den vereinzelten Ausnahmen vorläufig ab, so müssen wir als Hauptpunkt herv'orheben, daß ein Tier nur eine Sorte von Keim- zellen erzeugt. Sind Chromosomenbastarde vorhanden, so gilt das an- scheinend auch für diese. Im ganzen fanden ^^•ir 23 Eier mit 30 Chromosomen; 1 Männchen mit 30 Chromosomen 48 » » 31 )) 3 )) ). 31 )' 3 » » 32 » 3 » » 32 Danach müssen folgende Befruchtungsmöglichkeiten bestehen, und folgende diploide Chromosomenzahlen sind zu erwarten, wenn diese einfach der Summe der Chromosomen der einzelnen Gameten entsprechen: 30 + 30 = 60 30 + 31 = 61 30 -H 32 = 62 31 + 31 = 62 31 + 32 = 63 32 + 32 = 64 Diese diploiden Zahlen erhielten wir auch tatsächlich. Einzig die beiden Extreme mit 60 und 64 Chromosomen fehlen. Das könnte viel- leicht darauf zurückzuführen sein, daß die untersuchte Population (56 Em- bryonen) zu klein war. "Wenn wir nur die Embryonen berücksichtigen, in welchen mindestens zwei übereinstimmende Zählungen gelungen sind, 80 fanden w: 60 Chromosomen bei — Tieren = 0% 61 )) 62 » 63 64 » Man könnte versucht sein, aus dem Verhältnis der verschiedenen Gameten das zu erwartende prozentuale Verhältnis der möglichen Kreu- zungsprodukte zu errechnen. Sind alle Befruchtungsmöglichkeiten er- schöpft, so müssen wir erhalten: tatsächliches Ergebnis Embryonen mit 60 Chromosomen 4,5% 0% » » 61 )) 22,6% . 37,5% » » 62 » 41,7% 60,4% » » 63 » 29,5% 2,1% » » 64 » 1,7% 0% Die Übereinstimmung zwischen dem errechneten und dem tatsäch- lichen Verhältnis ist gering. Etwas besser ist sie, wenn wir annehmen, 18 » =37,5% 29 » =60,40/0 1 » = 2,1% — » = 0% 182 J. Seiler daß das Verhältnis der verschiedenen Sorten von Spermatozoen gleich ist dem der Eier; denn die kleine Zahl der untersuchten Männchen wird uns das tatsächliche Verhältnis wahrscheinlich nicht richtig geben. In beiden Fällen gingen wii" jedoch von der falschen Voraussetzung aus, daß die diploide Chromosomenzahl gleich ist der Summe der Chro- mosomenzahlen der beiden Keimzellen, Wäre das der Fall, so dürfte ein befruchtetes Weibchen, wenigstens wenn wir einen Augenblick die relativ geringe Zahl der Ausnahmechromosomenzahlen der Eireifung außer acht lassen, nur eine Sorte von Embryonen erzeugen. Das tun sie aber nicht, wie die Tab. III zeigte. Wie sind diese Tatsachen zu erklären? Wir konnten mit Bestimmtheit feststellen, daß zwischen den vor- liegenden Chromosomenrassen keine physiologische Barriere bestehen kann und in der freien Natur eine ungehemmte Bastardierung erfolgen muß; denn gaben wir einem frisch geschlüpften Weibchen ein Männchen (Weibchen und Männchen trugen vdr auf dem Puppenstadium aus der freien Natur ein), so erfolgte ausnahmslos sofort die Begattung. Wir hatten Gelegenheit, das Experiment mit gleichem Erfolge wohl gegen Geschlechtschroniosomenuntersuchungt'n an Psychiden. 183 -'00 Male auszuführen, da wir ebenso viele Gelege für diese Untersuchung brauchten. Nun besitzen wir Chromosomenplatten von 15 verschiedenen Weibchen und untersuchten die Samenreifung in sieben verschiedenen Männchen, Ein Teil dieser Tiere muß bestimmt Bastardnatur gehabt haben. In keinem einzigen Fall dagegen entdeckten wir während der Reifeteilungen etwas, was auf eine Bastardnatur hingewiesen hätte (ab- gesehen vielleicht von den Ausnahmschromosomenzahlen mit ! in Tab. I). Im Gegensatz dazu sahen wir bei einem früher untersuchten Chromo- somenbastard von Phragmatohia fuliginosa (vgl. Seiler, 1917), die Con- jugation zwischen den beiden elterlichen Garnituren mit 28 und 29 Chro- mosomen so verlaufen, daß die Bastardtetrade an der Fonn unzweifelhaft erkennbar w.;r; und in der ersten Reifeteilung, der Reduktionsteilung, können wir im jVIikroskop die Aufspaltung in die beiden elterlichen Garni- turen mit 28 \md 29 Chromosomen verfolgen. Im Chromosomenbastard von pineti dagegen muß die Conjugation so verlaufen, daß eine Garnitur auf die andre sich einstellt. Bei den Bastarden 30 + 31 erhalten wir entweder 30 Tetraden oder 31 » 30 -1- 32 )) » » 30 » )) 32 » 31 + 32 » » . » 31 » » 32 Welche dieser beiden Möglichkeiten jeweils eintritt, können wir nicht sagen. Nur so viel ist den Tatsachen zu entnehmen, daß für eine bestimmte Kreuzung nur eine Art der Conjugation tj^pisch ist. Das folgt aus den Daten der Tab. I und IL Von dieser Regel gibt es allerdings Ausnahmen und zwar, wie es scheint, nur in der Eireifung. Wir werden darauf zu sprechen kommen. Aus der Tatsache ferner, daß die Conjugation so glatt verläuft und ein Umstellen der einen Garnitur auf das Aussehen der andern eintritt, schließen wir, daß die drei Chromosomenrassen einander sehr nahe stehen und sich nur darin unterscheiden, daß in