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Entwieklungsgeschichte . ' herausgegeben ee + FR, . ©. ee in Berlin,
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W. Waldeyer in Berlin. v
Fortsetzung von Max Schultze’s Archiv für mikroskopische Anatomie.
Vierundsechszigster Band.
Mit 40 Tafeln und 42 Textfiguren.
Bonn Verlag von Friedrich Cohen 1904,
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Inhalt.
Uytologische Studien an künstlich parthenogenetisch sich entwickelnden Eiern von Mactra. Von K. Kostanecki. (Aus dem anatomi- schen Institut der k. k. Jagellonischen Universität in Krakau). Hierzu Tafel I—-V und 10 Textfiguren .
Das Sehorgan von Protopterus annectens. Von Prof. Dr. Hosch in Basel. Hierzu Tafel VI
Selbst- und Kreuzbefruchtung bei solitären Aseidien. Von S. Gutherz, cand. med. (Aus dem anatomisch-biologischen Institut der Univer- sität Berlin.) : ANEEN AEIL FUN
Über die menschliche Steissdrüse. Von J.W. Thomson Walke r® M.B.C.M. Edin., F.R.C.S. Eng. (Aus dem Wiener pathologisch- anatomischen Institut (Hofrat Weichselbaum). Hierzu Tafel VII und 9 Textfiguren
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Entwicklungsgeschichte der Langerhans’schen Inseln im Pankreas beim menschlichen Embryo. Von Dr. H. Küster, I. Assistent am pathologisch-anatomischen Institut zu Göttingen. (Aus dem pathologisch-anatomischen Institut zu Göttingen.) Hierzu Tafel VIII
Die Nervenendigungen im Nagelbett des Menschen. Von A.S. Dogiel, 0. ö. Professor der Histologie an der Universität St. Petersburg. Hierzu Tafel IX und X .
Über die Entwicklung der Kiemen bei Fischen. Von Dr. Theodor Moroff, München. (Aus der kgl. bayer. biol. Versuchsstation für Fischerei.) Hierzu Tafel XI und XII
Über die Entwicklung der Vorniere und des Vornierenganges bei Säugern. Von J. Janosik, Prag. Hierzu Tafel XIII und XIV
Über den feineren Bau und die Funktion der Hypophysis des Menschen, Von Dr. med. Vittorio Scaffidi. (Aus dem Laboratorium für allgemeine Pathologie der kgl. Universität zu Rom. Direktor Prof. A. Bignami.) Hierzu Tafel XV. a pe
Über die Vorniere und die Bildung des Müller’schen Ganges bei Salamandra maculosa. I. Von Hans Rabl, Wien. Hierzu Tafel XVI—XXI und 15 Textfiguren
Beitrag zur Entstehung des Corpus luteum der Säugetiere. Von Dr. Johann Jankowski, Arzt. Hierzu Tafel XXII .
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Über die Entwicklung und Histogenese der Ammonshornformation. Von Dr. Giuseppe Levi, Privat-Dozent. (Aus dem anatomischen Institut zu Florenz. — Professor G. Chiar Y i.) Hierzu
Tafel XXIV. ni
Beiträge zur mikroskopischen Anatomie der Prostata und Mamma des Neugeborenen. Von stud. med. Julius Schlachta, Demonstrator an der I. anatomischen Lehrkanzel. (Aus dem I. anatomischen Institut in Wien.) Hierzu Tafel XXV—XXVL .
Neue Beobachtungen an Helminthen. Von Dr. von Linstow in Göttingen. Hierzu Tafel XXVII . -
Zur Kenntnis gewisser Strukturbilder (, Keane ; „Saftkanälchen“, „Trophospongien“) im Protoplasma verschiedener Zellenarten. Von Fredrik von Bergen, früh. Assistent. (Aus dem anatomischen Institut zu Uppsala.) Hierzu Tafel XXIX—XXXI
Studien über Neuroglia. Von Dr. med. W. Rubaschkin. (Aus dem histologischen Laboratorium der kais. Militär-Medic. Akademie in we Petersburg.) Hierzu Tafel XXXII—XXXV
i Beitrag zur Kenntnis des Stadiums der „primären in toto Konzen- rischen“ Knochenbildung. VonDr.H. Meyburg. (Aus dem königl. anatomischen Institut zu Halle a. S.) Hierzu 8 Textfiguren
Über die „Geruchsknospen“. Von Dr.K. Kamon aus Kyoto (Japan). Aus dem anatomischen Institut der Universität Würzburg.) Hierzu Tafel XXXVI
Über die Entwicklung des Tubentrichters und seiner Beziehungen zum Bauchfell bei Salamandra maculosa.. Von Hans Rabl. Hierzu Tafel XXXVII—XL
Nachtrag zu Fredrik von Bergens Arbeit, pag. 498 dieses Bandes
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Aus dem anatomischen Institut der k. k. Jagellonischen Universität in Krakau.
Cytologische Studien an künstlich parthenogenetisch sich entwickelnden Eiern von Mactra.
Von K. Kostanecki.
Hierzu Tafel I-V und 10 Holzschnitte.
Im Monate Juli 1902 habe ich in einer vorläufigen Mitteilung‘ ) die Resultate meiner im Monate April und Anfang Mai 1902 in der zoologischen Station in Neapel vorgenommenen Untersuchung über künstliche Befruchtung und künstliche parthenogenetische Furchung bei Mactra veröffentlicht, jedoch nur insofern, als ich die Vorgänge am lebenden Material unter dem Mikroskop ver- folgen konnte. Seitdem habe ich das umfangreiche fixierte und eingebettete Material?) auf Schnitten genauer untersucht. Der Zweck dieser Untersuchung war vor allem der, über die im Innern des Eies bei der künstlichen Parthenogenese sich ab- spielenden Vorgänge Aufschluss zu erhalten. Um jedoch die- selben beurteilen zu können, musste ich zunächst den Reifungs- und Befruchtungsprozess bei diesem Mollusken genauer cytologisch kennen lernen.
') Über künstliche Befruchtung und künstliche parthenogenetische Furchung bei Mactra. Bulletin de l’Acad&mie des sciences de Cracovie. Classe des sciences math&matiques et naturelles. Juillet 1902.
?) Sowohl die künstlich befruchteten, als auch die in künstlicher parthenogenetischer Entwicklung begriffenen Eier wurden in den gewünschten Zeitabständen in Perennyi’scher Flüssigkeit fixiert, sodann durch Alkohole von 70, 80, 90, 96°/o, absoluten Alkohol (2 mal) Chloroform mit Alkohol aa, Chloroform, mit Paraffin gesättigtes Chloroform durchgeführt und in Paraffin vorsichtig eingebettet; darauf in Serienschnitte von 5 « Dicke zerlegt und mit Eisenhämatoxylin nach Vorfärbung in Bordeaux R. gefärbt.
Archiv f. mikrosk. Anat. Bd.64. 1
2 K. Kostanecki:
I. Reifungs- und Befruchtungsprozess.
Sowohl der Reifungs- als auch der Befruchtungsprozess verläuft bei Mactra in der für Mollusken, man kann sagen, typischen Weise. Die unbefruchteten Eier erscheinen kugelig, ihr Zellleib ist feinkörnig, nur gegen die Oberfläche hin befindet sich eine Rindenschicht von grossen, dunkleren, stark licht- brechenden Körnern, welche auf Schnitten sich intensiv schwarz färben. In der Mitte des Zellleibes, meist genau in der Mitte, bisweilen etwas excentrisch, liegt das grosse Keimbläschen mit dem grossen Kernkörperchen.
Die unbefruchteten Eier, mögen sie auch mehrere, (d—7) Stunden im Meerwasser liegen, zeigen keine Veränderungen; ohne Befruchtung wird also bei Mactra, im Gegensatz zu vielen anderen Tierspezies, die Richtungsmitose nicht eingeleitet; nach Zusatz von Samen beginnt dagegen das Keimbläschen nach einiger Zeit seine runde Gestalt zu verlieren. Am lebenden Material lassen sich die hierbei abspielenden Vorgänge nur in den all- gemeinsten Zügen verfolgen, denn die Eier von Mactra sind wegen der dichten Anhäufung des Dotters und der grösseren Körner in der Rindenschicht wenig durchsichtig. An Schnitten von Eiern, welche 20—30 Minuten nach der Befruchtung fixiert wurden, wie in Fig. 1, sieht man, dass seitlich am Kern zwei Strahlungen mit kleinen Centralkörperchen in der Mitte, zu sehen sind, welche an dieser Stelle die Kernmembran zum Schwinden bringen und mit ihren Strahlenenden sich mit dem Liningerüst in Verbindung setzen. Die diesem Stadium voran- gehende Teilung des Centriols und die ällmähliche Entfernung seiner Teilhälften kann man bei Mactra ebenso wenig, wie bei den meisten anderen Tieren verfolgen. Die weiteren Vorgänge: die Ausbildung der I. Richtungsspindel, mit 12 typischen Chromosomen-Vierergruppen, ihrVorrücken gegen die Eioberfläche, die Ausstossung des I. Richtungskörpers, die Ausbildung der II. Richtungsspindel, die Ausstossung des II. Richtungskörpers stimmen im wesentlichen so vollkommen mit den Bildern, welche ich bei Physa fontinalis, bei Myzostoma glabrum, bei Cerebratulus marginatus beschrieben und abgebildet habe, und welche von einer ganzen Reihe von Autoren für Mollusken und andre Tiere geschildert wurden, überein, dass ich auf eine detaillierte Schilderung verzichten zu können glaube und, um die Bilderzahl
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 3 nicht zu häufen, die verschiedenen Übergangsstadien nicht vor- fübre, sondern mich auf einen Hinweis auf die Fig. 2—5 beschränke. Bei dem Hinaufrücken der Richtungsspindel gegen die Eioberfläche werden an dieser Stelle die in der Rindenschicht gelegenen grossen Deutoplasmakörner verdrängt, und es wird dadurch ein ausgesprochener Gegensatz zwischen dem animalen und vegetativen Pol erzeugt, welcher auch weiterhin verbleibt. Bei Abschnürung des II. Richtungskörpers bildet sich aus den zusammengefassten Centralspindelfasern ein sehr schöner und deutlicher Zwischenkörper (Fig. 5), welcher samt dem Rest der Centralspindelfasern sich einige Zeit forterhält (Fig. 6).
Aus den 12 stäbchenförmigen Chromosomen, welche im Ei, nach Ausstossung des II. Richtungskörpers verblieben sind, bildet sich ein bläschenförmiger, zunächst etwas lappiger, dann runder Kern. Die Strahlung samt dem Üentriol schwindet allmählich, wenn auch einige Zeit lang, seitlich vom Kern (infolge der telokinetischen Verlagerungen) Spuren der Strahlung zu sehen sind. Der Kern wandert allmählich von der Ei- peripherie gegen das Eiinnere hin und rückt dem ihm sich nähernden Spermakern entgegen. Die Schicksale des Spermakerns sind ohne weiteres aus den Figuren 1—7 ersichtlich. Der Spermakopf quillt zunächst zu einem kleinen, runden, compakten Kernbläschen an, erst nach Ausstossung des I. Richtungskörpers, während der II. Richtungsmitose gewahrt man neben ihm eine Strahlung. Sowohl in diesem Stadium, als auch während der Wanderung des Spermakerns gegen den Eikern, kann man die- selben Variationen, wie bei Physa, Cerebratulus und anderen Tieren beobachten; einmal ist in der, dem Kern noch dicht anliegenden Strahlung nur ein Centriol, ein andermal zwei Centriolen zu sehen (vergl. Fig. 4); die Strahlung kann sich einmal früher und mehr, ein andermal später und weniger von dem Spermakern entfernen (vergl. Fig. 3, 4, 5, 6,) und der Eintritt der Zweiteilung des Centriols ist auch fernerhin sehr variabel, indem einmal in verhältnismässig wenig ab- gerückter Strahlung ein doppeltes Centriol (Fig. 4, 5), selbst mit kleiner Centralspindel (Fig. 5) zu sehen ist, während es ein andermal in der weiter dem Kerninneren zugewendeten Strahlung
einfach ist (Fig. 3, 6). 1*
4 K. Kostanecki:
Das allmählich anwachsende, zunächst lappige, dann runde Spermakernbläschen liegt lange Zeit nahe an der Eiperipherie, auch dann noch, als der Eikern eine runde Bläschenform an- genommen hat. Dann erst wandert es verhältnismässig rasch dem sich dem Eiinneren nähernden runden Eikern entgegen (Fig. 7). Zwischen den beiden Geschlechtskernen sieht man die Spermastrahlung, die in diesem Stadium stets schon doppelte Centriolen enthält. Dieselben entfernen sich von einander, man sieht zwischen ihnen eine deutliche Üentralspindel, es bilden sich zwei typische Strahlensonnen aus (Fig. 8). Die ganze achromatische Figur nimmt eine immer mehr symmetrische Lage in der Kopulationsebene der beiden Geschlechtskerne ein, welche anwachsen und sich dicht aneinanderlegen (Fig. 9). Wichtig ist es, dass die Strahlungen und ihre Üentriolen auch weiterhin bis zur Ausbildung der karyokinetischen Spindelfigur in deutlicher Weise erhalten bleiben, im (regensatz zu den meisten anderen Tieren, bei denen in der Zeit, wo die Geschlechts- kerne nach gegenseitiger Annäherung erst ein längeres Vor- bereitungsstadium durchmachen, bevor sie in. Chromosomen zer- fallen, die Strahlungen samt den Centrosomen nicht nachzu- weisen sind. Bei Mactra folgt auf das in Fig. 9 dargestellte Stadium bald die Auflösung der Kernmembran und der Zerfall der Kerne in Chromosomen, welche entsprechend ihrer Herkunft deutlich in zwei Gruppen gesondert liegen; mit ihnen stehen zwei mächtige Zugfasernkegel in Verbindung. Für Mactra kann es keinem Zweifel unterliegen, dass die achromatische Figur und die ÜCentriolen der ersten Furchungsspindel aus der Strahlung des Spermatozoons und seinem Üentriol hervor- gegangen sind. In dem Knäuelstadium, wie es die Fig. 10 darstellt, sieht man schon die karyokinetische Figur etwas excentrisch gelegen, der eine Pol ist mehr der Eiperipherie genähert; noch deutlicher tritt dies im Stadium des Muttersterns (Fig. 11), des Diasters (Fig. 12) zu Tage. Dieser Lage der karyokinetischen Figur entspricht auch die darauffolgende Teilung des Eies in zwei sehr ungleiche Blastomeren (Fig. 13). In der an der Berührungsfläche neugebildeten Grenzschicht der Tochter- zellen sieht man die dunklen Körner, welche aus der Peripherie der Eizelle dorthin gelangt sind; in der Mitte liegt ein schöner Zwischenkörper, von dem nach den beiden Zellen hin Überreste
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. )
der Üentralspindel in der Form von deutlichen Strahlenbündeln ausgehen. Neben den Kernen sieht man in Fig. 13 die achro- matischen Figuren angeschnitten, welche sich, als Vorbereitung zur weiteren Teilung, zu bilden beginnen.
Bezüglich der Zeit, in welcher bei Mactra die Teilung in zwei Furchungszellen eintritt, kann man grosse individuelle Schwankungen feststellen, indem in einigen Serien die Teilung schon in 1 Stunde 30 Minuten, in anderen erst in 1 Stunde 50 Minuten, selbst in 2 Stunden und einigen Minuten erfolgte. !)
Nach weiteren 50—55 Minuten (bei sich rasch entwickelnden Serien in etwa 2 Stunden und 15 Minuten vom Augenblick der Befruchtung an) hat man schon vier Furchungszellen, von denen drei ungefähr gleich gross, die vierte aber viel grösser ist; die weiteren Furchungsteilungen verlaufen in sehr raschem Tempo, in etwa 10 Minuten geht das 4-Zellen-Stadium ins 8-Zellen- Stadium über. Am lebenden Material bieten die einzelnen Phasen Konturbilder dar, wie sie in der Textfigur 1 dargestellt sind.
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Fig. 1.