der Rasse mit haploid 30 Chromosomen ein Chromosom )*mehrwertig« ist und bei den Rassen mit 31 und 32 Chromosomen in zwei bzw. drei Teile aufge- spüttert ist; die Veränderung könnte auch zwei Chromosomen be- treffen; doch glauben wir, auf Grund von vergleichenden Betrachtungen, daß die Änderung sich nur an einem Chromosom vollzieht, oder, nehmen wir das ganze Sortiment, an einem Paar homologer Chromosomen. Ein Vergleich der Größenverhältnisse der Chromosomenplatten mit 30, 31 und 32 Chromosomen (Textfig. I und II) führt zu dem Schluß, daß wir das Clu'omosomen der Platten mit 30 Chromosomen nicht erkennen können, das bei 31 in zwei, bei 32 in drei Teile aufgesplittert ist. Es muß wohl eines der größten aufsplittern; so würden drei Chromosomen von der Größenordnung der kleinen Chromosomen entstehen. Bei dieser Sachlage 184 J. Seiler ist es verständlich, daß das »Sammelcliromosom« nicht erkennbar ist. Wir betonen, daß es für die folgenden Überlegungen übrigens im Prinzip belanglos ist, ob das Aufsplittern an zwei Chromosomen, oder, wie wir an- nehmen, nur an einem sich vollzieht. Die nächstliegenden Vorstellungen über den Zusammenhang der di-ei Chromosomenrassen versinnbildlichen die drei ersten Schemata der Text- fig. III. In der Rasse mit diploid 60 Chromosomen sind die drei Segmente des in Umwandlung begriffenen Chromosomenpaares, das allein in den Schemata gezeichnet ist, noch vereinigt (Schema a). Bei der Rasse mit 62 Chromosomen (31 + 31) sind die punktierten Segmente selbständige Chromosomen (Schema h); natürlich könnte ebensogut die Aufsplitterung am andern Chromosomenende beginnen und das schraffierte Stück frei sein. Bei der Rasse mit 64 Chromosomen (Schema c) sind alle drei Seg- mente frei. Aus diesen drei Rassen ergeben sich die Chromosomenbastarde, die die Schemata d, e und / kennzeichnen. Es ist so viel wie sicher, daß unsre Schemata die wirklich vorliegenden Verhältnisse richtig treffen. Einen strikten Beweis dafür vermögen wir aber vorläufig nicht zu erbringen. Wir können nur darauf hinweisen, daß wir bei zwei andern Schmetterhngen mit gleichen oder ähnlichen Chromosomenverhältnissen wie pineti, bei Ph. fuliginosa und bei L. mo- nacha mit Leichtigkeit direkt zeigen können, daß durch Querteilung eines Chromosoms eine höhere Chromosomenzahl entsteht. Bei der fuli- gimosa- Rasse mit haploid 28 Chromosomen schnürt das große, lange Chro- mosom an einem Ende ein Teilstück ab, das in der Rasse mit 29 Chro- mosomen selbständiges Chromosom ist. Bei L. monacha sehen wir des- gleichen ein langes »mehrwertiges« Chromosom; hier aber nur im männ- hchen Geschlecht. In der ersten Reifeteilung im Ei ist dieses Chromosom durch cbei Querteilungen aufgesphttert in vier selbständige Elemente; nach der Reduktionsteilung vereinigen sich diese vier Elemente wieder, so daß wir in den Äquatorialplatten der zweiten Reifeteilung wieder das lange Chromosom vorfinden, dem man häufig an seinen Querkerben ansieht, daß es zusammengesetzter Natur ist. Die Reifeteilungen in den pineti-BsiStSirden verlaufen, wie schon gesagt, so, als ob reine Rassen vorlägen, und es entsteht scheinbar nur eine Sorte von Gameten. Doch das ist nur Schein, denn auch bei pineti erfolgt — gleichwie beim Chromosomenbastard von fuliginosa — tatsächüch ein Aufspalten. Das folgt einwandfrei aus den Chromo- somenzahlen, die wir unmittelbar nach der Befruchtung auf dem Blasto- dermstadium in einem Gelege antreffen. Gelege Nr. 37 (Embryo 24—50, Tab. III, S. 179—180) z. B. hat ungefähr gleich häufig die beiden Chromo- Geschleclitschromosomenuntcrsuchungcn an Psychidcn. 185 somenzahlen 61 und 62. AVir können das Resultat nur erklären, wenn wir annehmen, daß der eine Elter heterozygot war und die Gameten 30 und 31 bildete, während der andre lauter Gameten mit 31 Chromo- somen li 'ferte. So erhalten Avir 3a\ 31 x 61 oder d^^ (31/ 31/ / ;62 |31\ 2 o \ |3K 30/ >62 >61 er 31/ Bei Gelege Nr. 77 (Embryo 53 und 54, Tab. III) mit den beiden Chromo- somenzahlen 61 und 63 liegt der Fall zweifellos so: 9 30\ 31\ \ 9- \ 32\ >61 3K >61 X oder X 31/' >63 30/ /63 / d^' / 31/ 32/ er Wären beide Eltern heterozygotisch, so hätten wii* ein Gelege mit drei verschiedenen Sorten von Embiyonen zu erwarten, etwa nach fol- gendem Schema: 30\ 9\ \ 31\ 60 \\/ XX61 //\ 130/ 62 Ein solches Gelege besitzen wir nicht. In der kurzen Spanne Zeit also von der Reifeteilung bis zur Blasto- dermbildung muß das Aufspalten sichtbar werden. Wann genau der Vorgang sich vollzieht, können wir nicht sagen. Da die Chromosomen- platten der Tab. I zum Teil Metaphasen der zweiten Reifeteilung sind, findet also bestimmt bis zu diesem Zeitpunkt