Nach erfolgter Befruchtung erscheint das Ei von einer dünnen Membran umgeben, welche dem Ei dicht anliegt, so dass nur ein kleiner Zwischenraum zwischen ihr und dem Ei zu bestehen scheint; man gewahrt die Membran viel deutlicher da, wo sie durch den sich abschnürenden I. und II. Richtungskörper
') Diese Schwankungen betreffen auch die früheren Stadien; so erfolgte bei rasch sich entwickelnden Eiern die Ausstossung der I. Richtungskörper in 35 Minuten, bei anderen erst in 45—50 Minuten.
6 K. Kostanecki:
abgedrängt wird, oder wenn sich das Ei in Tochterzellen teilt und sie dann die tiefen Einbuchtungen zwischen den Zellen überbrückt. An fixierten Eiern ist die Membran nur an der Abschnürungsstelle der Richtungskörper, sonst aber überhaupt im ganzen Umfange des Eies nicht zu sehen.
Mactra ist ein Material, das in Neapel ziemlich leicht zu beschaffen ist. Dabei bietet es für künstliche Befruchtung sowie für experimentelle Untersuchungen an den Eiern insofern günstige Verhältnisse, als die Tiere zur Zeit der Geschlechtsreife die Geschlechtsprodukte in grossen Mengen enthalten, so dass sie sich beim blossen Anschneiden der Geschlechtsorgane in grosser Menge entleeren. Da zudem die Tiere getrennt-geschlechtlich sind, so beschloss ich zu versuchen, ob bei denselben sich nicht auch die, seit den Arbeiten von Loeb so in den Vordergrund der Discussion getretene, sogenannte künstliche Parthenogenese erreichen liesse. Dabei leiteten mich mehrere Gesichtspunkte: Zunächst ist die Frage der sogenannten künstlichen Parthenogenese überhaupt so neu, dass die Ausdehnung der Versuche auf neue Tiergruppen von selbst geboten erscheint, da einerseits nur dadurch festgestellt werden kann, ob die Möglichkeit der künst- lichen Parthenogenese nur auf einige Tiergruppen beschränkt oder allgemeiner verbreitet ist, anderseits es sich von vorneherein erwarten lässt, dass bei neuen Tiergruppen vorgenommene Experimente auch neue Tatsachen bringen und neue (esichts- punkte eröffnen können. Zudem sind gerade bei Mollusken Versuche, die von positivem Erfolg begleitet wären, bisher nicht verzeichnet; die diesbezüglichen Versuche Ariolas bei Dentalium entalis fielen negativ aus.
Sodann war der Zweck der Vornahme dieser Experimente vor allem der, nicht nur die blosse Tatsache der Möglichkeit der Furchung ohne Befruchtung unter dem Einfluss des ver- änderten umgebenden Mediums festzustellen, sondern auch, die Vorgänge an Serienschnitten genauer cytologisch zu analysieren. Und hierbei schien es mir vor allem ein besonderes Interesse zu bieten, eine derartige Untersuchung an Eiern derjenigen Tiere vorzunehmen, bei denen die Ausstossung der Richtungs- körper normalerweise erst nach der Befruchtung erfolgt, um festzustellen, in welcher Weise bei der Vornahme der sogenannten
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 7
künstlichen Parthenogenese die Richtungsmitose abläuft und in welchem Verhältnis das Eicentriol zu den Centriolen der Furchungsspindel steht. ‘Denn die bisherigen, diesbezüglichen Experimente, die cytologisch genauer untersucht wurden, betrafen nur Echinodermen und zwar diejenigen, bei denen die Richtungs- körper bereits vorher innerhalb der Geschlechtsorgane aus- gestossen worden waren; bei den Experimenten an anderen Tieren wurde den Richtungskörpern wenig Beachtung geschenkt; nur für die Eier von Chaetopterus pergamentaceus haben wir die Beobachtung Meads und Morgans, dass die Richtungs- körper ganz so wie bei den durch Spermatozoön befruchteten Eiern ausgestossen werden. Ähnliches beschreibt Yves Delage für die Eier von Asterias; die Vorgänge, welche sich aber in der Eizelle nach Ausstossung des II. Richtungskörpers vor der Teilung in zwei Furchungszellen abspielen, haben diese Autoren nicht genauer analysiert. Die Eier von Mactra, an denen im gewöhnlichen Meerwasser, mögen sie darin noch so lange liegen, ohne Befruchtung die Richtungsmitose nicht eingeleitet wird, schienen mir zur Vornahme der Versuche über die sogenannte künst- liche Parthenogenese ein besonders geeignetes und günstiges Material zu bilden. Bei der Vornahme der Experimente kommt es natürlich vor allem darauf an, die Möglichkeit der Befruchtung der zum Experiment verwendeten Eier durch Spermatozoön zu verhüten; und bei Mactra besteht hierbei die hauptsächlichste Schwierigkeit darin, dass das Geschlecht der Tiere äusserlich nicht zu erkennen ist. Ich suchte daher diesen Übelstand durch eine Reihe anderer Vorsichtsmassregeln zu heben. Vor allem suchte ich die Tiere, soweit es nur möglich war, zu isolieren, indem ich die Individuen, welche am nächsten Tage zum Experiment verwendet werden sollten, einzeln in je ein kleines Bassin mit durchfliessendem Meerwasser legte, bisweilen sogar einige Tage die Tiere auf diese Weise isoliert hielt. Die Er- öffnung der Tiere habe ich in grösserer Entfernung von den Flüssigkeiten, in welche die Eier gebracht werden sollten, vor- genommen. Falls es sich nach der Eröffnung der Schaale zeigte, dass ich ein männliches Individuum vor mir hatte, habe ich, bevor ich die Eröffnung eines neuen Individuums vornahm, zu- nächst aufs sorgfältigste die Hände und die Scheere mit Seife unter fliessendem Wasser längere Zeit gewaschen, gründlich ab-
3 K. Kostanecki:
getrocknet und sodann die Scheere noch über der Flamme erhitzt, sodass die Übertragung von Spermatozoön auf das zweite Indivi- duum auf diesem Wege ausgeschlossen war.
Um aber absolut sicher zu sein, dass keine Spermatozoen das Experiment verunreinigten, bin ich in der Weise vorgegangen, dass ich stets zu je einem Experiment die Eier von nur je einem Individuum verwendete (was bei der grossen Menge der sich aus den Geschlechtsorganen entleerenden Eier mehr als genug ist) und immer die sich zunächst in die innerhalb der Muschel- schaalen befindliche Flüssigkeit entleerenden Eier (welche also naturgemäss noch am ehesten mit etwaigen Spermatozo@ön in Berührung hätten kommen können) in ein Gefäss mit gewöhn- lichem Meerwasser als Kontrolleier brachte und erst die hierauf aus den angeschnittenen Geschlechtsorganen herausfliessenden Eier zu dem eigentlichen Experiment verwendete und sie in die jeweilige zum Experiment dienende Flüssigkeit abfliessen liess.
Ich habe dann jedesmal in verschiedenen Zeitabständen von den Kontrolleiern grössere Proben entnommen und unter dem Mikroskop untersucht; um nachträgliche Wiederholungen zu vermeiden, muss ich von vorneherein bemerken, dass ich in keinem einzigen Falle, selbst nach 5—7 Stunden, je irgend- welche Veränderungen an irgend einem Kontrollei bemerkt habe; die Eier waren nicht gefurcht, sie hatten keine Richtungskörper ausgestossen und man konnte in ihnen, ganz wie in den frischen unbefruchteten Eiern, in der Mitte das grosse, kugelige Keim- bläschen wahrnehmen. Auf diese Weise hatte ich, glaube ich, die sicherste Gewähr dafür, dass das Experiment — und dies gilt für alle — in dieser Beziehung „rein“ war. Die letzten Spuren irgend welcher Zweifel sollten dann schliesslich durch die Schnittpräparate gehoben werden.
Ich habe diese Experimente erst, nachdem ich vorher sämtliche Stadien der befruchteten Eier gesammelt hatte, gegen den 20. April begonnen; da in diesem Jahre in Neapel Ende April und Anfang Mai die Witterung sehr ungünstig und das Meer sehr bewegt war, so konnte ich leider das in solchen Fällen nur selten und schwer zu beschaffende Material von Mactra trotz des liebenswürdigsten Entgegenkommens Dr. Lobiancos, nicht in der Menge erhalten, wie es zur Durchführung einer grösseren Reihe von Experimenten erforderlich gewesen wäre.
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 5)
Das Material, welches ich zur Verfügung hatte, war aber immerhin ausreichend, um doch eine Reihe von fundamentalen Versuchen auszuführen, welche es mir auch ermöglichten, die verschiedenen Stadien zu fixieren und behufs weiterer genauerer cytologischer Untersuchung in Paraffin einzubetten.
Ich habe mich behufs Erhöhung der Konzentration des Meerwassers dreier der von Loeb angewandten Salzlösungen bedient, nämlich der Normallösung von KCl, Na Cl und Ca Cl, sodann habe ich auch die Konzentration durch Hinzugabe ein- gedampften Meerwassers erhöht. Jede Versuchsreihe bot unter gewissen Umständen ein positives Resultat bezüglich der Ein- leitung der parthenogenetischen Furchung, bei jeder ergaben sich aber in den Einzelheiten besondere Eigentümlichkeiten.
Parthenogenetische Reifungs- und Furchungsteilung bei Zusatz von KCl.
Ich habe zunächst diejenigen Eier genauer cytologisch analysiert, welche durch Zusatz von KÜl zur Reifungs- und sodann zur Furchungsteilung angeregt wurden. Der cytologischen Analyse lasse ich zunächst die am lebenden Material gemachten Beobachtungen vorangehen.
T. Versuchsreihe. 2!/s n. KCI-Lösung ie denen, ıD ccm normales Meerwasser . . ..9 „ Mit dieser Konzentration habe ich drei Versuche angestellt, in jedem aber die Eier in der Lösung verschieden lange Zeit verbleiben lassen.
Versuch 1. Nach 45—50 Minuten sieht man bei einer grossen Zahl der Eier die Abschnürung des I. Richtungskörpers.
Der II. Richtungskörper wird nur bei einem sehr geringen Bruchteil der Eier abgeschnürt, etwa in einem Ei auf mehrere Hundert. Die Eier verbleiben in der Flüssigkeit vier Stunden. Bis zu dieser Zeit sieht man keine Furchung des Eies. Die Flüssigkeit wurde nach vier Stunden abgegossen und die Eier in eine grosse Menge normalen frischen Seewassers gebracht. Ein verhältnismässig kleiner Teil der Eier teilt sich nach einigen Minuten in zwei teils gleiche, teils ungleiche Tochterzellen; andere, wenngleich sie zwei Richtungskörper ausgestossen haben,
10 K. Kostanecki:
bleiben auch nach sechs Stunden ungeteilt; auch die Eier, welche sich geteilt haben, gehen über das Zwei -Zellenstadium nicht hinaus.
Versuch 2. Die in die Flüssigkeit hineingelegten Eier wurden in der Flüssigkeit 45 Minuten belassen. Während dieser Zeit habe ich die Eier von Zeit zu Zeit unter dem Mikroskop untersucht. Schon nach 15 Minuten sah man, dass das in der Mitte des Eies gelegene grosse Keimbläschen seine Konturen verlor, man konnte, ähnlich wie bei den durch Spermatozoen befruchteten Eiern, an Stelle desselben ein helleres Feld mit dizentrischer Anordnung der plasmatischen Teile bemerken und nach einiger Zeit sah man die karyokinetische Figur gegen die Oberfläche hinaufrücken, darauf in einigen Eiern nach etwa 45 Minuten von Beginn des Experiments!) sich den I. Richtungs- körper abschnüren, ganz wie bei den durch Spermatozoen befruchteten Eiern. Darauf sah man in dem helleren Feld unter dem abgeschnürten Richtungskörper, wiederum ganz wie in den befruchteten Eiern, eine dizentrische Anordnung der Plasmateile und darauf, in einer Stunde 20—25 Minuten ungefähr, die Ausstossung eines II. Richtungskörpers; ein bedeutender Unterschied in der Zeit der Ausstossung des I. und II. Richtungs- körpers besteht also zwischen diesen Eiern und den durch Spermatozo@n befruchteten nicht. Jedoch muss hervorgehoben werden, dass in einem ziemlich grossen Prozentsatz der Eier sich die Ausstossung der beiden Richtungskörper verzögerte, ebenso wie auch bezüglich der weiterhin zu beschreibenden Vorgänge bedeutende zeitliche Schwankungen vorkamen; bei einem anderen Teil der Eier traten überhaupt keine Veränderungen ein. Schon kurze Zeit nachdem die Eier in die Flüssigkeit gebracht wurden, zeigte sich auf der Öberfläche eine feine Membran, die vollkommen dasselbe Aussehen bot, wie bei den normalen befruchteten Eiern (vergl. Figur 2).
Nach Ausstossung der beiden Richtungskörper tritt dann eine längere Pause ein, während welcher es wegen der grossen angesammelten Deutoplasmamasse sehr schwer ist, am lebenden Ei zu verfolgen, was in der Eizelle vorgeht. Erst in 5—6 Stunden konnte man aus der hantelförmigen Gestalt des helleren Feldes
', Die Zeitangaben beziehen sich, überall, wo nicht etwa speziell anderes angegeben ist, auf die vom Beginn des Experimentes verflossene Zeit.
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 11
in der Mitte der Eizelle schliessen, dass eine dizentrische Anordnung der plasmatischen Teile stattgefunden hat.
Textfigur 2.
Nach sechs Stunden konnte man dann an der Mehrzahl der Eier den Beginn der Zweiteilung feststellen. Wenn wir die Zeit des Eintrittes der Zweiteilung dieser Eier (ungefähr sechs Stunden) mit der Zweiteilung bei den befruchteten Eiern — auch bei den langsam sich entwickelnden Serien ungefähr zwei Stunden — vergleichen, so sehen wir eine sehr bedeutende Verzögerung: einige Eier teilen sich sogar erst nach sieben Stunden. Nach 10 Stunden war ein Teil der Eier in sechs Zellen geteilt, darüber gingen sie nicht hinaus. Versuch 3 ist ganz identisch mit dem Versuch 2, nur dass die Eier in der Flüssigkeit, anstatt 45 Min., eine Stunde verblieben. Sowohl bezüglich der Ausstossung der Richtungskörper als auch bezüglich des Zeitpunktes des Eintrittes
12 K. Kostanecki:
der Zweiteilung war in beiden Versuchen kein Unterschied zu verzeichnen. II. Versuchsreihe. SEDIBOL 2. ER N FRI CH
Meerwasser 7 ur. ee PERL BON -'}
Ich habe zunächst eine Reihe von Versuchen angestellt, in denen ich die Eier längere Zeit hindurch in der Lösung verbleiben liess, so im 1. Versuch 4 Stunden, im 2. Versuch 3!/2 Stunden, im 3. Versuch 3 Stunden, im 4. Versuch 2'/s Stunden, im 5. Ver- such 2 Stunden, im 6. Versuch 1!/s Stunden.
Alle diese sechs Versuche zeigten den gleichen Verlauf: In der grossen Mehrzahl der Eier sah man das kugelige Keim- bläschen schwinden und offenbar die karyokinetische Figur sich ausbilden, indessen erfolgte die Ausstossung der Richtungskörper bei einem nur sehr geringen Teil dieser Eier, ungefähr in einem Ei auf etwa 100—200 Eier und hierbei konnte man wiederum wahrnehmen, dass meist nur ein Richtungskörper ausgestossen wurde, nur in ganz seltenen Fällen zwei. Die eventuelle Aus- stossung des I. Richtungskörpers erfolgte in etwa 45—50 Minuten, die des II. nach sehr wechselnder Frist. In den Eiern, welche, trotz der Auflösung des Keimbläschens, keine Richtungskörper ausgestossen haben, konnte man bisweilen mehrere Strahlungen wahrnehmen, welche etwa vielpolige karyokinetische Figuren oder dergl. vermuten liessen.
Der weitere Verlauf war in diesen Versuchen (gleichgiltig, wie lange die Eier in der Lösung verbleiben, bevor sie ins frische Meerwasser gebracht wurden, ob wie im 1. Versuch 4 Stunden, oder wie im 6. Versuch 1!/s Stunden) stets derselbe: nach ungefähr 3, 3'/a—4 Stunden, aber immer schon in frischem Meer- wasser, sah man die Eier in die Länge gestreckt, sodann an der mehr abgeflachten Seite eingeschnürt, und sodann erfolgte (aber nicht an allen Eiern gleichzeitig, bisweilen mit grosser Verzögerung), die Durchschnürung in zwei, meist ähnlich wie bei der normalen Befruchtung, ungleiche Zellem, bisweilen aber auch in zwei gleich grosse Tochterzellen (vergl. Textfigur 3). Hiebei konnte man fest- stellen, dass die Teilung in zwei Furchungszellen an einer über- wältigend grösseren Zahl der Eier erfolgte, als die Zahl der- jenigen war, an denen man die Ausstossung der Richtungskörper wahrnehmen konnte. Hieraus ergab sich notwendigerweise der
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 13
Schluss, dass in einer ganzen Zahl der Eier die Ausstossung der beiden Richtungskörper, teilweise nur des Il. Richtungskörpers, unterdrückt wurde, und dasEi sich unmittelbar in zwei Furchungs- zellen teilte.
Textfigur 3.
Nach sechs Stunden waren die Eier teils in drei, teils in vier, teils in fünf oder sechs Zellen geteilt, am anderen Morgen, d. h. nach 24 Stunden, sah ich die Teilung weiter fortgeschritten es waren einige Eier in mehr als 10 Zellen geteilt, dieselben boten aber das Bild von absterbenden Zellen.
Versuch 7. Die Eier verblieben in der Lösung 30 Minuten. Während dieser Zeit sah man die typischen Veränderungen an dem kugeligen Keimbläschen; in etwa 45—50 Minuten erfolgte (schon in dem frischen Meerwasser), die Ausstossung des I., so- dann die des II. Richtungskörpers. Die Eier boten, auch was die Eimembran anbetrifft, ganz dasselbe Aussehen dar, wie die normalen durch Samenfäden befruchteten Eier. Die Teilung in zwei Zellen beginnt in vier Stunden, nach sechs Stunden sind etwa ?/s der Eier teils in zwei, teils in drei, ein Teil in vier Zellen geteilt, darauf sammelt sich jedoch um die Kerne an der Stelle, wo die achromatische, karyokinetische Figur liegt, die normaler- weise die Eiperipherie einnehmende grobkörnige Plasmamasse, wodurch der innere Teil der Zellen dunkel erscheint, der ober- flächliche Teil dagegen viel heller (während für gewöhnlich das Umgekehrte der Fall ist), und die Eier teilen sich nicht weiter.
14 K. Kostanecki:
Im Vergleich zu den Versuchen 1—6 einerseits und zu dem Versuch 7 andererseits bot ein interessantes Ergebnis der Versuch 8, bei dem ich die Eier in der Lösung eine Stunde ver- weilen liess. Während dieser Zeit erfolgte an der grossen Mehr- zahl der Eier der Schwund des kugeligen Keimbläschens, aber nur an einem sehr geringen Bruchteil, etwa in einem Ei auf 100—200 sah man nach etwa 45—50 Minuten die Ausstossung des I. Richtungskörpers; als die Eier aber nach Verlauf von einer Stunde in frisches Meerwasser gebracht wurden, sah man ganz rasch an der Mehrzahl der Eier den I., sodann an einer, wenn auch geringeren Zahl, den II. Richtungskörper sich abschnüren. Der weitere Verlauf bot ganz dasselbe Bild, wie im Versuch 7 dar, die Teilung der Eier in zwei Zellen begann aber schon in 3!/s Stunden.
Überblicken wir die erste Versuchsreihe, in der die schwächere KClI-Lösung zur Verwendung gelangte, so ersehen wir, dass in 45—50 Minuten, also in ungefähr derselben Zeit, wie bei befruchteten Eiern, die Ausstossung des I. Richtungskörpers erfolgte, wenn aber die Eier in der Lösung weiterhin verblieben, so wurde der weitere Entwicklungsgang sistiert, es trat die Aus- stossung des II. Richtungskörpers nur ganz ausnahmsweise, nur in einem sehr geringen Bruchteil der Eier, die Teilung des Eies in zwei Furchungszellen überhaupt gar nicht ein. Werden die Eier aber nach 45 Minuten oder einer Stunde in frisches Meer- wasser übertragen, so erfolgt sowohl die Ausstossung des II. Richtungskörpers als auch die Teilung der Eizelle.
In der zweiten Versuchsreihe, in welcher die stärkere Lösung von KÜl verwendet wurde, erfolgtein den Eiern, solange
sie in der Lösung verblieben — wiederum von einem sehr geringen Bruchteil der Eier abgesehen (vergl. oben) —, trotz
des Schwundes des Keimbläschens und der Ausbildung der karyokinetischen Figur, die Ausstossung der Richtungskörper überhaupt nicht. Wurden die Eier aber, nachdem sie längere Zeit (1'/j.—4 Stunden) in der Lösung verblieben sind, in frisches Meerwasser gebracht, so erfolgte zwar keine Ausstossung der Richtungskörper mehr, aber es trat die Teilung der Eizelle in zwei Furchungszellen ein. Wenn aber die Eier rechtzeitig (nach '/2 Stunde, oder einer Stunde) in frisches Meerwasser übertragen wurden, so erfolgte die Ausstossung der beiden Richtungskörper
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 15
in ungefähr derselben Zeit, wie bei befruchteten Eiern, und so- dann die Teilung des Eies in zwei Zellen in kürzerer Frist, als in der ersten Versuchsreihe.
Da ich innerhalb dieser zweiten Versuchsreihe die grösste Versuchszahl angestellt habe und über eine grosse Zahl (19) in verschiedenen Zeitabständen fixierter Stadien verfüge, welche mir bei der cytologischen Untersuchung die interessantesten Befunde lieferten, so stelle ich die Erörterung derselben voran, zumal da, wie wir sehen werden, die cytologischen Ergebnisse der ersten Versuchsreihe sich an diese Befunde anreihen. Und zwar wollen wir zunächst die Vorgänge besprechen, welche sich an den Eiern abspielen, solange sie in dem Gemisch von 10 ccm einer 2!/g n. KCl-Lösung auf 90 ccm normales Meerwasser ver- bleiben.
Veränderungen an den Eiern der II. Versuchsreihe, solange sie in dem Gemisch verbleiben.
Dass, wenn die unbefruchteten Eier von Mactra in das Gemisch gebracht werden, man am lebenden Ei den Schwund des Keim- bläschens und dann in den allgemeinsten Zügen die Ausbildung der karyokinetischen Spindel wahrnehmen kann, wurde schon oben bemerkt.
Auf Schnitten habe ich zunächst ein Stadium von 30 Minuten untersucht, und da ebenso, wie in anderen Versuchen, so auch bei diesem nicht alle Eier gleichzeitig und gleichmässig sich entwickelten, so habe ich in den Schnitt-Präparaten dieses Stadiums die verschiedenen Phasen der Ausbildung der ersten Richtungs- spindel getroffen. Wenn wir die Fig. 14—19 überschauen, so sehen wir die typische Ausbildung der I. Richtungsspindel; wir sehen, wie neben dem grossen Keimbläschen die zwei Strahlungen samt ihren Centriolen erscheinen, wie dann die Kernmembran schwindet und die achromatische Figur sich allmählich mit den zerstreutliegenden Chromosomen, welche entweder die Gestalt von Ringen, oder mehr oder weniger deutlichen Vierergruppen aufweisen, verbindet und gegen die Eiperipherie emporrückt.
In Fig. 14 ist die grosse Vakuole zu sehen, in welcher das schon im Schwund begriffene Kernkörperchen lag (das Kern- körperchen selbst befand sich auf dem folgenden Schnitt); in Fig. 16 und 19 ist neben den Chromosomen das schon bedeutend
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verkleinerte Kernkörperchen zu sehen. In Fig. 19 sieht man bereits den Beginn der Metakinese.. Wenn wir diese Bilder mit der Entwicklung der I. Richtungsspindel in befruchteten Eiern vergleichen, so sehen wir sie in ganz derselben Weise verlaufen. Während aber bei befruchteten Eiern, welche sich in normalem Meerwasser entwickeln, die karyokinetische Figur weiter gegen die Oberfläche und darüber hinaus emporrückt und darauf in etwa 35—50 Minuten der I. Richtungskörper ausgestossen wird, sehen wir bei diesen Versuchen, ‘dass die karyokinetische Figur in der Regel in der Eizelle verbleibt. Die Figuren 20, 21, 22 sind nach Schnitten von Eiern gezeichnet, welche nach einstündigem Verweilen in der Flüssigkeit fixiert sind. Wir sehen zu dieser Zeit in einigen Eiern die karyokinetische Figur in Metakinese, in einigen im Diasterstadium, sie liegt in einigen Eiern nahe der Oberfläche, in einigen ist sie wiederum tiefer nach dem Ei- inneren gesunken. In Fig. 22 sieht man am inneren Pol die Teilung des Centriols.. Das weitere Verweilen der Eier in der Flüssigkeit führt zur Ausbildung von vielpoligen mitotischen Figuren und zwar sehr mannigfacher Art.
In den Figuren 25—29 haben wir Schnittbilder von Eiern, welche nach eineinhalbstündigem Verbleiben in der Flüssigkeit fixiert worden sind. Diese Figuren lassen sich zum grossen Teil darauf zurückführen, dass die erste Richtungsspindel, nachdem sie allmählich wiederum das Eicentrum eingenommen hat, weitere anaphatische Veränderungen durchgemacht hat; so sehen wir in Fig. 23 und 24 aus den chromatischen Tochtersternen zwei Tochter- kerne in Bildung begriffen, die Zentralspindel ist noch mehr oder weniger deutlich erhalten, die Centriolen haben sich an beiden Polen in zwei geteilt und wir haben an beiden Polen eine typische dicentrische achromatische Figur; an dem einen Pole der Fig. 24 sind allerdings weitere abnorme Veränderungen eingetreten, in- dem zwischen den beiden Strahlensonnen sich ein körniges Feld gebildet hat, welches das Bild verändert.
In der Fig. 25 sehen wir keine Tochterkerne in Bildung begriffen, sondern die Chromosomen auf zwei Gruppen verteilt, in 26 ist die Teilung der Centriolen und die Ausbildung, von dicentrischen Strahlensonnen an beiden Polen erfolgt, während die Chromosomen der ersten Richtungsspindel noch in Gestalt des Muttersterns liegen. An die Fig. 25, 26 reihen sich die
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Fig. 27 und 28 an, nur dass hier an einer Seite sich mehrfache Strahlensonnen ausgebildet haben; in der Fig. 27 sieht man von den vier Polen nur an einem Pol mehrfache Strahlensonnen, während drei Pole das gewöhnliche Aussehen darbieten; in der Fig. 28 ist es schwer zu entscheiden, ob die Veränderungen nur einen, oder die beiden Pole der einen Seite betreffen. In der Fig. 29 umgeben die Strahlensonnen die zerstreut liegenden Chromosomen, wie mit einem Kranz. Die mehrpoligen Figuren erinnern sehr an die abnormen Richtungskörpermitosen, welche ich vor einiger Zeit in befruchteten Eiern von Cerebratulus marginatus beschrieben habe. Auf welche Weise diese vielfachen Strahlungen entstanden sind, ob die in ihrem Mittelpunkte liegenden Centriolen aus der wiederholten Teilung der Üen- triolen hervorgegangen, oder de novo entstanden sind, lässt sich nicht entscheiden, wenn auch das erstere viel wahrscheinlicher ist: in der Fig. 29 spräche ihre S-Zahl für die Entstehung aus einer vierpoligen mitotischen Figur, durch Zweiteilung der Centriolen.
Weiteres Verweilen der Eier in dem Gemisch führt ent- weder zur Bildung mehrkerniger Zellen, oder zur Ausbildung weiterer, abnormer, bisweilen sehr komplizierter vielpoliger Mitosen, oder schliesslich zur Entstehung von ganz abweichenden Bildern. Fig. 30—32 stellen Schnittbilder von Eiern dar, welche vier Stunden in der Flüssigkeit lagen. Wir sehen in einigen Eiern die Strahlungen geschwunden und es hat sich eine Reihe von bläschenförmigen, teilweise miteinander zusammenhängenden Kernen gebildet. Die gewöhnlich in der Rindenschicht ange- sammelten dunklen Körner fangen an, teilweise nach dem Zell- inneren sich zu begeben, was immer, wie wir sehen werden. das Zeichen der Degeneration der Eizelle andeutet. Meist enthielten derartige mehrkernige Zellen zwei, drei, vier, sechs grössere Kerne, aber bisweilen sah man auch ganze Haufen ganz’ kleiner Kerne, welche vielleicht darauf sich zurückführen lassen, dass die einzelnen Chromosomen sich in einzelne kleine Kernbläschen umgewandelt haben.
In der Fig. 31 sehen wir zwei ungleich grosse Kerne, um den einen herum unregelmässige Strahlungen, in Fig. 32 hat sich ım Centrum des Eies ein helles, von feinen netzförmig angeordneten
Fäden durchzogenes Feld gebildet, von dem aus eine schwache Archiv f. mikrosk. Anat. Bd. 64. 2
18 K. Kostanecki:
Strahlung ausgeht, nur gegen den kompakten grossen Chromatin- klumpen, mit dem ein zweiter kleinerer Kern durch einen dünnen Faden verbunden ist, begibt sich ein mächtiges Strahlenbündel.
Diese wenigen Figuren mögen zur Illustration der in der Eizelle vorgehenden Veränderungen genügen, ich verzichte auf die Wiedergabe zahlreicher anderer abnormer Figuren, um die Zahl der Bilder nicht übermässig zu häufen.
Ich muss noch hervorheben, dass bei diesen Experimenten, welche ich mehrfach wiederholt habe, sich grosse individuelle Schwankungen geltend machten.
In einigen Experimenten sah man in allen Eiern die grossen Keimbläschen geschwunden und die verschiedenen oben geschil- derten Umänderungen entstanden, ohne dass man auch nur in einem einzigen Ei die Ausstossung der Richtungskörper wahr- nehmen konnte. In anderen Experimenten konnte man dagegen eine grosse Zahl von Eiern sehen, in denen selbst nach mehreren Stunden das Keimbläschen unverändert geblieben ist, oder aber neben dem Keimbläschen erst in Bildung begriffene Strahlungen lagen, wie sie sonst schon nach einer halben Stunde zu sehen sind. In einigen Experimenten sah man wiederum bei einer, allerdings sehr geringen Zahl von Eiern den I. Richtungskörper ausgestossen, der bisweilen von beträchtlicher Grösse war; sehr selten, ganz ausnahmsweise sah man sogar zwei Richtungskörper. Im Inneren der Eizellen, welche einen, oder zwei Richtungskörper ausgestossen hatten, sah man einen, zwei, auch vier bläschen- fürmige Kerne, oder karyokinetische Figuren, ähnlich denen, welche in Eiern sich finden, welche aus dem Gemisch ins frische Meerwasser übertragen wurden und welche wir unten genauer besprechen werden. In einem verschwindend kleinen Teile der Eier ist sogar die Teilung in zwei Zellen erfolgt.
Es können aber auch nach Ausstossung des I. Richtungs- körpers, bei längerem Verweilen der Eier in dem Gemisch abnorme mitotische Figuren der II. Riehtungsspindel entstehen, von denen eine in der Fig. 33 wiedergegeben ist. Diese und ähnliche Bilder erinnern wiederum an die abnormen Richtungsmitosen, welche ich bei Cerebratulus marginatus beschrieben habe.
Der Aufenthalt der unbefruchteten Eier in dem Gemisch führt also, wie wir kennen gelernt haben, von seltenen Aus-
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nahmefällen abgesehen, zu weitgehenden, verschiedenartigen abnormen Veränderungen innerhalb der Eizelle.