keine Veränderung statt. Das Gelege Nr. 17, Tab. I (Ei Nr. 61—68) mit erster und zweiter Reife- teilung würde dafür sprechen, daß auch während der zweiten Reifeteilung noch keine Änderung sich vollzieht. Doch ist natürlich möglich, daß wir es hier mit einem homozygoten Weibchen zu tun haben, das diploid 186 J. Seiler 62 Chromosomen hatte und Gameten 31 : 31 bildet. Es wäre äußerst erwünscht gewesen, wenn wir mehr solcher Gelege mit erster und zweiter Eeifeteilung gehabt hätten. Doch glauben wir nicht, daß wir mehr er- fahren hätten. Denn die erste Keifeteilung ist bei pineti bestimmt die Reduktionsteilung, und bestimmt auch bleibt die Chromosomenkopp lung oder, wenn es sich um das Gegenteil handelt, die Aufsplitterung in der Garnitur, die sich umgestellt hat, noch nach der Reduktion eine kürzere oder längere Spanne Zeit erhalten. Der ursprüngliche Zustand wird wohl erst während der Befruchtung oder sogar erst kurz nachher wiederhergestellt. Bleiben die Koppelungsverhältnisse, wie wir sie auf dem Blastoderm- stadium vorfinden, bestehen bis zur Conjugationsperiode, so könnte der Vergleich der Prozentzahlen, mit denen in unserm Material die verschie- denen Sorten von Embryonen und die verschiedenen Sorten von Eiern auftraten, uns vielleicht darüber Aufschluß geben, nach welchen Regeln die Conjugation sich vollzieht. Die folgende Tab. IV, die diese Prozent- zahlen enthält, zeigt, daß Übereinstimmung besteht, wenn wir die Ergeb- nisse einander so gegenüberstellen, wie es in der Tabelle geschieht. Man möchte daraus folgern, daß der Bastard mit 61 Chromosomen Gameten mit 30 Chromosomen bildet. Wir hätten demnach Koppelung zwischen dem 30. und 31. Chromosom der einen Garnitur, doch könnte die etwas zu hohe Prozentzahl der Embryonen (37,5% statt 31,1%) darauf hin- deuten, daß auch Gameten 31 : 31 gebildet werden. In diesem Fall hätten wir Aufsplitterung in der Garnitur mit 30 Chromosomen. Tabelle IV. Das prozentuale Verhältnis der beo])achteten Sorten von Eiern (haploide Chromosomenzahl) und Embryonen (diploide Chromosomenznhl). Diploide Chrom. Zahl Zahl der Embryonen '/o Haploide Chrom. Zahl Zahl der Eier % 61 62 63 18 29 1 37,5 60,4 2,1 30 31 32 23 48 3 31,1 64,9 4,0 Die Tiere mit 62 Chromosomen sind entstanden aus 31 + 31 und 30 + 32. Das Verhältnis der Homozygoten zu den Heterozygoten beträgt ungefähr 17 : 1, wenn wir der Berechnung das tatsächliche Verhältnis der verschiedenen Sorten von Eiern zugrunde legen. Deshalb ist das vor- wiegende Aufspalten 31 : 31 und die ungefähre Übereinstimmung in den Prozentzahlen der Eier mit 31 und der Embryonen mit 62 Chromosomen verständlich. Gesclilechtüclironiosomt'iiiintersuchiingen an Psycliiden. 187 Diese Ausfühningen sollen uns nicht zu bindenden Schlüssen ver- leiten, denn wir müssen uns bewußt bleiben, daß uns eine Population von Chromosomenrassen vorliegt und die schwebenden Fragen nur gelöst werden könnten, wenn wir von reinen Rassen und systematischen Kreu- zungen ausgegangen wären. Vorläufig müssen wir uns begnügen mit der allerdings bedeutungsvollen Feststellung, daß in Tieren derselben Kreuzungen die Conjugation gleich- sinnig verläuft, d. h. immer dieselbe Garnitur sich umstellt. In der Eireifung (vgl, ! in Tab. I) fanden wir diese Regel allerdings durchbrochen, denn in fünf Fällen fanden wir eine Ausnahmechiomosomenzahl. Wir werden nicht fehlgehen, wenn w annehmen, daß hier die Garnitur sich behauptet hat, die sonst sich umstellt und die sonst dominante sich nach ihr umgeordnet hat. Doch müssen wir im Auge behalten, daß auch in Embryonen ab und zu eine vereinzelte Zelle eine Ausnahmechromosomenzahl hat (vgl. ! in Tab. III). Die genetische Chromosomenzahl scheint also relativ leicht abänderbar zu sein. Trotz der bestehenden Lücken in unsern Beweisführungen, die wir sehr wohl empfinden und selbst gern ausgefüllt hätten, dürften im wesent- lichen die Chromosomenverhältnisse von pineti geklärt sein. Wir haben es zweifellos mit einer Art zu tun, die sichtlich in Umwandlung begriffen ist, und zwar prägt sich diese Tendenz in den Chromosomenverhältnissen ab, ohne daß wir eine parallel gehende Veränderung in der äußeren Er- scheinungsfonn wahrnehmen könnten. Da das gesamte Material von derselben Lokalität stammt, haben wir es mit einem Beispiel lokalen Poly- morphismus zu tun. Wie in solchen Fällen meist, können wir auch hier nicht sagen, wie diese verschiedenen Formen, hier Chromosomenformen, entstan- den sind, noch nach welcher Richtung die Umwandlung hinzielt. Ist die Rasse mit der Chromosomenzahl 30 Ausgangspunkt und die mit 32 vor- läufiges Endziel der Entwicklung? Oder umgekehrt? Da SolenoUa pineti mancherorts sich parthenogenetisch fortpflanzt (vgl. Studie IV), könnten experimentelle Untersuchungen im Zusammenhang mit Untersuchungen über die geographische Verbreitung der verschiedenen Chromosomen- rassen zu interessanten Resultaten führen (vgl. Ernst: Apogamie !). Fassen wir zusammen: 1. In dem untersuchten Material von pineti befanden sich drei Chromosomenrassen mit haploid 30, 31 oder 32 Chromo- somen und deren Kreuzungsprodukte. 2. Die Rasse mit 30 Chromosomen hat ein dreiwertiges Ele- ment, das in zwei oder drei selbständige Chromosomen aufsplit- tern kann. So entstehen dieRassen mit 31 und32 Chromosomen. Archiv f. Zellforschnng. XVI. 13 188 J. Seiler 3. Kreuzungen zwischen den verschiedenen Rassen er- folgen ungehemmt und ohne jede Störungserscheinung. 4. In den Chromosomenbastarden wird scheinbar nur eine Sorte von Gameten gebildet. 5. Die verschiedenen Chromosomenzahlen innerhalb ein und desselben Geleges unmittelbar nach der Befruchtung be- weisen, daß tatsächlich doch ein Aufspalten stattfindet, und zwar sehr wahrscheinlich in die Gameten, aus denen ein Chro- mosomenbastard entstanden ist. 6. Die Conjugation verläuft bei einer gegebenen Kreuzung immer (abgesehen von wenigen Ausnahmen) im gleichen Sinne, und zwar so, daß immer dieselbe Garnitur für die Dauer der Conjugation und noch etwas darüber hinaus sich umstellt, auf die Ausbildung der andern. iV. Die vererbungstheoretische Bedeutung der Befunde. Welcher Art werden die Vererbungserscheinungen sein, die wir nach dem geschilderten Verhalten des einen Chromosomenpaares bei pineti zu erwarten haben? Wie die Untersuchung zeigte, kann zwischen den drei Chromosomenrassen kein tiefgreifender Unterschied sein; wohl kein viel größerer, als zwischen einer weißblühenden und einer rotblühenden Sippe einer Pflanze. Wir nahmen deshalb an, daß die drei selbständigen Chromosomen der Rasse mit 32 Chromosomen in ihrer Gesamtheit genau dem dreiwertigen Sammelchromosom der Rasse mit haploid 30 Chromo- somen entsprechen. Bezeichnen wir im folgenden die gleicliAvertigen Segmente (oder Chromosomen) mit gleichen Buchstaben, und zwar die vom einen Elter mit ABC, die vom andern mit a h c. i) Die Koppelungsverhältnisse der Easse mit 60 Chromosomen. Die drei Chromosomensegmente ABC sind in dieser Rasse ver- einigt, machen ein einheitliches Chromosom aus und werden in der Re- duktionsteilung natürüch immer ge- koppelt übertragen, wie das folgende Schema zeigt (Textfig. IV). Sind uns die Buchstaben zugleich Symbole für die Fak- torengruppen, die in diesen Chromosomensegmenten ent- A ß 'isr. IV. C Geschleclitschromosomenunteisucliungt'n an Psychiden. 189 halten sein mögen, so würde die Kasse mit 60 Chromosomen dadurch sich auszeichnen, daß ABC, bzw. ahc gekoppelt über- tragen werden. 2) Dio Koppelungsverhältnisse der Rasse mit 64 Chromosomen. Hier sind, im Gegensatz zu der vorherigen Rasse, die drei vSegmente ABC und ah c selbständige Chromosomen und, nach allem, was wir wissen über Chromosomen, müssen Avir annehmen, daß sie bei der Gameten- bildung rein nach dem Zufall verteilt werden, nach den Möglichkeiten, die die folgenden Schemata andeuten (Textfig. V). Sind uns die Buchstaben wieder Symbole für die Faktoren- gruppen, die in den gleichnamigen Chromosomen enthalten A B C ^\ B ^ j c A A ß Fig. V. sind, so würde die Rasse mit 64 Chromosomen dadurch ausge- zeichnet sein, daß dieselben Faktorengruppen ABC, bzw. ai c, nicht gekoppelt übertragen werden, vielmehr unabhängig voneinander aufspalten, wohl nach den Mendelgesetzen, und wir deshalb bei der Gamctenbildung die für den Trihybri- dismus typischen acht verschiedenen Sorten von Gameten erhalten (vgl. Schema). 3) Koppelungsverhältnisse und Austausch in der Rasse mit 62 (31 X 31) Chromosomen. Diese Rasse ist dadurch charakterisiert, daß in ihr entweder das Segment A oder C getrennt als selbständiges Chromosom vorliegt und B C oder A B vereinigt sind (was die Bof;en übt r den Buclistaben an- deuten). Welche dieser beiden Möglichkeiten verwirklicht ist, läßt sich zytologisch nicht entscheiden. Wir möchten denken, daß tatsächlich 13* 190 J. Seiler beide vorkommen. Ist das der Fall, so muß die Gametenbildung so verlaufen, wie es die Schemata der Textfig. VI zeigen. B C A A B c l_ A B C A u B C Fig. VI. A B C c A ^ %^M[II^ A B W^Wa ^^ ^^yWM my.M W/>Mi^ ZJ ^ ^C 30x82 d yyy//J^ ^^y B C 31K32 Fig. VII. 31x32 Vererbungsexperimente mit der Rasse mit 62 Chromo- somen müßten ergeben, daß die Faktorengruppen B C {h c) ge- koppelt übertragen werden und Aa mendeln (vgl. Schema 1), GeschlechtschromosomcnuntersucluuiKon an Psychiden. 