Werden aber die Eier rechtzeitig aus dem Versuchs-Gemisch in frisches Meerwasser gebracht, so stossen sie, wie wir am lebenden Material sahen, zwei Richtungskörper aus und teilen sich dann in typische Furchungszellen, wie die befruchteten Eier. Andererseits sind aber auch Eier, welche lange Zeit in dem Gemisch verblieben waren und so weitgehende Veränderungen erfahren haben, trotzdem imstande, sobald sie in frisches Meer- wasser gebracht werden, diese Abnormitäten zu überwinden; es kommt in ihnen allerdings nicht mehr zur Ausstossung der Richtungskörper, aber sie zeigen das Bestreben, einen Zustand herzustellen, der zur Ausbildung der Furchungsspindel führt, wie denn auch am lebenden Material festgestellt werden konnte, dass Eier, die eineinhalb, ja selbst drei Stunden in der Lösung ver- weilten, in frisches Meerwasser gebracht, sich ohne die Richtungs- körper auszustossen, in zwei, weiterhin in mehr Furchungszellen teilten. In dem einen wie in dem anderen Falle spielen sich Vorgänge ab, welche hohes Interesse darbieten und eine besondere eingehendere Besprechung erfordern.
Veränderungen an Eiern, welche nach kurzem Aufenthalt in dem Gemisch in frisches Meerwasser gebracht wurden.
Als Grundlage dienten mir hier Schnittbilder von Eiern, welche durch zwei Versuche gewonnen wurden, welche als Versuch 7 und 8 der II. Versuchsreihe bezeichnet sind. Im ersten dieser Versuche verblieben die Eier in der KCl-Lösung 30 Minuten. Die Eier befanden sich im Augenblick der Übertragung in frisches Meerwasser auf dem Entwicklungsstadium, welches in Fig. 14—19 dargestellt ist; die Bilder sind gerade nach den, diesem Experiment entnommenen Eiern gezeichnet. Während in Eiern, welche in der Lösung weiterhin verbleiben, die mitotische Figur nicht weiter gegen die Eiperipherie emporrückt, im Gegenteil späterhin sich wieder nach dem Zellinneren zurückzieht, rückt sie hier gegen die Oberfläche und wölbt dieselbe empor, es erfolgt in etwa 45—50 Minuten die Ausstossung des I. Richtungskörpers, darauf entwickelt sich eine typische II. Richtungsspindel, wie sie in
Fig. 34 dargestellt ist. Darauf wird, in diesem Versuche stets, 9*
20 K. Kostanecki:
der II. Richtungskörper ausgestossen und aus den im Ei ver- bliebenen Chromosomen bildet sich, ganz wie in befruchteten Eiern, ein bläschenförmiger Kern.
Auf Schnitten konnte man feststellen, dass die Richtungs- körper bisweilen grösser waren, als in befruchteten Eiern. Auch sah man ab und zu drei Richtungskörper, was wohl durch die Zweiteilung des I. Richtungskörpers sich erklärt. Die Ausstossung des II. Richtungskörpers war in den sich schnell entwickelnden Eiern in 1 Stunde 25—30 Minuten erfolgt, in einigen allerdings viel später. Einige Eier begannen sich nach 3!/s Stunden in die Länge zu strecken und sich nach 4 Stunden zu teilen, viele teilten sich aber erst viel später. Von der Ausstossung des II. Richtungskörpers bis zur Teilung der Eizelle in zwei Furchungs- zellen verstrich also ein Zeitraum von ungefähr 2'/s Stunden, während er in befruchteten Eiern durchschnittlich nur 45 Minuten beträgt. Dies legte schon von vornherein den Gedanken nahe, dass innerhalb dieser Zeit sich bei diesem Versuche innerhalb der Eizelle komplizierte und deshalb lange Zeit in Anspruch nehmende Vorgänge abspielen mussten. Zum Studium dieser Vorgänge hatte ich von diesem Versuche nur eine, guterhaltene Serie von 3!/s Stunden zur Verfügung, leider genügte das Material nicht, um noch weitere Zwischenstadien zu fixieren. Da aber die Eier sich nicht gleichmässig und gleichzeitig entwickeln, so erhält man auf Schnittpräparaten die verschiedensten Stadien neben- einander, und wenn man eine grössere Zahl von Schnittbildern durchmustert — und in unserer Untersuchung stützen wir uns auf Bilder von mehreren Tausenden von Eidurchschnitten — so gewahrt man, dass die Bilder sich zu einer vollkommenen Reihe zusammengliedern, sodass bezüglich ihrer Aufeinanderfolge kein Zweifel möglich ist. Ich habe in den nachfolgenden Figuren die hauptsächlichsten Stadien abgebildet; wenn sie auch, wie wir sehen werden, eine vollkommene Serie bilden, so möchte ich doch betonen, dass ich noch zwischen den abgebildeten Phasen viele Übergangsstadien beobachten konnte, welche ich nicht mehr abgebildet habe, um die so wie so grosse Zahl der Abbildungen nicht noch mehr zu häufen. Was die im folgenden von Fig. 36—75 wiedergegebenen Bilder betrifft, so war deren Auffinden für mich mit grossen Schwierigkeiten aus dem Grunde verbunden, weil es mir darauf ankam, nur derartige Schnittbilder zu reprodu-
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zieren, wo auf einem Schnitte die entsprechende Kernfigur im Ei und zugleich die beiden ausgestossenen Richtungskörper zu sehen wären. Dass mit Hinsicht hierauf nur eine verhältnismässig kleine Zahl von den angetroffenen Figuren zur Zeichnung ver- wendet werden konnte, ist klar; durch diese Auswahl wurde aber für mich und wird auch für den Leser die Sicherheit geboten, dass wir in der Tat Eier vor uns haben, welche vorhin zwei Richtungs- körper ausgestossen hatten. Die zahlreichen anderen Figuren, wo die Richtungskörper in einem anderen Serienschnitt, als die Kern- figur lagen, boten für mich nur weiteres bestätigendes Material.
Den Ausgangspunkt für die weiteren Vorgänge bildet das Stadium, wo nach Ausstossung der beiden Richtungskörper sich aus den in der Eizelle verbliebenen Chromosomen das Kern- bläschen gebildet hat; dasselbe gibt die Fig. 35 wieder; wir sehen in ihr zwei Richtungskörper ausgestossen, an dem „animalen“ Pol sehen wir die Deutoplasmakörner verdrängt, an der Abschnürungsstelle des II. Richtungskörpers liegt ein typischer Zwischenkörper, von dem aus sowohl in den II. Richtungskörper, als auch in die Eizelle ein Faserbündel ausstrahlt. Der Eikern rückt gegen die Zellmitte, nach innen zu von ihm ist, wenn auch keine Strahlung mehr, so doch die Spur einer radiären Anordnung der Plasmakörnchen noch zu sehen. Vergleichen wir dieses Stadium mit dem entsprechenden Stadium des befruchteten Eies (z. B. Fig. 6), so ist eine vollkommene Ähnlichkeit nicht zu ver- kennen: der einzige Unterschied besteht eben in dem Mangel des Spermakerns und seiner Strahlung.
Wenn nun in einem derartigen Ei sich in der Folge die karyokinetische Figur der ersten Furchungsspindel entwickelt, welche, wie die Schnittbilder entsprechender Stadien (Fig. 73—76) lehren, sich in nichts von der Furchungsspindel eines befruchteten Eies (Fig. 11, 12) unterscheidet, so wäre es a priori am wahr- scheinlichsten, dass einfach das im Ei verbliebene Eicentriol sich teilt und so den Ausgangspunkt zur Bildung einer typischen mitotischen Figur liefert'). Nichts derartiges ist der Fall. Man
!), Wie nahe eine solche Vermutung liegt, beweist die Bemerkung Boveris (1902): „Bei der von Loeb an den Eiern des Ringelwurmes Chaetopterus erzielten künstlichen Parthenogenese wäre es denkbar, dass die Teilung von dem nach der Abschnürung des II. Richtungskörpers sich
erhaltenden „Ovozentrum“ ausgeht, wie ich dies früher für alle Fälle von Parthenogenese annahm“.
29 K. Kostanecki:
trifft auf Schnitten keine Figuren, welche für eine Deutung in diesem Sinne sich verwerten liessen. Ich habe vielmehr in meinen Präparaten eine Fülle von mitotischen Figuren oder mitosen- ähnlichen Bildern getrotien, welche auf andere Vorgänge hindeuten und welche es mir zunächst schwer war, in genetische Beziehung zueinander zu bringen. Bei genauerer, eingehenderer Prüfung war es aber zu erkennen, dass dieselben sich in zwei Gruppen von Bildern einreihen lassen, welche ein ganz anderes Aussehen darbieten. Die ungemein charakteristischen Mitosen der einen Gruppe kennzeichnen sich dadurch, dass der ganze Prozess sich vorwiegend innerhalb des Kerns abzuspielen scheint, ohne dass im Protoplasma weitergehende strukturelle Veränder- ungen sich wahrnehmen liessen.
In den Anfangsstadien (Fig. 36) erscheint der Kern etwas in die Länge gestreckt, sein Chromatin liegt in Form von dünnen Fäden den Lininfasern an, welche zum grössten Teil quer zur Längsachse des Kerns und zwar mehr an der Oberfläche des Kernbläschens verlaufen. Um den Kern herum sieht man im Protoplasma die Andeutung einer Strahlung, aber nicht aus- gesprochene Strahlen, sondern nur eine radiäre Anordnung der Plasmakörnchen, welche nicht auf einen Punkt, sondern auf den ganzen Kern gerichtet sind. Dieselbe Andeutung der Strahlung ist auch fernerhin zu sehen. In Fig. 37 sehen wir den Kern gleichsam tonnenförmig, es tritt in diesem Bilde die obertlächliche, der Querachse des Kerns entsprechende, Anordnung der Linin- täden umso deutlicher hervor, als sie in diesem Präparate durch das sehr blassgefärbte Chromatin nicht verdeckt werden. Wir sehen die Fäden deutlich gegen die Mitte der abgeflachten Längs- seite des Kerns konvergieren. In Fig. 38 ist das längs der Lininfäden angeordnete Chromatingerüst intensiver gefärbt und deshalb sehr deutlich; man kann sogar wahrnehmen, dass die Chromatinfäden aus einzelnen Chromatinkörnern (Pfitzner’schen Körnern) zusammengesetzt sind; wir haben ein Bild vor uns, das, was die Ohromatinverhältnisse betrifft, mit dem Stadium des s. g. dichten Knäuels sich deckt. Der Kern zeigt nicht mehr die längliche, tonnenförmige Gestalt, sondern er fängt an, sich in der entgegengesetzten Richtung zu strecken. Die Lininfäden verlaufen konvergent, an der einen Seite hebt sich die Stelle, in welcher sie zusammenlaufen, sogar schon etwas ab. In Fig. 38
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sehen wir schon eine Art von kurzer, breiter Spindel, auf der die einzelnen, schon herausdifferenzierten Chromosomen in Form von Schleifen angebracht sind. Ich möchte hier hervorheben, dass in den Richtungsspindeln die Chromosomen zunächst die Form von Vierergruppen, dann die Form von kurzen Stäbchen aufwiesen, hier dagegen bilden sich aus dem Eikern für gewöhnlich, ähnlich wie in befruchteten Eiern, zwölf typische Chromatinschleifen heraus, bisweilen nur haben die Chromosomen noch die Form von kurzen Stäbchen. An der Spindel der Fig. 39 sind deutlich zwei Pole zu unterscheiden, in denen die Spindelfasern zusammen- laufen. Ein Centrosoma oder ein Gebilde, das man damit ver- gleichen könnte, ist an den Polen nicht zu sehen. ebensowenig eine Polstrahlung; man sieht nur in der Umgebung der Spindel eine radiäre Gruppierung der Plasmateile,. welche in diesem Präparate sogar deutlicher, als in anderen ähnlichen Bildern, ausgesprochen ist. Dieses Stadium entspräche dem lockeren Knäuel. An dasselbe reihen sich Bilder an, wie das in Fig. 40 dargestellte, die Spindel wird schlanker, die Chromatinschleifen rücken gegen deren Äquator und, wie die Fig. 41 lehrt, entsteht eine sehr charakteristische Muttersternfigur. Die Konturen der Spindel mit ihren spitzen Polen heben sich scharf von der Umgebung ab, die ganze Spindelfigur bildet einen vollkommen in sich abgegrenzten Körper, indem auch die Chromosomen sich genau im Rahmen der fädigen, achromatischen Spindel halten und selbst mit ihren freien Enden nicht über deren Bereich hinausgehen. Derartige Spindelfiguren im Stadium des Muttersterns habe ich in sehr grosser Zahl angetroffen, nur ausnahmsweise dagegen Bilder, wie das in Fig. 42 dargestellte, wo an den Polen, namentlich in unmittelbarer Nachbarschaft der Spindel, eine Spur von Polstrahlung zu sehen war.
Nach dem Stadium des Muttersterns folgt die Metakinese, wie wir sie in Fig. 43 sehen. Im Stadium des Muttersterns, zum Teil auch schon früher, muss eine Spaltung der Chromatinschleifen erfolgt sein; in den Eikern sind nämlich nach Ausstossung des II. Richtungskörpers 12 Chromosomen übergegangen, welche dann in Form von Chromatinschleifen sich aus dem Kern heraus- differenzieren; nach erfolgter Metakinese kann man feststellen, wenn auch die Zählung bisweilen auf grosse Schwierigkeiten stösst, dass nach beiden Polen je zwölf Chromosomen wandern,
24 K. Kostanecki:
oder annähernd soviel. Man kann schon im Stadium der Meta- kinese wahrnehmen, dass die Spindel wiederum etwas weniger schlank erscheint und sich an den Polen abzuplatten beginnt. Diese Abplattung wird noch viel ausgesprochener im Diasterstadium, wie wir es in Fig. 44 dargestellt finden. Wir sehen hier die Chromosomen ganz an das Polende der Spindel gerückt, wo sie dicht beisammen liegen, nur einige sieht man in ihrer Wanderung gegen die Pole zurückgeblieben. Die Chromosomen fliessen dann untereinander zusammen und unter weiterer Abplattung der Spindel entstehen auf dem Übergang zwischen dem Diasterstadium und dem Stadium der Tochterkerne Bilder, wie das in Fig. 45 dargestellte. Derartige Bilder, welche auf den ersten Blick etwas eigenartig erscheinen, habe ich in grosser Zahl vorgefunden. ebenso die vom Diaster zu ihnen allmählich stufenweise hinüber- leitenden Übergangsstadien (die ich hier nicht mehr abgebildet habe), so dass diese eigentümliche, charakteristische Abplattung der Spindel und Gruppierung der Chromatinmassen, wie in Fig. 45, offenbar in diesem Versuche regelmässig durchgemacht wird.
Diese Abplattung der Spindel und die Gruppierung der Chromatinmasse in einen länglichen Chromatinstreifen besteht, wie wir in Fig. 46 sehen, auch dann noch, wenn aus dem Chromatin einheitliche Kernbläschen sich zu formen beginnen; zwischen den Kernen sieht man Reste der Zentralspindel, welche in Körnchen zu zerfallen beginnt. In den Figuren 47, 48, 49 sehen wir weitere Umbildungsstadien der Tochterkerne, welche immer mehr bläschenförmig werden und der runden Form zustreben, aus der Zentralspindel bleibt schliesslich zwischen den Tochterkernen nur eine körnige Masse. In dem umgebenden Protoplasma ist auch in diesen Stadien noch eine radiäre Anordnung der Körchenreihen zu sehen.
Wenn die Kerne dann schon Bläschenform annehmen (Fig. 50), liegen sie regelmässig ganz nahe beieinander, sodass die Reste der Spindel überhaupt nicht mehr zu sehen sind, vielleicht sind die Kerne gerade durch die Reste der Zentralspindel aneinander gefügt, sodass sie sich voneinander nicht entfernen. Die radiäre Anordnung der umgebenden Plasmateile schwindet. Die sich berührenden Kerne können darauf miteinander verschmelzen, entweder auf einer kleineren Strecke (Fig. 51), oder vollkommen, wie in Fig. 52, wo in dem grossen Kernbläschen eine dünne
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Scheidewand noch die Berührungsfläche der beiden Kerne andeutet. Was die Lage der Spindelfigur und der Tochterkerne zum animalen Pol, zur Stelle. wo die Richtungskörper ausgestossen wurden, betrifft, so ist dieselbe nicht immer die gleiche, sondern die Figur liegt meist schief, bisweilen genau radiär in der Achse des Eies, bisweilen wiederum senkrecht zu dieser Achse.
Ich habe in meinen Präparaten in diesem Stadium auch Abweichungen von dem gewöhnlichen Verlauf insofern beobachtet, als ich bisweilen dreipolige (wie in Fig. 53) oder vierpolige Spindeln (wie in Fig. 54) angetroffen habe, ebenso Eier in denen drei (Fig. 55) oder auch vier bläschenförmige Kerne enthalten waren, welche sich wohl aus den drei- oder vierpoligen Mitosen herleiten lassen.
Wir sehen, dass der Prozess dieser „intranukleären Karyo- kinese“ zur Ausbildung zweier bläschenförmiger Kerne führt, und dass dadurch ein Zustand erreicht wird, der dem Bilde gleicht, welchem wir im befruchteten Ei nach Annäherung der Geschlechts- kerne begegnen; sogar die dreikernigen (wie in Fig. 55) oder vierkernigen Eier gleichen polysperm befruchteten Eiern. Aber ein fundamentales Merkmal fehlt, nämlich: die aus der Sperma- strahlung stammenden Strahlensonnen, samt ihren Centriolen, welche wir auf diesem Stadium in befruchteten Eiern stets angetroffen haben.
Es wirft sich hier von selbst die Frage auf, ob die zwei- kernigen Eizellen sich in der Folge nicht durch Einschnürung des Zellleibes in zwei Zellen teilen können. Absolut ausschliessen möchte ich diese Möglichkeit nicht, dazu bedürfte es noch weiterer Untersuchungen, aber ich möchte hervorheben, dass ich in meinen Präparaten keine Bilder finde, welche hierfür sprächen. In den Präparaten dieses Stadiums waren die Eier noch ungeteilt, eine Einschnürung des Zelleibes war bei den zweikernigen Eizellen nicht zu sehen; (die Teilung erfolgte erst nach einer weiteren halben Stunde, d.i. vier Stunden vom Beginn des Experiments). Die nahe Lage der beiden Kerne, ihre teilweise oder völlige Verschmelzung spricht gegen diese Annahme. Vor allem habe ich aber in den Präparaten Bilder angetroffen, welche unzweifel- haft darauf hindeuten, dass in den zweikernigen Eizellen Vor- gänge zur Ausbildung neuer mitotischer Figuren eingeleitet werden.
26 K. Kostanecki:
Da diese Mitosen in allen Punkten denjenigen mitotischen Figuren glichen, welche ich vorwiegend in den dem folgenden Versuche entnommenen Präparaten vorfand, so will ich sie auch zugleich mit den Präparaten des zweiten Versuchs, zu dessen Schilderung ich jetzt übergehe, besprechen. In diesem Versuche verblieben die Eier in dem KÜCl-Gemisch 1 Stunde. Die Figuren 20. 21, 22 sind gerade nach Schnitten von Eiern, welche dem Versuche in diesem Stadium entnommen wurden, gezeichnet. Wir sehen die mitotische Figur zwar in einer späteren Phase, als in der Fig. 19 (d.h. nach 30 Minuten langem Aufenthalt des Eies in dem Gemisch), aber die vorhin bereits mehr peripher gelegene Spindel hat sich bereits wieder nach dem Eiinneren begeben. Als aber die Eier in frisches Meerwasser gebracht wurden, rückte die mitotische Figur wieder gegen die Eiober- fläche empor, es erfolgte rasch die Ausstossung des I. Richtungs- körpers, sodann an einer grossen Zahl von Eiern auch die Ausstossung des II. Richtungskörpers und von da an erschien der Verlauf dieses Versuchs, soweit man ihn am lebenden Material verfolgen konnte, ganz ähnlich, wie beim vorigen Versuch, das Tempo war aber ein rascheres, während nämlich in dem vorigen Versuch die Mehrzahl der Eier erst nach 4 Stunden {und später sich teilte, begann hier die Teilung an einer grossen Zahl der Eier schon nach 3'/z Stunden, trotzdem dass die Ausstossung des I. Richtungskörpers verzögert wurde und anstatt nach etwa 45 Minuten, erst nach mehr als 1 Stunde erfolgte.
Auch von diesem Versuche habe ich nur ein Stadium, nämlich von 3'/s Stunden fixieren können. An den Präparaten dieser Schnittserie habe ich mich überzeugen können, dass ein Teil der Eier zwei Richtungskörper ausgestossen hatte, aber viel zahlreicher waren die Eier, die nur einen Richtungskörper auf- wiesen. Letztere wollen wir später besonders besprechen; wenn wir vorläufig nur denjenigen Eiern Aufmerksamkeit schenken, welche zwei Richtungskörper aufweisen, so lässt sich feststellen, dass dieselben im Innern des Zelleibes verschiedene Bilder dar- boten. Eine kleinere Zahl von Eiern wies „intranukleäre“ Mitosen im Knäuel-, Mutterstern-Diaster-Dispiremstadium auf, wie wir sie beim vorigen Versuch geschildert haben. In grosser Zahl fanden sich zweikernige Eizellen, in denen die beiden bläschenförmigen Kerne entweder bis zur Berührung nahe lagen,
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 27
oder teilweise verschmolzen waren; oder man sah auch einkernige Zellen, deren grosse Kerne jedoch die Entstehung aus zwei Kernen erkennen liessen. Vorwiegend aber habe ich in den zwei Richtungs- körper aufweisenden Eizellen dieses Versuchs in grosser Zahl Mitosen angetroffen, die durch eine ausgebildete Polstrahlung sich auffallend von den „intranukleären“ Mitosen unterschieden. dadurch aber den gewöhnlichen Mitosen näher kamen. Dieser Typus von Mitosen war auch in den Präparaten des vorigen Versuchs zu sehen und ich habe oben auf ihr Vorkommen hin- gewiesen, ihre genauere Analyse jedoch mir bis zu Besprechung des zuletzt geschilderten Versuchs vorbehalten. Die einzelnen Bilder dieser Mitosen fügten sich zu einer dichtgeschlossenen Reihe zusammen. Das Endresultat dieser Reihe ist die Ausbildung einer typischen Furchungsspindel und darauf die Teilung des Eies in zwei Furchungszellen.
Betrachten wir zunächst das Bild des Muttersterns in Fig. 73, dann die Diasterstadien in Fig. 74, 75, 76, die in Fig. 77 beginnende. in Fig. 78, 79 vollzogene Furchungsteilung, so erblicken wir sofort einen auffallenden Unterschied in Vergleich mit den vorhin als „intranukleäre Karyokinese* beschriebenen Bildern einerseits, andrerseits eine vollkommene Ähnlichkeit mit den entsprechenden Stadien in befruchteten Eiern (vergl. Fig. 11, 12, 13). Wir sehen hier die Furchungsspindel gleichfalls senkrecht zur Achse des Eies, welche den animalen mit dem vegetativen Pol verbindet, gelegen. Die anfangs symmetrisch mitten im Ei gelegene Spindel nähert sich später gewöhnlich mit ihrem einen Pole seitlich der Zelloberfläche; es erfolgt dann meist die charakteristische Teilung des Eies in zwei ungleiche Zellen, wie in befruchteten Eiern ; jedoch nicht ständig, bisweilen unterscheiden sich die Tochterzellen nur wenig bezüglich ihrer Grösse, oder sind auch vollkommen gleichgross. Bezüglich der achromatischen Teile der Spindelfigur, der Polstrahlung, der Zentralspindel, des sich aus derselben bildenden Zwischenkörpers, sehen wir ganz dieselben Verhältnisse, wie in befruchteten Eiern, nur distinkte, punktförmige Centriolen kann man an den Polen nicht be- obachten !).
'‘, Auf diesen Stadien sieht man sehr häufig die dunklen Körnchen aus der Peripherie gegen das Zellinnere wandern, wo sie zunächst im Protoplasma zerstreut liegen (Fig. 73, 74, 76, 77), dann aber immer näher
28 K. Kostanecki:
Ich glaube, dass die Bilder dieser karyokinetischen Figuren in ihrer Ähnlichkeit mit den Figuren in befruchteten Eiern so charakteristisch sind, dass eine Verwechselung derselben mit den vorhin beschriebenen „intranukleären Karyokinesen“ aus- geschlossen ist. Vor allem ist es hier die ausgesprochene mächtige Polstrahlung, welche in die Augen fällt. Dieses Merkmal habe ich vor allem benutzt, um die Entstehung der mit so mächtiger Polstrahlung ausgestatteten Spindel, wie wir sie in Fig. 73 sehen, rückzuverfolgen.
Wenn wir die Fig. 62, 61 usw. rückwärts bis zur Fig. 56 durchmustern, so sehen wir Bilder, welche sich mit aller Deutlich- keit als Vorstufen der karyokinetischen Spindel zu erkennen geben. Betrachten wir die Fig. 62. Wir haben eine deutliche, fädige Centralspindel, an den beiden Polen ist eine mächtige Polstrahlung entwickelt. Die Chromosomen liegen in zwei Gruppen angeordnet; was die Zahl der Chromosomen in jeder Gruppe betrifft, beträgt sie ungefähr 12, einige der langen äusserst dünnen Schleifen sind sicherlich im Schnitt zweimal getrofien.
In Fig. 61 sehen wir von den beiden Chromosomengruppen, die vorwiegend in dem folgenden Schnitt lagen, nur einige an- geschnitten, wir sehen eine Art von Spindel in ihrer Mitte, welche sich aber dadurch von der Spindel in der Fig. 62 unter- scheidet, dass sie nicht aus feinen Fäden besteht, sondern sich als eine einheitliche, in Protoplasmafarbstoffen sich dunkler homogen tingierende Masse von Spindelform darstellt.
Während in Fig. 62 die mächtige Polstrahlung von den beiden Polen ausging, sehen wir in der Fig. 61 die Strahlung
an die Spindelpole rücken und daselbst eine dichte Lage bilden, während ihre periphere Schicht immer spärlicher wird. Bisweilen erfolgt diese Über- wanderung der Körnchen schon sehr früh, sie kann schon im Diasterstadium (wie in Fig. 80 beispielsweise), oder selbst schon im Muttersternstadium vorkommen, wir sehen dann nur das zentrale Feld an den Polen von diesen Körnchen frei, während sie dann im Umkreise eine dichte Schicht bilden und die Polstrahlung zum grossen Teil verdecken. Wenn dann nach voll- zogener Zellteilung die achromatische Figur schwindet, so rücken die Körnchen den Kernen näher und aus ihrer Lage kann man die frühere Lage der Spindelpole noch bestimmen. Diese Wanderung der dunklen Körnchen aus der Peripherie nach dem Zellinnern, gegen die Spindelpole hin, habe ich auch am lebenden Material verfolgen können; derartige Zellen, welche diese Ansammlung der dunklen, körnigen Masse neben den Kernen aufwiesen, teilten sich in der Folge nicht weiter.
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 29
gegen die beiden Pole zwar ein wenig ausgesprochener, aber der überwiegende Teil der Strahlung ist nicht deutlich dizentrisch angeordnet, sondern auf die Spindel als ganzes gerichtet.
Die Fig. 61 leitet uns zu den Bildern, wie wir sie in Fig. 60 sehen, hinüber. Wir sehen hier wiederum die Chromosomen in zwei deutliche Gruppen angeordnet; das Chromatin ruht auf einer dunkleren Plasmamasse, von welcher aus gleichmässig ım Umkreise eine feine Strahlung ausgeht.
Als Vorstufen dieses Stadiums erscheinen mir Bilder, wie die in Fig. 59 und 58 dargestellten, wo wir zwei gesonderte Chromosomengruppen vor uns haben, im Zellleibe breitet sich eine feine Strahlung aus, welche auf einen idealen Punkt zwischen den beiden Chromosomengruppen zentriert ist.
In Fig. 57 sieht man zwei Chromosomengruppe ohne Spur einer Strahlung, in Fig. 56 sieht man gleichfalls zwei Gruppen von Chromosomen, welche noch wenig herausdifferenziert sind und noch wie aus Körnchenreihen bestehen; diese Chromosomen liegen hier in helleren Feldern, welche noch die Umrisse von Kernen, aus denen sie hervorgegangen sind, erkennen lassen. Ich habe noch in grosser Zahl Bilder angetroffen, welche unzweifelhaft darauf hinwiesen, dass die beiden Chromosomen- gruppen aus zwei Kernen sich herausbilden, indem vielleicht noch deutlicher, als hier, die Umrisse ‘der Kerne hervortraten und innerhalb derselben aus dem Kerngerüst die Chromosomenfäden sich erst herausdifferenzierten. Und hiermit nähern wir uns der Frage nach dem Ausgangspunkt dieser mitotischen Figuren. Ich glaube, dass derselbe in den zweikernigen Eizellen zu suchen ist, welche ich in derselben Schnittserie, sowie in den Präparaten des vorigen Versuchs in grosser Zahl angetroffen habe. Was aber die Herleitung dieser zweikernigen Eizellen betrifft, so möchte ich nochmals daran erinnern, dass in den Präparaten dieser Schnittserie und denen des vorigen Versuchs auch Bilder der „intranukleären“ Karyokinese zu finden waren, so dass an- genommen werden darf, dass durch den Prozess der „intranukleären Karyokinese“ zwei Kerne gebildet wurden, (welche entweder ihre Selbständigkeit behalten, oder miteinander verschmelzen konnten) und dass diese Kerne dann von neuem in zwei Ohromosomen- gruppen zerfallen. In der Eizelle erscheint hierauf eine Strahlung, welche auf den Raum zwischen den beiden Kernen gerichtet ist,
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an eben derselben Stelle erscheint sodann im Zentrum der Strahlung zwischen den Kernen eine dichte Plasmamasse, welche zu einer kompakten, homogenen Spindel sich umgestaltet'); später nimmt dann die Spindel eine fibrilläre Struktur an, die Strahlung, welche zunächst auf einen idealen Punkt zwischen den Kernen, dann auf die Plasmamasse zwischen ihnen zentriert war, beginnt sich um die beiden Spindelpole zu gruppieren, wobei die einzelnen Strahlenfibrillen stärker werden, und schliesslich sind sämtliche Polstrahlen ausschliesslich auf die beiden Spindelpole gerichtet. Die Spindel wächst allmählich zu immer grösserem Umfange heran, wobei die anfänglich in zwei Haufen gruppierten Chromosomen sich im Äquator der Spindel (Fig. 73) anordnen?).
Zu der Annahme, dass in diesen Versuchen die „intranukleäre“ Karyokinese und als ihr Endresultat der Zustand zweier bläschen- förmiger Kerne der Bildung der mit einer Polstrahlung ver- sehenen Furchungsspindel voranging, führt mich nicht nur die
') In dem Stadium der Spindelbildung sowohl als auch im Stadium der schon ausgebildeten Spindel, traf ich öfters Bilder, wie die in Fig. 69—72, wo die Ühromosomen zerstreut im Protoplasma lagen, und zwar, je grösser und je mehr in der Ausbildung vorgeschritten die Spindel war, in desto grösserer Entfernung von der Spindel; sie lagen entweder in Gruppen, oder, namentlich in späteren Stadien, im Umkreise der Spindel, bildeten so eine Art Kranz um dieselbe. Man gewann den Eindruck, als ob die Chromosomen durch die Strahlung von der Spindel abgedrängt und im Zellleibe versprengt wären. Diese Bilder waren bisweilen auch mit Anomalien der achromatischen Figur verbunden, wie z. B. in Fig. 72, wo die Strahlung nicht in den Enden einer zweipoligen Spindel zusammentrifft, sondern wo von mehreren Punkten der zentralen Plasmamasse mächtige Strahlenbündel ausgehen. Wir haben hier gleichsam die Entstehung einer mehrpoligen Spindel. Ob derartige Bilder weiterhin noch zur Entstehung einer regelrechten Furchungsspindel führen konnten, kann ich nicht entscheiden. Die Fig. 70, 71 zeigen auch darin ein abnormes Aussehen, dass die Körnchen aus der Peripherie nach dem Zellinneren gewandert sind und teilweise unmittelbar neben und selbst zwischen den Chromosomen liegen.