191 e oder die Faktoren AB (ah) sind gekoppelt und Cc mendeln (vgl. Schema 2). Liegt die Kreuzung A. BC y. ah . c vor (vgL Schema 3), so haben wir scheinbar vollständige Koppelung, da nirgends ein freier Austausch möglich ist (vorausgesetzt, daß Koppelung dominiert über Nichtkoppelung, was wahrscheinhch ist; vgl. S. 186!). Aus dem Gesagten folgt, daß uns hier eine Population aus den ])eiden Rassen AB . C und A . BC mit haploid 31 Chromosomen und deren Ivreuzungsprodukt vorliegen könnte und die Gesetze in x\nwendung zu bringen wären, die wir gleich für die Populationen ableiten werden. 4) Koppelung und Austausch, bei den Bastarden zwischen den Rassen mit 60, 62 (31 X 31) ^"id 64 Chromosomen. Wir stellten fest, daß in den Chromosomenbastarden von phieti zwar im Verlauf der Reduktionsteilung ein Aufspalten nicht in Erschei- nimg tritt, daß aber tatsächhch ein solches stattfindet und auch etwas nach der Reduktionsteilung sichtbar wird. Die folgenden Schemata a—d, Textfig. VII veranschaulichen die Verhältnisse, die vorliegen müssen. Nur bei dem Bastard 31 x 32 ist ein Austaucsh selbstverständlich (wir benützen das Wort ))x\ustausch« vorläufig natürlich nur im HinlDlick darauf, daß die Elemente ABC als einheitliches Chromosom aufgefaßt werden können), und zwar kann der die Faktorengruppe C c (Schema c) oder die Faktorengruppe A a (Schema d) treffen. Für die übrigen Fälle können wir eine bestimmte Regel nicht geben. Bei Weiterzucht, etwa bei Rüclikreuzung mit den beiden Eltemformen würde sich ergeben, daß die Koppelungsverhältnisse der Ausgangsrassen wieder auftreten, also jTb C, A B . C und A . B . C . , und zwar je im Verhältnis 1 : 1, wie das für eine Rückkreuzung ja typisch ist; jedenfalls sehen w aus unsrer Tab. III, daß in den Gelegen, die zwei verschiedene Sorten von Embryonen haben, das Verhältnis beider ungefähr 1 : 1 ist (vgl. nament- lich Gelege Nr. 37!). Wir können das Ergebnis kurz so zusammenfassen: Die verschiedenen Koppelungsverhältnisse in den Chro- mosomen ABC und damit natürlich auch in den Faktoren- gruppen, die diese Chromosomen übertragen, werden bei Sole- nobia pineti sehr wahrscheinlich mendelistisch vererbt. 5) Koppelung und Austausch in der ganzen Population. Was uns bei Sol. pineti vorliegt, sind nun aber niclit isolierte reine Rassen, vielmehr haben wii- eine Population von drei oder vier Rassen und alle denkbaren Kreuzungsprodukte. Wir haben deshalb noch die 192 J. Seiler Aufgabe, die Gesetzmäßigkeiten klarzulegen, die für die ganze Population bei panmiktischer Vermehrung in bezug auf Koppelung und Austausch in den Chromosomen (Faktorengruppen) ABC bestehen. Gehen wir bei unsern Überlegungen aus von dem beobachteten Verhältnis der ver- schiedenen haploiden Chromosomenzahlen, das die folgende Übersicht nochmals Tviedergibt: Zahl der Chromosomen > Weibchen > Männchen 30 31 32 23 48 3 1 3 3 24 öl 6 Das Verhältnis ist ungefähr 4:8:1; wir dürfen nun für unsre Zwecke ruhig annehmen, daß das das tatsächliche Verhältnis der verschiedenen Sorten von Keimzellen ist. "Was die Keimzellen mit 31 Chromosomen anbelangt, so kann nach den früheren Ausführungen Ä^B . C oder A . B^C vorHegen, oder es können beide Fälle zusammen vorhanden sein. Wir halten letzteres für das Wahrscheinlichste und nehmen willlvürhch an, daß beide Fälle gleich häufig vertreten sind. Demnach hätten wir AB^C .A1B-C:A-B1J:A'B-C 4 : 4:4 : 1 Aus diesen vier Sorten von Gameten erhalten wü* in Fi zehn verschiedene BefruchtungsmögHchkeiten, die in der folgenden Tab. V in der ersten Kolonne enthalten sind. Die dritte und vierte Kolonne zeigt die Häufig- keit, mit der die verschiedenen Kombinationen auftreten. Das Zahlen- verhältnis unsrer Ausgangsgameten in Fi zeigt die Tab. VI. Wir sehen, daß das Verhältnis der vier Sorten das gleiche geblieben ist, wie in der P-Generation. Aus diesen Pi-Gameten erhalten wir für die P2-Greneration wieder dieselben zehn Befruchtungskombinationen, die wir von der Fi-Generation her kennen (vgl. Tab. V). Das Zahlenverhältnis der Kombinationen (vgl. Kolonne 6) ist genau gleich dem der Fj-Generation, und dasselbe Zahlen- verhältnis würden wir bei Panmixie auch in allen weiteren Generationen erhalten. Die Tab. VI zeigt ferner, daß auch das Verhältnis der ver- schiedenen Sorten von Gameten in Fo das alte geblieben ist. Was übrigens nichts weiteres ist, als eine Demonstration zum Gesetz vom konstan- ten Zahlenverhältnis aller Genotypen einer Population bei Panmixie (vgl. darüber Lang, S. 61, Baur, 1920 S. 94 und 98). Wie wir früher betonten, kennen wir die Regel, nach welcher in Bastarden die Conjugation verläuft, nicht mit Sicherheit. Sie kann z. B. in Geschlechtschromosomonuntersuchungen an Psychiden. 193 den Bastarden Ä^lfC x a .h . c und jCb . C x a .h .c auf folgende zwei Arten sich vollziehen: ) A-B-C a-b-c oder 2) ABC ab c ) A-B-C a-b-c oder 2) ABC Th-C Tabelle V. Verhältnis der Kombination der Faktorengruppen ABC bei Panmixie in zwei aufeinander folgenden Generationen von Sol. pineti, ausgehend von einem Gametenverhältnis /TB^C : A~B- C : A • BI) : A • B • C = 4: 4: 4: i und =4:6:2:1. 1 2 3 4 5 i 6 ii? 8 9 10 11 Kombi- p ! nationen F. i — n: _- IS' J= > Fi g > P 1 F, V lä i Fo i a S, St' > iTBC 4 16 16 1 j 2704 16 ! 4 16 16 2704 16 1 aTbI: 1 1 ; 1 aTbc 1 2 aTbc 16 + 16 32 2704 + 2704 32 24 + 24 48 4056 + 4056 48 1 /TbTc :^ abTc 116-1-16 32 2704 + 2704 32 8 + 8 16 1352 + 1352 16 A~BC 4 A-BC 4 + 4 8 676 + 676 8 4+4 8 676 ^ 676 8 j A^BC 4 5 aTbC 16 16 2704 16 6 36 36 6084 36 ABl:; 4 6 ABl: ' 16 16 2704 16 2 4 4 1 676 4 aTbc 7 AB C 16-f-16 32 2704 + 2704 32 12 + 12 24 2028 + 2028 24 aTbc 8 A-B-C ; 4 + 4 8 676 + 676 8 6 + 6 12 1014 + 1014 12 ABl:; 1 i 9 ABC 4+4 8 676 + 676 8 1 2 + 2 4 338 + 338 4 ABC 1 10 ABC 1 1 169 1 1 1 1 169 1 19i J. Seiler Nach dem früher Gesagten (vgl. S. 186) ist es wahrscheinlich, daß in der Hauptsache der letztere Weg begangen wird. Deshalb legen wir diesen Typus der folgenden Berechnung der Austauschwerte zugrunde und heben hervor, daß zwar die Austauschwerte anders würden, wenn die Conjugation nicht so verläuft, wie wir annehmen, daß aber am prin- zipiellen Kesultat nichts geändert würde. Was die Koppelungsverhältnisse in Fi anbelangt, so haben wir also Tabelle VI. Das Verhältnis der verschiedenen Gameten von Sol. pineti nach ihren Chomos omenzahlen in drei aufeinanderfolgenden Generationen bei Pan- mixie, ausgehend von dem Verhältnis 4:4:4:1. 30 abHc 31 ABC ABC 32 ABC Verhältnis P Fl Fa 4 Ö2 8788 4 52 8788 8788 1 13 2197 4:4:4:1 4:4:4:1 4:4:4:1 in den Kombinationen 1—4 und 7 (Tab. V) keinen Austausch und schein- bar vollständige Koppelung. Die Kombinationen 5 und 8 haben Aus- tauschmöghchkeit in C, 6 und 9 in Ä, und in Kombination 10 haben wir vollständig freien Austausch in Ä, B und C. Die Kombinationen 5, 6, 8, 9, 10 bilden also Austauschgameten, und die Häufigkeit derselben können wr aus der Häufigkeit der betreffenden Kombination genau berechnen. Lägen Tiere vor, die in all den di'ei Faktorengruppen hetero- A J^ C zygotisch sind (also ), so wird in Kombination b C c nach dem a c Zufall verteilt. In 50% erhalten wii' J^B . C bzw. ah . c, die übrigen 50% sind A B • c und cTb . C (falls nicht die elterlichen Kombinationen mit größerer Häufigkeit gebildet werden, was durchaus möghch, ja sogar wahrscheinHch ist. Doch spielt für uns diese MögHchkeit vorläufig keine prinzipielle RoUe, und wir können sie außer acht lassen). Dasselbe gilt nun für alle Kombinationen mit Austauschgameten. Nur bei Kom- bination 10 erhalten wir etwas besonderes (vgl. Textfig. V, S. 189). Nach den Mendelgesetzen haben wir hier in einem Viertel der Fälle keinen Aus- tausch (das erste Schema in der Textfigur), ein Viertel hat Austausch in Ä (das zweite Schema), ein Viertel ferner hat Austausch in C (viertes Schema), das letzte Viertel endlich (drittes Schema) hat Austausch in B, oder wir könnten auch sagen, hier werden zwei Faktorengruppen, A und C, ausgetauscht (= doppelter Austausch). Geschlechtschroinosomenuntersuchungen an Psychiden. 195 Rechnen wir nun für diese Fi-Generation nach der Häufigkeit der Kombinationen die Häufigkeit der Gameten aus, in welcher 1. kein Austausch stattfindet, also ABC, AB . C, A. iTC usw. vorliegen, 2. C ausgetauscht wii d, Ä^B . e, A . B . c usw. vorliegen, 3. A ausgetauscht wird, a . BC, a . B . C usw. vorliegen, 4. B ausgetauscht wird, A.h . C oder a . B . c vorliegen, so erhalten wir die Prozentzahlen der folgenden Tab. VH. Die Aus- tauschwerte von A und C sind gleich groß. Das ist verständlich, denn die Ausgangsgameten, die einen Austausch in diesen beiden Chromo- somen, bzw. Faktorengruppen ermöglichen, sind gleich häufig vorhanden, und A . B . C liefert zu gleichen Teilen Austausch in A und C. Machen wir für die i*'2-Generation genau dieselbe Rechnung, so er- halten wir genau die gleichen Austauschwerte wie in F^ (vgl. Tab. VII) ; auch das ist verständlich und nichts weiteres als eine Folge des Satzes vom konstanten Zahlenverhältnis der verschiedenen Genotypen in einer Population bei Panmixie. Und selbstverständlich auch würden wir in allen weiteren Generationen dieselben Prozentzahlen für Austausch- gameten und Nichtaustauschgameten erhalten. — Tabelle VII. Das prozentuale Verhältnis der Mchtaustausch- und der Austausch- gameten in den Faktorengruppen A, B, C