?) Ich glaube, dass die Aufeinanderfolge der Bilder, wie ich sie in der Serie von Fig. 56—68, dann von 73—79 zusammengereiht habe, nicht nur eine ungezwungene, sondern eine notwendige ist; ich möchte wiederum betonen, dass ich Bilder dieser verschiedenen Stadien in grosser Zahl an- getroffen habe und ebenso noch Bilder, welche sich als Übergänge zwischen diesen Stadien darstellten, darunter eine grosse Zahl von Bildern, welche ich zu Zeichnungen nicht verwendet habe, weil die Richtungskörper nicht mit in einem Schnitt getroffen waren.
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 31
Betrachtung der Bilder dieses Versuchs, sondern auch des vorigen. Ebenso wie in diesem Versuche nicht alle Eier das gleiche Entwicklungsstadium zeigten, sondern die einen mehr, die anderen weniger in der Entwicklung vorgeschritten waren, so sahen wir auch in dem vorigen Versuch die verschiedenen Phasen neben- einander. Ich habe schon oben bemerkt, dass dort neben den Bildern der „intranukleären“ Karyokinese auch der Typus der Mitosen mit ausgebildeter Polstrahlung zu sehen war. Diese Mitosen glichen gerade den Bildern, welche ich in den Fig. 56—52, dann 73 dargestellt habe.
Die mikroskopischen Bilder der beiden Versuche unter- schieden sich‘ dadurch von einander, dass in dem ersten der beiden Versuche, in welchem die Eier weniger weit in der Entwicklung vorgeschritten waren, (was daraus zu ersehen ist, dass unter ihnen noch keine Teilung in zwei Zellen erfolgt war), die Mehrzahl der Eier verschiedene Stadien der „intranukleären“ Karyokinese, ein verhältnismässig geringer Teil die Bilder der mit Polstrahlung ausgestatteten Mitosen aufwies, während um- gekehrt im zweiten Versuche, in welchem die Entwicklung ın rascherem Tempo vor sich ging, und ein Teil der Eier bereits in zwei Furchungszellen geteilt war, die „intranukleären‘ Karyokinesen spärlicher waren, die Zahl der eine Polstrahlung aufweisenden Mitosen dagegen überwog.
Ich bin mir aber wohl bewusst, dass zur absolut sicheren Feststellung der Aufeinanderfolge dieser Bilder vor allem ver- schiedene Stadien, die einem Versuch, oder mehreren unter ganz gleichen Bedingungen angestellten Versuchen entnommen wären, massgebend wären. Die Feststellung dieser Reihenfolge hätte insofern Interesse, als sie zeigen würde, dass in diesen Ver- suchen bei Mactra, was die Kernverhältnisse betrifft, durch die „intranukleäre“ Karyokinese ein Zustand hergestellt wäre, der demjenigen in befruchteten Eiern gleichen würde. Dass wir dies jedoch nicht als ständige Erscheinung bei der sogenannten künst- lichen Parthenogenese betrachten dürfen, lehren schon die Arbeiten anderer Autoren, welche cytologisch die Eier unter- sucht, aber einen ähnlichen Vorgang nicht beobachtet haben.
Ich möchte auch hervorheben, dass ich selbst in den Präparaten dieses Versuchsstadiums an den zwei Richtungskörpern aufweisenden Eizellen auch Bilder gesehen habe, welche haben
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schliessen lassen, dass die Chromosomen der Furchungsspindel auch aus einem Kern entstehen können. Ich habe diese Bilder in den Fig. 63—68 zusammengestellt. Ob die Chromosomen aus Eikernen stammen, die, ohne die „intranukleäre Karyokinese“ durchgemacht zu haben, unmittelbar in diese Art Mitose über- gehen, oder ob wir es mit Kernen zu tun haben, welche aus der völligen Verschmelzung der beiden durch intranukleäre Karyokinese entstandenen Kerne hervorgegangen sind, lässt sich nicht ganz bestimmt entscheiden, da die Zahl der Chromosomen bei der gewundenen Gestalt der Chromatinschleifen, wenn sie auf mehrere Schnitte zerlegt sind, keinen absolut sicheren Anhaltspunkt bietet. Doch gewann ich beim genauen Studium der Schnittserien den Eindruck, dass hier die Chromosomenzahl geringer war und nicht durch zwei Kerne geliefert werden konnte; deshalb muss ich für diese Bilder die Möglichkeit ihrer Entstehung direkt aus dem einfachen Eikern mit in Betracht ziehen. Was die achromatischen Teile der Spindel betrifft, haben wir die gleichen Verhältnisse, wie bei den aus zwei Kernen entstehenden Spindeln. Auch hier, in Fig.,63 und 64, sehen wir die Chromosomen auf einer dunklen Plasmamasse liegen, auf welche eine radiäre Strahlung zentriert ist, dann bildet sich aus der Masse (Fig. 65, 66) gleichsam eine fribrilläre Zentral- spindel, die Strahlen gruppieren sich immer mehr um die beiden Pole, man gewinnt den Eindruck, als ob eine anfänglich ein- heitliche Strahlung sich allmählich zu einem dizentrischen Strahlen- systeme umordnete. Die Fig. 67, 68 erscheinen als typische Übergangsstadien zur Muttersternfigur.
Es drängt sich noch die Frage auf, ob nicht auch eine ausgebildete „intranukleäre“ Spindel bei diesen Versuchen bis- weilen unter Entwicklung einer Polstrahlung zu einer typischen Furchungsspindel werden kann. In meinen Präparaten sehe ich keine Anhaltspunkte für eine solche Annahme; mit ganz absoluter Sicherheit ausschliessen kann ich sie nur deswegen nieht, weil in einer anderen Versuchsreihe, zu deren Erörteruug wir bald übergehen, die in Bildung begriffene Spindel in ihren Anfangs- stadien an die Bilder der „intranukleären Spindel“ erinnert, dann jedoch das typische Aussehen der mit mächtiger Polstrahlung ausgestatteten Furchungsspindel gewinnt; ich muss deswegen, wenn auch dieser Bildungsmodus mir hier unwahrscheinlich
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 33
erscheint, die Möglichkeit often halten, dass auch hier diese Entwicklungsweise der Spindel bisweilen eintreten könne, dass mir jedoch in diesem Falle die Übergangsstadien entgangen wären.
Wie oben erwähnt, hat in diesem Versuche nach ein- stündigem Verweilen der Eier in dem Gemisch und nach Über- tragung in frisches Meerwasser, ein grosser Teil der Eier nicht zwei, sondern nur einen Richtungskörper ausgestossen, während, wie wir sahen, im vorigen Versuche, wo die Eier nicht eine ganze Stunde, sondern nur eine halbe Stunde in dem Gemisch verblieben waren, und darauf in frisches Meerwasser gebracht wurden, an allen Eiern zwei Richtungskörper ausgestossen wurden. Offenbar wurden die Eier durch das längere Verweilen in dem KÜl-Gemisch angegriffen, wenn auch nicht in dem Grade, wie bei den folgenden Versuchen, wo ein noch längeres Verweilen der Eier in dem Gemisch viel tiefergehende Veränderungen verursachte, so dass die Eier, wie wir unten genauer sehen werden, in frisches Meer- wasser gebracht, überhaupt keine Richtungskörper mehr ausstiessen.
Im Inneren dieser Eier mit nur einem Richtungskörper habe ich verschiedene Bilder angetroffen, welche genau an die Bilder erinnerten, welche an den Eiern mit zwei Richtungs- körpern zu sehen waren. Es fanden sich „intranukleäre“ Mitosen im Knäuel-Mutterstern-Diaster-Dispiremstadium mit stäbchen- oder schleifenförmigen Chromosomen, es fanden sich zweikernige Zellen mit nahe bei einander liegenden, oder verschmolzenen Kernen, dann einkernige Zellen mit Kernen von verschiedener Grösse; sodann verschiedene Bildungsstadien von Spindeln mit Polstrahlung, ganz ähnlich denen, die wir oben beschrieben haben; die Chromo- somen lagen in einer oder in zwei Gruppen, auch aus ihrer Anzahl konnte man schliessen, dass ein oder zwei Kerne in Mitose übergegangen sind, sodann sah man typische mit schöner Polstrahlung ausgestattete Furchungsspindeln im Mutterstern-, Diasterstadium, dann die beginnende, oder durchgeführte Teilung in zwei gleiche oder ungleiche Tochterzellen.
Bezüglich der mit Polstrahlung ausgestatteten Furchungs- spindeln in den Eiern dieser Versuche muss hervorgehoben werden, dass in den verschiedenen Stadien der Ausbildung der Spindel ebensowenig wie im Monasterstadium und in den nach- folgenden Stadien an den Spindelenden distinkte Centriolen zu
sehen sind, vielmehr kommen hier die Zentralspindelfasern, die Archiv f. mikrosk. Anat. Bd. 64. 3
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Zugfasern und die Polstrahlen gleichsam in einem idealen Punkte zusammen.
Veränderungen an Eiern, welche nach längerem Aufenthalt in dem KCl-Gemisch in frisches Meer- wasser gebracht wurden.
Wir haben oben gesehen, dass, solange die Eier in dem KClI-Gemisch bleiben, sie, von ausserordentlich seltenen Aus- nahmen abgesehen, trotz des Schwundes des Keimbläschens und der Ausbildung der Richtungsspindel keine Richtungskörper aus- stossen, dass vielmehr die sich herausbildende Richtungsspindel in dem Ei verbleibt und zum Ausgangspunkt vielpoliger Mitosen wird, wie wir sie in Fig. 23—29 abgebildet und geschildert haben. Diese Mitosen führen schliesslich, wie wir sahen, zu einem mehr- kernigen Zustand der Eizelle (vergl. Fig. 30). Ich habe ferner oben, bei Schilderung der Beobachtungen am lebenden Material beschrieben, dass Eier, welche in der KClI-Lösung eineinhalb, zwei, drei, ja selbst vier Stunden verweilten, doch, sobald sie in frisches Meerwasser gebracht wurden, sich in zwei, dann mehr . Furchungszellen teilten, dass die Ausstossung der Richtungskörper aber unterblieb.
Zum Studium der Veränderungen, welche dann im Inneren des Eies, im frischen Meerwasser, vor sich gehen, dienten mir Serienschnitte von Eiern, welche nach dreistündigem Verweilen in der KCl-Lösung in frisches Meerwasser gebracht wurden und darauf nach einer Stunde fixiert wurden. Die einzelnen Eier dieser Serie befanden sich wiederum, wie bei diesen Versuchen stets, in verschiedenen Entwicklungsphasen (vergl. Fig. 81—99); einige Eier enthielten grosse runde Kerne im Ruhestadium, in anderen waren Knäuel-, Mutterstern-, Diasterstadien, andere Eier waren in zwei Furchungszellen geteilt (Fig. 98, 99), andere zeigten wiederum schon in den beiden Furchungszellen Mitosen, welche die weitere Teilung einleiteten (Fig. 99). Hervorheben möchte ich, dass in den Eiern zum Teil der Unterschied zwischen dem animalen und vegetativen Pol ausgesprochen ist (vergl. Fig. 81, 83, 86, 87, 93, 95, 97); die Verdrängung der grossen Deutoplasma- körner am animalen Pol, welche gewöhnlich durch die Ausstossung der Richtungskörper verursacht wird, wurde hier vielleicht da- durch bewerkstelligt, dass die Richtungsspindel anfänglich nach
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der Eioberfläche emporrückte (Fig. 22) und sie ist auch weiterhin verblieben, obgleich die Richtungsspindel sich wiederum nach der Eimitte zurückbegeben hat.
Was das Bild der einzelnen Phasen betrifft, so boten sie wiederum in den einzelnen Eiern nicht immer dasselbe Aussehen dar. Bilder, welche an die vorangehenden abormen und kompli- zierten vielpoligen Mitosen (wie wir sie ın Fig. 23—29 sahen), erinnern könnten, waren nicht mehr anzutreffen, denn selbst mehrpolige Mitosen wiesen hier einen ganz anderen Typus auf.
Die Eier, welche ruhende Kerne enthielten, waren teils ein-, teils zwei-, teils vierkernig. Die Kerne waren stets grosse, kugelige Bläschen mit deutlichem Kerngerüst. Die Herleitung dieser Kerne ergibt sich aus den vorhin beobachteten Stadien von selbst. Der vierkernige Zustand leitet sich von den vorhin beobachteten vierpoligen Mitosen her; von den vier Kernen würde einer dem eigentlichen Eikern, einer dem nicht zur Ausstossung gelangten Kern des II. Richtungskörpers, zwei dem in zwei Tochter- kerne geteilten, gleichfalls nicht zur Ausstossung gelangten Kern des I. Richtungskörpers entsprechen. Die zwei- und einkernigen Bilder dürften Mitosen entsprechen, wo die Chromatinmasse (wie wir es auch bei den vielpoligen Mitosen der Fig. 23—29 sahen), trotz der Pluripolarität der achromatischen Figur, sich nicht in vier Gruppen geteilt hat; oder vielleicht haben wir hier aus mehreren Einzelkernen verschmolzene Kerne vor uns.
Bilder, wie Fig. S4, 35, 36, müssen wir unbedingt als Knäuel- stadien auffassen. In der Fig. 84 sieht man zwei Gruppen sich erst herausdifferenzierender, noch unregelmässiger Chromatin- schleifen, zwischen ihnen sieht man noch die Konturen der sich hier offenbar berührenden Kerne.
Fig. 85 stellt ein häufig in diesen Präparaten anzutreffendes Bild dar; wir sehen vier Chromatingruppen, welche ihre Herkunft aus vier besonderen Kernen bekunden — ebenso häufig findet man ganz analoge Bilder mit nur zwei Chromatingruppen — die Chromatingruppen liegen in einem einheitlichen, dichteren, sich dunkler tingierenden Felde, um welches man eine schwache, radiäre, strahlige Anordnung der Plasmateile wahrnehmen kann.
In Fig. 86 sehen wir schon eine Spindel, innerhalb deren die Chromosomen liegen, dieStrahlung in derUmgebung ausgesprochener, aber noch nicht deutlich auf die beiden Spindelpole zentriert.
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Fig. 87 stellt ein weiter vorgeschrittenes Stadium der Spindel- bildung dar. Wir sehen eine sehr deutliche, mächtige Spindei, von ihren Polen geht eine typische, starke Polstrahlung aus; die Strahlen der Spindel und der Polstrahlung kommen sogar in äusserst kleinen, sich dunkler tingierenden Punkten zusammen, welche, wie typische Centriolen aussehen. Das Chromatin bildet noch deutlich gesonderte vier Gruppen, welche dem Äquator der Spindel genähert sind. Diese Spindel würde uns unmittelbar zu dem Stadium eines typischen Muttersterns hinüberleiten.
Als Übergangsstadien zwischen dem in Fig. 56 und dem in Fig. 87 dargestellten Stadium dürften Bilder, wie die in Fig. 88 und 89 abgebildeten, aufzufassen sein. Die Fig. 388, in der die Chromosomen in zwei gesonderten Gruppen liegen, ist deswegen bemerkenswert, weil die Polstrahlung an einem Pol viel stärker entwickelt ist, als an dem anderen, wo sie kaum erst in Bildung begriffen zu sein scheint. Diese Ungleichheit der beiden Pole ist noch viel ausgesprochener in der Fig. 39, wo an dem einen Pole bereits eine ganz mächtige, in einem Punkte (Centriol) zusammenkommende Polstrahlung besteht, während an dem anderen, weniger zugespitzten Pole noch keine Spur einer Pol- strahlung zu sehen ist. Derartige Spindeln mit ungleich entwickelter oder an einem Pole überhaupt mangelnder Polstrahlung habe ich in dieser Versuchsreihe in den dem Muttersternstadium vorangehenden Phasen öfter beobachtet, während in ausgebildeten Muttersternstadien die beiden Pole stets in dieser Beziehung ein gleiches Aussehen boten, sodass wohl angenommen werden darf, dass die Polstrahlung, welche an einem Pole sich später entwickeln kann, doch weiterhin zu derselben Grösse anwächst, wie am anderen Pol.