von Sol. pmcti in zwei auf- einanderfolgenden Generationen bei Panmixie, ausgehend von einer P-Generation mit dem Gametenverhältnis 4:4:4:1. Nichtaustausch- . , i . /-. . . i . . -, ^ Austausch in C Austausch in A Gameten Austausch in B Fl Fo 85,35 85,35 7,25 7.25 7,25 7,25 0,15 0.15 Wir gingen von der willkürlichen Annahme aus, daß die Koppelungs- verhältnisse AB . C und A . BC gleich häufig sind. Es wäre nun möglich, daß eine Verschiedenheit besteht, daß sie sich z. B. verhalten wie 6 : 2 und uns das Gametenverhältnis A^B^C •.AB'C:ABC:A'B'C 4:6:2:1 vorliegt. Die Tab. V enthält auch für diesen Fall berechnet die Zahlen- verhältnisse der Kombinationen in F^ und F.2 (Kolonne 8—11). In den Verhältniszahlen von Fx und Fo (Kolonne 9 und 11), die übereinstimmen, 196 J. Seiler sehen wir wieder den Satz vom konstanten Zahlenverhältnis bei Panmixie bestätigt. Ebenso bleibt selbstverständhch das Verhältnis der verschie- denen Gametensorten in allen aufeinander folgenden Generationen un- verändert, was die Tab. VIII für F^ und Fo zeigt. Rechnen "vvir wieder auf die gleiche Art, wie vorhin, die Prozent- zahlen der Austausch- und Mchtaustauschgameten aus, so erhalten wir die Werte der Tab. IX. Wieder sehen wir in Fi und F2 gleiche Zahlen. — Tabelle VIII. Das Verhältnis der verschiedenen Gameten von Sol. pineti nach ihren Chromosomenzahlen in drei aufeinander folgenden Generationen bei Pan- mixie, ausgehend von dem Verhältnis 4:6:2:1. 30 abHo 31 aTbc A-B^C 32 ABC Verhältnis p Fl F2 4 52 8788 6 78 13182 2 26 4394 1 13 2187 4:6:2:1 4:6:2:1 4:6:2:1 Da wir immerhin mit der MögHchkeit zu rechnen haben, daß bei der Rasse mit 31 Chromosomen entweder nur das Kopp elungs Verhältnis A ß . C oder nur das Koppelungsverhältnis A . B C vorliegen könnte, woUen wir auch für diese beiden Fälle die Kombinationsmöglichkeiten und die Austauschwerte ausrechnen. Tabelle IX. Das prozentuale Verhältnis der Nichtaustausch- und der Austausch- gameten in den Faktorengruppen ABC von Sol. pineti in zwei auf- einander folgenden Generationen bei Pcinmixie, ausgehend von einer P.-Generation mit dem Gametenverhältnis 4:6:2:1. Nichtaustausch- Gameten Austausch in C Aastausch in A Austausch in B Fl Fo 83,0 82,99 14,35 14,35 2,51 2,51 0,15 0,15 Im ersten Fall bleibt bei Panmixie das Gametenverhältnis konstant, wie folgt: ABC-.AlS- C:A' B 4:8: 1 C Die Kombinationsmöglichkeiten in Fi und F2 zeigt mit der Häufig- keit ihres Auftretens die folgende Tab. X. AustauschmögHchkeit besteht Geschlechtschroniosomcnuutersiicluingcn au Psychiden. 197 nur in der 4.-6. Kombination, und zwar haben wr in der 4. und 5. Aus- tausch in C und in der 6. vollständig freies Aufspalten. Berechnen wir, wie früher, das prozentuale Verhältnis der Nichtaustausch- und der Aus- tauschgameten, so erhalten wir die Werte der Tab. XL Oder liegt in der Rasse mit 31 Chromosomen die Koppelung Ä . BC vor und haben wir sonst dasselbe Gametenverhältnis, so bleiben natürlich auch die Austauschwerte in der Population gleich, nur betreffen sie andre Chromosomen bzw. Faktorengruppen, Avas die folgende Tab. XII zeigt. Tabelle X. Die Zahl der Kombinationen von Sol. pineti bei Paiimixie in zwei aufein- ander folgenden Generationen, ausgehend von dem Gametenverhältnis A'ß'C:A'B-C:ABC=4:8:l. Kom- binationen 1 a^bI:! aTb'c 2 aTb'c ifB-C 3 aTb^c ABC 4 A^BC A^BC 5 iTBC ABC 6 ABC ABC Fo 16 2704 32 + 32 5408 4- 5408 4 + 4 676 -1- 676 64 10816 8 + 8 1352 + 1352 1 169 Tabelle XL Das prozentuale Verhältnis der Nichtaustausch- und der Austausch- gameten, ausgehend vom Gametenverhältnis ABC:AB-C:A-B-C = = 4:8:1. Nichtaustausch- Gameten Austausch in C Austausch in A Austausch in B Fl Fo 75,9 75.9 23,8 23,8 0,1 0,1 0,1 0,1 Tabelle XIL Das prozentuale Verhältnis der Nichtaustausch- und der Austausch- gameten, ausgehend vom Gametenverhältnis ABC:A-BC:A'B'C = = 4:8:1. Nichtaustausch- Gameten Austausch in C Austausch in A Austausch in B 75,9 75,9 0,1 0,1 23,8 23.8 0,1 0.1 198 J- Seiler Die gleichen Austauschwerte würden für die Population zweifellos so lange fortbestehen, bis durch ii'gendeinen Eingriff oder dergleichen (Selek- tion, Zufuhr neuen Blutes, selektive Sterblichkeit usw.) das vorHegende Ver- hältnis der Genotypen der Population verändert würde. Und zwar gelten all diese Überlegungen natürlich gleich, ob ^dr es nun mit einer Population zu tun haben, die wir unter künstlichen Bedingungen erhalten, oder ob wir, wie in unserm Fall, eine natürliche Population im Auge haben. AVir deuteten schon an, daß S. pineti zweifellos als eine Art anzusehen ist, die in Umwandlung begriffen ist. Die Population muß sich also verschieben. Sie wird es aber so