Ich glaube, dass wir in den beschriebenen Figuren, namentlich in den Fig. 85 u. 86 eine Bildungsweise der karyo- kinetischen Spindel vor uns haben, welche an Bilder erinnert, welche wir in der vorigen Versuchsreihe gesehen haben, als nach Auflösung der beiden Kerne zwischen ihnen eine einheitliche Masse erschien, welche sich dann zur Spindel umbildete (vergl. Fig. 60—68).
Anderseits traf ich wiederum Bilder, welche an den in der vorigen Versuchsreihe beschriebenen Vorgang der „intranukleären“ Spindelbildung erinnerten, wie z. B. Fig. 90. Da ich im Stadium des ausgebildeten Muttersterns und namentlich in den nach-
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folgenden Stadien ähnliche Bilder nicht mehr getroffen habe, so ist wohl die Annahme berechtigt, dass auch derartige Spindeln sich unter Entwicklung einer Polstrahlung zu den gewöhnlich zu beobachtenden Furchungsspindeln umwandeln; und vielleicht dürfte z.B. die Fig. 89 als ein derartiges Umbildungsstadium aufzu- fassen sein.
Ferner habe ich in diesem Versuche Entwicklungsphasen der karyokinetischen Spindel getroffen, wie die in Fig. 91, 92, 93 dargestellten, welche schwieriger zu analysieren sind. In Fig. 91 sehen wir eine längliche Chromosomengruppe und an der einen Seite derselben zwei durch eine. Zentralspindel verbundenen Strahlungen, deren Fibrillen sich zu den Chromosomen begeben; an der anderen Seite der Chromosomengruppe sieht man gleich- falls feine Fibrillen, welche gleichsam einen abgestumpften, sogar etwas eingebogenen Mantel um die Chromosomen bilden und in der Mitte der abgestumpften Seite zusammenkommen. Vielleicht dürften diese Bilder in causalen Zusammenhang mit derartigen Bildern gebracht werden, wie wir es in Fig. 92 sehen, wo an einer Seite der Chromosomengruppe ein Spindelpol zu sehen ist, während am anderen die Spindel sich in drei Spindeln auflöst. Es ist sehr möglich, dass von mehreren Polen einer derartigen Spindel, deren Bildung mit Hinsicht auf die Mehrkernigkeit dieser Eier nichts besonders Auffallendes an sich haben kann, zwei, unter Entwicklung der Polstrahlung, gleichsam die leitende Rolle über- nehmen, während die anderen allmählich schwinden; vielleicht können wir gerade die Abplattung an der Zusammentrittsstelle der Spindelfasern als Anzeichen eines solchen Schwundes deuten.
Auch die Fig. 93 stellt ein Bild dar, welches auf die allmähliche Herausdifferenzierung der Spindelpole hindeutet. Wir sehen hier seitlich von der Chromosomengruppe zwei Strahlungen, von denen die eine wiederum zwei CUentra aufweist, ausserdem sieht man noch nach unten von der Chromatinmasse einen zugespitzten Pol, aber ohne Polstrahlen. Vielleicht dürften auch solche Abnormi- täten des Spindelbildes, wie die in Fig. 94 dargestellte, gleichfalls darauf zurückzuführen sein, dass eine anfänglich dreipolige Spindel durch Annäherung der Pole sich zu einer zweipoligen umwandelt, oder vielleicht müssen wir einfach derartige Bilder als eine drei- polige Spindel auftassen, in welcher nur zwei Pole sehr nahe bei- einander liegen.
33 K. Kostanecki:
Auch im Stadium des Muttersterns, z. B. in Fig. 95, sieht man öfters ausser Spindeln mit zwei Polen, in deren Mitte je ein Centriol liegt, auch Spindeln, in deren einem oder beiden Polen auch zwei Centriolen liegen; doch derartige Bilder treten sehr häufig bei verschiedenen Tieren auch in befruchteten Eiern, in Furchungszellen und bei Mitosen somatischer Zellen auf.
Ab und zu. wenn auch sehr selten, fand ich in den Präpa- raten dieser Versuchsreihe auch typische dreipolige Mitosen im Stadium des Muttersterns, mit drei gleich entwickelten Polen (Centrosoma, Polstrahlung) und mit einer für solche Mitosen typischen Anordnung der Chromosomen (Fig. 96). Dass aber der grösste Teil auch der anfänglich abnormen Mitosen wahrscheinlich der Ausbildung typischer zweipoliger Furchungsspindeln zustrebt, möchte ich daraus entnehmen, dass ich im Diasterstadium stets nur ganz typische zweipolige Spindeln angetroffen habe, welche ganz den Bildern des Diasterstadiums in befruchteten Eiern glichen (Fig. 97).
Bemerkenswert war in diesen Figuren (im Mutterstern — im Diasterstadium) die grosse Zahl von Chromosomen von mehr oder weniger deutlicher Schleifenform, welche infolgedessen unmöglich gezählt werden konnten; die Herkunft der Chromo- somen aus mehreren Kernen bietet die Erklärung dafür.
(zewöhnlich, aber nicht immer, sieht man im Stadium des Muttersterns (Fig. 95) ebenso im Stadium des Diasters (Fig. 97) die Spindel, sagen wir die Furchungsspindel, ganz ähnlich, wie in befruchteten Eiern, mit ihrem einen Pole näher der Eiober- fläche gerückt; nach erfolgter Furchungsteilung sind dann auch in diesem Falle die Tochterzellen, ganz ebenso, wie die aus dem befruchteten Ei hervorgegangenen beiden ersten Furchungs- zellen, von ungleicher Grösse, in anderen Fällen dagegen trifft man auch gleich grosse Zellen (wie in Fig. 98 u. 99).
In der Figur 98 sieht man bei der Durchschnürung des Eies einen deutlichen Zwischenkörper entstanden, von dem aus gegen die beiden Zellkerne ein deutliches Fibrillenbündel aus- strahlt. In Fig. 99 sehen wir in den beiden Furchungszellen die beginnende Bildung einer weiteren karyokinetischen Figur, welche zur Teilung der Furchungszellen führen wird.
Wenn wir bedenken, dass die mitotischen Figuren, wie ich sie in Fig. 831—99 vorgeführt habe, aus derartig veränderten
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Bildern, wie wir sie in Fig. 23—33 kennen gelernt haben, hervor- gegangen sind, so müssen wir feststellen, dass Eier, welche durch längeres Verweilen in der KCl-Lösung bereits weitgehende Ent- wicklungsstörungen und Abnormitäten aufwiesen, doch noch, in frisches Meerwasser gebracht, unter Überwindung der eingetretenen Veränderungen einen Zustand herzustellen bestrebt sind, der dem Bilde der Furchungsspindel sich nähert, wie es im Ei bei der künstlichen Parthenogenese unter günstigeren Verhältnissen (s. 0.) oder im befruchteten Ei sich darstellte. Dieser Vorgang dürfte mit Recht unter den Begriff der „Regulation“ fallen; auf ihn lässt sich vollkommen, die Definition von Driesch anwenden: „Regulation ist ein am lebenden Organismus geschehender Vor- gang oder die Änderung eines solchen Vorgangs, durch welchen, oder durch welche eine irgendwie gesetzte Störung seines vorher bestandenen „normalen“ Zustandes ganz oder teilweise, direkt oder indirekt, kompensiert und so der „normale“ Zustand oder wenigstens eine Annäherung an ihn wieder herbeigeführt wird.“
I. Versuchsreihe.
In dieser Versuchsreihe habe ich, wie wir oben sahen, die Eier in einem schwächeren Gemisch von KCl, nämlich von 5 cem einer 2!/s n. KCl-Lösung auf 95 ccm Meerwasser, sich entwickeln lassen.
Im ersten Versuch verblieben die Eier darin vier Stunden, und wurden hierauf fixiert. Auf Schnitten erwies es sich, dass in einer Reihe von Eiern keine Veränderungen an den Keim- bläschen eingetreten sind. Viele Eier wiesen aber einen Richtungs- körper auf und im Inneren derselben sah man zwei, drei oder vier Kernbläschen, oder aber karyokinetische Figuren von mehr oder weniger abnormem Charakter, meist nur Strahlungen mit zerstreut liegenden Chromosomen. Einige Eier wiesen auch zwei Richtungskörper auf und im Inneren ähnliche Bilder, wie die- jenigen, welche nur einen Richtungskörper ausgestossen hatten.
Wenn wir das Ergebnis dieses Versuchs mit ähnlichen Ver- suchen der II. Versuchsreihe vergleichen, so sehen wir, dass dort in dem stärkeren Gemisch für gewöhnlich die Ausstossung der Richtungskörper, trotz der Ausbildung der Richtungsspindel, nicht erfolgte, sondern zu abnormen vielpoligen Mitosen führte; hier im schwächeren Gemisch erfolgt die Ausstossung eines oder zweier
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Richtungskörper. Hier wirkt also die schwächere Lösung in dieser Beziehung nicht in dem Grade schädigend auf die Eizelle.
Im zweiten Versuch verblieben die Eier in dem Gemisch nur 45 Minuten, im dritten eine Stunde und wurden dann in frisches Meerwasser gebracht. Wie wir am lebenden Material gesehen haben, trat die Teilung der Eier erst nach sechs Stunden und später ein, also um vieles später als unter denselben Bedingungen in der ersten Versuchsreihe. Dies hat offenbar seinen Grund darin, dass der Reiz hier schwächer war. Ich habe von diesen beiden Versuchen Stadien von drei Stunden 40 Minuten auf Schnitten untersucht und dabei gefunden, dass ein kleiner Teil der Eier überhaupt keine Veränderungen zeigte, ferner, dass die Eier, welche nur 45 Minuten in dem Gemisch verblieben, meist nur einen Richtungskörper, selten zwei ausgestossen hatten, während die Eier, welche eine Stunde in dem (Gremisch verblieben waren und dadurch länger dem Reiz ausgesetzt waren, meist zwei Riehtungskörper, seltener nur einen, aufwiesen. Im übrigen waren die Bilder im Innren der Eier in beiden Versuchen dieselben ; man sah in ihnen wiederum einen, zwei, vier Kerne sodann in Bildung begriffene karyokinetische Figuren, bisweilen ganz deutliche Spindeln mit schöner Polstrahlung, wobei die Chromosomen in Haufen, oder mehr zerstreut lagen, häufig sah man auch einfache mächtige Strahlungen mit zerstreut liegenden Chromosomen, und zwar entweder in der Mitte des Zellleibes, wie in Fig. 100, oder aber, wie in Fig. 101 nahe der Zellperipherie, in welch’ letzterem Falle die Strahlung dann meist an dem vegetativen Pol, d. h. an der der Ausstossungsstelle der Richtungskörper entgegen- gesetzten Seite lag.
Ausser den beschriebenen Versuchen habe ich noch eine dritte Versuchsreihe angestellt:
II. Versuchsreihe. l. und 2. Versuch. Die Eier wurden in eine Lösung von 2’asD. BO . Sl et Pelze norinales Meerwassftise 207: 00 Bl gelegt, in derselben verblieben sie im ersten Versuch eine Stunde 30 Minuten, im zweiten Versuch zwei Stunden, während welcher Zeit eine grosse Zahl der Eier in etwa 45—50 Minuten den
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I. Richtungskörper ausgestossen hat, bei einer nur sehr geringen Zahl erfolgte dann in etwa einer Stunde 20—25 Minuten die Ausstossung des II. Richtungskörpers, bei den meisten blieb es bei der Ausstossung nur eines Richtungskörpers.. Darauf wurde zu den Gefässen zur Hälfte eine stärker konzentrierte Lösung, nämlich
DER lan) yenleree ELDRCEM noxmaleszMeerwasser .. 1:5. '% 4a)» 8.5 beigefügt, sodass sich die Eier von jetzt ab in einer Lösung von Da RO a askarmsligcns 201,10} ccm normales, Meerwasser, l.% ..,%- ass 4.90.25
befanden.
Hierin verblieben sie bis zu drei Stunden, darauf wurden sie in eine grosse Menge normalen Meerwassers gebracht, worauf dann bald (drei Stunden 15 Minuten vom Beginn des Versuches) eine sehr regelmässige Teilung in zwei ungleiche Zellen, ganz wie bei normal befruchteten Eiern erfolgte.
Ich habe von diesen beiden Versuchen Schnittserien von dreistündigen Stadien untersucht und kann sagen, dass die mikroskopischen Bilder dem entsprachen, was man gewissermassen aus den beiden vorigen Versuchsreihen a priori folgern konnte. Bezüglich der Richtungskörper verhielten sich die Eier ganz wie in der ersten Versuchsreihe, d.h. man sah teils zwei, teils einen Richtungskörper. Was wiederum die Veränderungen im Innern des Eies betriftt, so sah man abnorme Bilder, welche sehr an diejenigen erinnerten, welche wir in der Il. Versuchsreihe an denjenigen Eiern beobachten konnten, die mehrere Stunden in dem starken KÜl-Gemisch lagen. Da aber die Eier nach drei Stunden in frisches Meerwasser gebracht, sich dann bald in zwei Zellen teilten, so lässt es sich daraus schliessen, dass sie ebenso, wie die Eier der zweiten Versuchsreihe unter ähnlichen Bedingungen, die eingetretenen Störungen überwanden und in ihnen gleich- falls eine Art „Regulation“ stattfand.
B. Versuche mit NaCl. Die Eier wurden in eine Lösung DEREN AOL a. al. cem. normales Meerwasser . . . 0 ..85 7, gebracht; im Versuch 1 verblieben sie in dieser Lösung die ganze Dauer des Experiments hindurch; im Versuch 2 nur zwei Stunden,
42 K. Kostanecki:
worauf sie in eine grössere Menge frischen Meerwassers gebracht wurden. In der Lösung verändern die Eier anfangs ihre Gestalt, sie erscheinen wie eingebuchtet, hutförmig, ein Teil wird darauf zackig, während andere zur runden Form zurückkehren. Man sieht in einem Teil der Eier das runde Keimbläschen geschwunden, indessen bleibt die Ausstossung der Richtungskörper aus.
In beiden Versuchen konnte man nach fünf Stunden an einem geringen Teil der Eier die Teilung in zwei Zellen beobachten; im Versuch 2 boten dieselben ein dem normalen ähnliches Bild dar, indem die beiden Furchungszellen ungleich gross waren, im Versuch 1 dagegen waren die Zellen gleich gross.
Ich habe von diesen Versuchen Stadien von fünf Stunden behufs cytologischer Untersuchung fixiert.
In einem grossen Teile der Eier des ersten Versuchs, also der Eier, welche die ganze Zeit hindurch in dem NaUl-Gemisch verblieben waren, war das Keimbläschen überhaupt nicht geschunden, es zeigte teilweise eine runde (restalt, teilweise war es wie geschrumpft.
Die Eier, in denen das Keimbläschen aufgelöst war, ent- hielten im Inneren des Zellleibes mehr oder weniger zerstreut liegende kleinere oder grössere Chromatinklumpen; in einigen Eiern sah man die Chromatinpartikeln, wahrscheinlich die ein- zelnen Chromosomen der Richtungsspindel sich in kleine Kerne mit deutlichem Chromatinnetz umwandeln. In einigen Eiern, die meist gestreckte Form hatten, sah man das Chromatin zwei grössere Chromatinkörper bilden. Strahlungen waren in keinem Falle auch nur andeutungsweise zu sehen, sodass die am lebenden Material beobachtete Teilung der Eier in zwei Zellen sicherlich nicht durch einen der Mitose auch nur annähernd ähnlichen Prozess herbeigeführt wurde, sondern nur für eine Art Zerklüftung der Eizellen, vielleicht unter dem Einflusse der Zweiteilung des Chromatins angesehen werden muss.
Auch unter den Eiern des zweiten Versuchs, in welchem die Eier nur zwei Stunden in dem NaÜl-Gemisch verblieben waren; und darauf in frisches Meerwasser gebracht wurden, zeigten viele das Keimbläschen erhalten. Ein Teil dagegen zeigte verschiedene mitotische Bilder. Einige Eier enthielten eine ganze Reihe von ganz kleinen bläschenförmigen Kernen; dass letztere aus einzelnen Chromosomen entstanden sind, ist sehr wahrscheinlich, nicht nur
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 43
mit Hinsicht auf die Bilder des vorigen Versuchs, sondern auch deswegen, weil auch hier Eier mit zerstreut liegenden Chromosomen sich fanden.