laugsam tun, daß war sie praktisch als konstant be- zeichnen können und unsre Ausführungen auf folgende Fonnel bringen dürfen: Die Austauschwerte in den Chromosomen-(Faktoren)grup- pen ABC von S.pineti sind bei Panmixie konstant und für jede Faktorengruppe typisch und hängen ab von dem Zahlen- verhältnis der verschiedenen Genotypen der Population. Bei unsern Ausführungen haben wir die Ausnahmschromosomen- zahlen, die wir während der Eireifung feststellen mußten, nicht berück- sichtigt. Vorausgesetzt, daß dieselben immer in ungefähr gleicher Häufig- keit auftreten und so zu bewerten sind, we wir später ausführen, so dürfen wir sie übersehen, denn sie hätten die Rechnung nur komplizierter gestaltet, ohne am prinzipiellen Resultat, dessen Bedeutung wir später besprechen werden, etwas zu ändern. Ebenso haben wir die Ausnahmschromosomenzahlen in embryonalen Zellen nicht berücksichtigt. Es ist möglich, daß sie eine Quelle sind, aus der die langsame Verschiebung der Population kommt. Wir kommen auf sie zurück. 6) DominanzerseheinuDgen. Änderung der Koppelungsverhältnisse nur im weiblichen Geschlecht. Es wäre wertvoll gewiesen, wenn wir die Gesetzmäßigkeiten, die wäh- rend der Conjugation bestehen, hätten klarlegen können. Welche der beiden Garnitm-en eines Bastards stellt sich auf die andre um? Wir wissen nur, daß in einer gegebenen Kreuzung fast immer dieselbe Garnitur sich umstellt (es handelt sich natürlich nur um ein Um- stellen in den Chromosomen Ä B C \) und zwar für die Zeit, in welcher die Paarlinge einander gegenüberliegen und noch eine km-ze Spanne darüber hinaus, bis ungefähr zum Moment der Befruchtung, um dann wieder die genetische Ausprägung zurückzuerlangen. Geschlechtscliroraosomenuntcrsuchungcn an Psychidcn. 199 Wir haben zweifellos das Recht, diese Beobachtungstatsachen als Dominanzerscheinungen zu deuten, wobei uns besonders interessiert, daß das dominante Merkmal das rezessive umbildet zu seiner eignen Aus- prägung und diese Wirkung noch etwas länger anhält, als das Zusammen- sein der beiden ungleichen Paarlinge. Die Unterschiede zwischen den Chromosomenbastarden von pineti und dem Chromosomenbastard 28 x 29 von fuliginosa, auf die vdr schon hingewiesen haben, sind sehr lehrreich. Bei fuliginosa erkennen wir die Bastardnatur auch während der Conjugationsperiode, denn die beiden Gai'nituren behalten ihre genetischen Unterschiede bei. Dem 28. Chromo- som der einen Rasse entspricht das 28. und 29. der andern. Bei der Con- jugation paaren sich die beiden Chromosomen Nr. 28, und als deutlich getrenntes Element schließt sich das 29. Chromosom der Bastardtetrade an; die Reduktionsteilung bringt ein glattes Aufspalten in 28 : 29. Wir können den fuliginosa -B&stsn'd als intermediär bezeichnen und haben damit in pineti und fuliginosa vielleicht eine zytologische Parallele zu der dominanten und intermediären Vererbung der experimentellen Richtung. Gleichwie in der experimentellen Vererbungslehre Fälle mit reiner Dominanz eine ganz große Ausnahme bedeuten, so müssen wir hier bei diesen ersten zytologischen Dominanzbeobachtungen feststellen, daß viel- leicht die Fälle mit den Ausnahmschromosomenzahlen in der Eireifung von pineti (! in Tab. I) als Dominanzwechsel angesehen werden können; wobei uns besonders wichtig ist, daß w diesen nur im weiblichen Geschlecht finden. Mt dem Dorainanzwechsel geht nämlich Hand in Hand eine Ände- rung in den Koppelungsverhältnissen und damit in den Austauschwerten. ' In der Reduktionsteilung von Gelege 28 (Tab. I, S. 175—176, Ei 37-45) ist z.B. ABC normalerweise gekoppelt; unter neun Eiern ist aber in einem (Ei 39) A (oder C) frei und mendelt. Hätten wir es mit Vererbungs- experimenten zu tun, so würde demnach für diese Kreuzung ein Fak- torenaustausch von A a (oder C c) in einer Höhe von 5,5% typisch sein. Denselben Austauschwert ergäbe Gelege 17 und zwar auch hier nur im weiblichen Geschlecht. In Gelege 85 haben wir den umgekehrten Fall. JMormalcnveise werden die Gameten A . B^C oder A^B . C gebildet. Aus- nahmsweise aber (Ei 46 und 56) haben wir vollständige Koppelung, also ABC — Ob diese Dominanzänderung einer bleibenden Abänderung der einen Garnitur gleichkommt oder sie zur Folge hat, können wir nicht sagen. Wir hätten keinen Grund für eine solche Annahme. Für diese Ausnahmschromosomenzahlen bestehen allerdings noch zwei andre DeutungsmögUchkeiten. Wir konnten in all diesen Fällen 200 J. Seiler mir eine Chromosomenplatte auszählen und haben es vielleicht hier mit einem vorzeitigen Wiederherstellen der genetischen Ausbildung der re- zessiven Garnitur eines Bastardes zu tun. Doch halten wir diese Deutungs-