Sodann sah man in einigen Eiern mehrere, vier, drei oder zwei etwas grössere Kerne, welche aus der Verschmelzung der kleinen Kernbläschen entstanden sein dürften. Diese Kerne sah man öfters im Knäuelstadium. In anderen Eiern sah man mehr oder weniger entwickelte Muttersterne, Tochtersterne mit deutlicher Polstrahlung; sodann Eier, die in zwei fürMactra typische ungleich srosse Tochterzellen mit bläschenförmigen Kernen geteilt waren. Die Chromosomen hatten die Gestalt von kurzen Schleifen oder Stäbchen.
Was man am lebenden Material feststellen konnte, wird auch durch die Schnittbilder bestätigt: die Eier haben keine Richtungskörper ausgestossen.
C. Versuche mit CaCl:.
Versuch 1.
Die Eier wurden in eine Lösung von 2 mM OAChZU HRATELRENG 9RES: N NIBN IIOREEM normales Meerwasser . . . „090
2 gebracht; darin verblieben sie eine Stunde fünf Minuten, auf
diesem Stadium wurde ein Teil der Eier fixiert, die übrigen wurden in eine grössere Menge frischen Meerwassers gebracht, hierin begannen sie sich in ungefähr 4!/g Stunden zu teilen. Abgesehen von dem zeitlichen Unterschied in dem Eintritt der Zweiteilung stimmte dieser Versuch mit den beiden folgenden so vollkommen überein, dass ich die an den Eiern sich abspielenden Vorgänge zusammen besprechen will.
Versuch 2 228 Ca Ola Au lilaRll 2. OUT AL2OTCEM normales Meerwasser . . . A880
»
Die Eier verblieben darin eine Stunde, ein Teil davon wurde fixiert, der Rest in frisches Meerwasser gebracht.
Versuch 3.
Dieselbe Flüssigkeit wie in Versuch 2, nur verblieben die Eier darin zwei Stunden.
In allen drei Versuchen macht sich im Vergleiche mit den vorhergehenden Versuchen vor allem folgende Eigentümlichkeit bemerkbar: Schon nach einigen Minuten, nachdem die Eier in
44 K.-Kostanecki:
die Flüssigkeit hineingelegt worden waren, sieht man, dass sich eine deutliche Membran an der Oberfläche des Eies abzuheben beginnt, nach 15—20 Minuten sieht man diese Membran schon ringsherum gleichmässig abgehoben und zwischen dem Ei und der Membran einen Zwischenraum gebildet, der sich noch allmählich vergrössert, so dass sich die Eizelle wie in einem grossen von Flüssigkeit erfüllten, von der Membran umgebenen Raum befindet, während die Membran sonst der Eizelle dicht anliegt. Man konnte in den Eiern schon nach einigen Minuten Veränderungen am Keim- bläschen wahrnehmen, nach etwa 15—20 Minuten war dasselbe völlig geschwunden, darauf trat jedoch die Ausstossung der xichtungskörper überhaupt nicht ein.
Bisweilen hatte es den Anschein, als ob sich ein Richtungs- körper über die Oberfläche des Eies erhöbe, aber diese vermeint- lichen Richtungskörper erwiesen sich als Klümpchen des mit Deutoplasmamassen vermengten Eiinhalts, welche über die Ober- fläche hervorquollen; ab und zu sah man sogar, wie ziemlich plötzlich in diese Protoplasmahügel sich weitere Teile des Eiinhalts gewissermassen überzugiessen begannen und sie so vergrösserten, dass bisweilen sogar die Eizelle sodann das Aussehen bot, als ob sie sich in zwei gleiche Zellen teilen sollte: jedoch kam es in derartig veränderten Zellen nicht zur ul und die Eier ent- wickelten sich nicht weiter.
Nach Schwund des Keimbläschens trat eine längere Pause ein. während der man am lebenden Ei keine weiteren Verände- rungen verfolgen konnte. Die Teilung in zwei Furchungszellen begann in dem Versuch 1, wie oben bemerkt, in 4!/s Stunden; in Versuch 2 und 3 in 3!/s Stunden; in den Versuchen 2 und 3 furchten sich dann die Eier weiter, wenn auch bezüglich der Zeit sehr verschieden, indem z. B. nach fünf Stunden einzelne Eier erst den Beginn der Zweiteilung zeigten, andere dagegen schon in acht Zellen geteilt waren, nach sechs Stunden waren einige Eier in 15—16 Zellen geteilt.
Die Furchung verlief aber bei diesen Versuchen in einer vom normalen Typus abweichenden Weise, was durch die starke Abhebung der Eimembran verursacht wurde. Die Teilung in zwei Zellen wurde dadurch eingeleitet, dass das Ei sich streckte und an dem einen Pol eine Einsenkung erschien; darauf schritt bei einigen Eiern diese Einsenkung weiter vor, sodass die Eier wie
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 45
hufeisenförmig erschienen, bis sie sich durchteilten, oder aber die Eier nahmen Hantelform an, und die beiden Eihälften waren durch eine Brücke verbunden, deren Durchschnürung die Trennung der beiden Tochterzellen herbeiführte. In der Mehrzahl der Eier erfolgte die Teilung in zwei gleiche Zellen, in einigen jedoch auch in zwei ungleiche, eine grössere und eine kleinere, also in einer den normalen befruchteten Eiern entsprechenden Weise.
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Fig. 4a.
Nach erfolgter Durchschnürung entfernten sich sodann die beiden ersten Furchungszellen und lagen gesondert in der grossen von Flüssigkeit erfüllten, von der Membran umgebenen kugeligen Höhle; ihre gegenseitige Lage war eine sehr verschiedene, des- wegen sind auch die Bilder des Stadiums, wo sich die beiden Furchungszellen hantelförmig strecken und sodann in vier Zellen teilen, sehr verschieden, ebenso auf dem Übergang zum Acht- Zellenstadium. In letzterem Stadium sieht man gewöhnlich einen unregelmässigen Zellhaufen, ebenso im 16. Zellenstadium. Einen Überblick über den Teilungsmodus geben die beigefügten Figuren 4a und 4b.
46 K. Kostanecki:
Ich habe von‘ dieser Versuchsreihe mehrere Stadien auf Schnitten untersucht; zunächst Eier, welche unmittelbar aus dem Gemisch fixiert wurden, nachdem sie in demselben in einem Falle eine Stunde, im anderen zwei Stunden verblieben waren. Sowohl im einen, wie im anderen Falle sah man in der über- wiegenden Mehrzahl der Eier die Keimbläschen geschwunden.
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Fig. 4b.
Im Innern des Zellleibes sah man in denjenigen Eiern, welche nach einstündigem Verweilen in dem Gemisch fixiert waren, dizentrische Strahlungen, welche jedoch sehr schwach und zart waren, zwischen den Strahlungen waren Chromosomen von Stäbchenform angeordnet. Dem ganzen Aussehen der Strahlungen
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 47
nach hatte man den Eindruck, als ob die achromatischen Teile einer dizentrischen mitotischen Figur im Schwinden begriffen wären. Und in der Tat, sieht man in den Eiern, welche zwei Stunden in dem Gemisch verblieben waren, im Protoplasma keine Strahlungen mehr, sondern nur im Haufen liegende Chromosomen. Stets sah man auch, im einen wie im anderen Fall, dass die grossen Deutoplasmakörner aus der Zellperipherie nach dem Innern des Zelleibes im Protoplasma zerstreut lagen.
Wir sehen also, dass beim Verweilen der Eier in dem Gemisch die Richtungsspindel gebildet wird, dass sie aber nicht nur nicht zur Ausstossung der Richtungskörper führt, sondern nicht einmal die Teilung des Kerns zur Folge hat, vielmehr voll- kommen schwindet. Wenn aber die Eier nach ein- oder zwei- stündigem Verweilen in dem Gemisch in frisches Meerwasser kommen, so erfolgt, wie wir am lebenden Material sahen, nach einiger Zeit die Teilung in zwei Zellen, wobei sich an der Ober- fläche die Eimembran bedeutend abhebt. Letzteres sieht man auch an den Schnittbildern der Eier, welche in 3!/s, 4 oder 6 Stunden fixiert wurden. Im Inneren der Eizellen, oder ihrer Tochterzellen, deren Anordnung den am lebenden Material beobachteten Bildern entspricht, sieht man sehr zarte karyo- kinetische Figuren, (Muttersterne, Diaster, Dispireme usw.) zart, was die achromatischen Teile betrifft, und auch die Chromosomen haben sich in feine, längliche Schleifen umgewandelt. Diese Figuren bieten, abgesehen von ihrer Zartheit keine besonderen Eigentümlichkeiten, so dass ich auf ihre Abbildung oder nähere Erörterung verzichten kann. Die Deutoplasmakörner, welche früher im ganzen Protoplasma zerstreut waren, haben sich wiederum nach der Zellperipherie begeben, so dass in dieser Beziehung eine Wiederherstellung der vorhin bestandenen normalen Verhältnisse angestrebt wird.
D. Versuche mit konzentriertem Meerwasser.
Da die bisherigen Versuche betreffend die sogenannte parthenogenetische Furchung zum Teil auf der Basis beruhen, dass dieselbe durch Erhöhung des osmotischen Drucks hervor- gerufen werden kann, so war es mir von vornherein wahrscheinlich, dass dieselbe sich auch bei Erhöhung der Konzentration des Meerwassers durch Hinzufügung von abgedampftem Meerwasser
48 K. Kostanecki:
erreichen lassen müsse. Ich habe deswegen nach dieser Richtung hin Versuche angestellt, welche in der Tat von positivem Erfolg begleitet wurden. Nachträglich habe ich aus der Literatur ersehen, dass gerade vor kurzem Hunter, von denselben Gesichts- punkten geleitet, mit positivem Erfolge ähnliche Versuche bei Arbacia angestellt hat.
Ich habe die Erhöhung der Konzentration des Meerwassers durch Abdampfen bewerkstelligt und zwar entweder 1000 ccm Meerwasser auf 750 ccm, oder aber 1000 cem auf 500 ccm ein- gedampft, und darauf das eingedampfte Wasser mit frischem, möglichst sauerstoffhaltigem Meerwasser in verschiedenen Kom- binationen gemischt.
Bei diesen Versuchen muss berücksichtigt werden, dass durch das Eindampfen nicht nur die Konzentration erhöht wird, sondern auch die chemische Konstitution geändert wird, indem ein Teil der Salze gefällt wird, (was beim Abdampfen auf 500 cem in höherem Grade erfolgt), d. h. die Erhöhung des Gehalts ist nicht für alle Salze gleichmässig.
Diese Versuche boten in mancher Beziehung sehr interessante Eigentümlichkeiten und Abweichungen im Vergleich mit den anderen Experimenten dar.
1. Versuchsreihe mit Meerwasser, das von 1000 ccm auf 750 ccm eingedampft war.
Versuch 1 (3 mal wiederholt).
Abgedampftes Meerwasser . . . ..... Ma
Rrrisches Meerwasser: . .. .. . au. an Versuch 2.
Abgedampftes Meerwasser . . . .....
Frisches: ‚MeerWaßsßr, ..., +14 .1.. 20.2180 Sn Versuch 3.
Abgedampftes Meerwasser. . . :... 1
Frisches Meerwasser . . . 194, lg
Bei diesen Versuchen machten sich noch mehr als bei anderen individuelle Unterschiede geltend. So ergab der Ver- such 1 bei den Eiern eines Individuums ein durchaus negatives Resultat, während bei den Eiern zweier anderen Individuen man an einer grösseren Zahl von Eiern das Keimbläschen schwinden und in etwa 1 Stunde den I. Richtungskörper sich abschnüren
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 49
sah, bei einer geringen Zahl schnürte sich sodann auch der II. Richtungskörper ab und an einer noch viel geringeren Zahl erfolgte nach mehr als 4 Stunden die Teilung in zwei Zellen.
Der Versuch 2 ergab ein negatives Resultat, obgleich in Anbetracht der höheren Konzentration der Flüssigkeit man mit Hinblick auf die weiter unten beschriebenen Resultate der 2. Versuchsreihe einen positiven Erfolg hätte erwarten können.
Im Versuch 3 hingegen hat trotz der niedrigen Konzentration ein Teil der Eier, allerdings nur etwa 1°/o, einen oder zwei Richtungskörper ausgestossen und sich in zwei Zellen geteilt.
Vom ersten Versuch habe ich auf Schnitten fixierte Stadien von 1 Stunde und 4 Stunden, vom zweiten Versuch Stadien von 2 Stunden, vom dritten Versuch Stadien von 2 Stunden 15 Minuten untersucht. Die Schnittbilder bestätigten dasjenige, was man schon am lebenden Material beobachten konnte, nämlich, dass entweder alle, oder die überwiegende Zahl der Eier völlig unveränderte Keimbläschen enthielt, im ersten und dritten Ver- such sah man an einer sehr geringen Zahl von Eiern einen oder auch beide Richtungskörper ausgestossen. Im Innern derartiger Eier mit ausgestossenen Richtungskörpern sah man verschiedene mitotische Figuren mit meist abnormen Chromatinfiguren und schwachen Strahlungen. Auf welche Weise diese Figuren nach Ausstossung der Richtungskörper zu Stande gekommen sind, liess sich nicht erschliessen; aus den sehr spärlich anzutreffenden mitotischen Bildern liess sich eine zusammenhängende Reihe, namentlich für die vor allem in Betracht kommenden Anfangs- stadien nicht aufstellen.
2. Versuchsreihe mit Meerwasser, das auf die Hälfte eingedampft war. Versuch 1 und 2. Eingedampftes Meerwasser . . . . 75 ccm Frisches Meerwasser‘ 7). 1... A. sus »2D,CEM
Die Eier verblieben die ganze Zeit hindurch in der Lösung. Ich habe diesen Versuch zweimal wiederholt und beide Male dieselben Resultate erhalten.
Schon nach einigen Minuten nimmt die Mehrzahl der Eier eine eigentümliche Hut- oder Becherform an, indem an einer
Seite sich eine Delle bildet, die sich immer mehr vertieft, bis- Archiv f. mikrosk Anat. Bd. 64. 4
50 K. Kostanecki:
weilen erscheinen einige Eier von beiden Seiten dellenartig ver- tieft, die Eier nehmen eine Gestalt an, die sich mit der Gestalt der roten Säugetierblutkörperchen vergleichen liesse.
Nach ungefähr 15 Minuten fängt die Eimembran an, sich von der Oberfläche des Eies abzuheben und erscheint nach etwa einer halben Stunde im ganzen Umfange gleichmässig und sehr bedeutend vom Ei entfernt.
Unterdessen sind die Eier allmählich wieder zur runden Gestalt zurückgekehrt, und man kann dann an ihnen wahrnehmen, dass das grosse Keimbläschen im Zentrum des Eies geschwunden
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Fig. 5.
ist. Ein Vorrücken des die Lage der karyokinetischen Spindel kennzeichnenden helleren Feldes gegen die Oberfläche konnte man nicht wahrnehmen, ebensowenig eine Ausstossung der Richtungskörper, dagegen fingen die Eier an, (einige schon nach einer halben Stunde, einige nach einer Stunde), eine gestreckte Gestalt anzunehmen, ähnlich wie die normal befruchteten Eier oder die mit anderen Flüssigkeiten behandelten Eier, wenn sie sich zur Teilung in zwei Furchungszellen anschicken (vergl. Fig. 5).
Und in der Tat, nach 1 Stunde 20 Minuten fangen die Eier an, sich zu teilen, nach etwa 1 Stunde 30 Minuten ist die Mehrzahl in zwei Zellen geteilt, bisweilen in zwei gleich grosse Zellen, bisweilen, ähnlich wie bei anderen Versuchen und bei normal befruchteten Eiern in zwei ungleiche Zellen; nach 2 Stunden 20 Minuten sieht man die Zweiteilung der Furchungs- zellen weiter fortschreiten, man sieht bisweilen 3, dann 4
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra 5l
Furchungszellen, welche sich daraufhin wiederum strecken und zur weiteren Teilung vorbereiten, jedoch erscheinen die Zellen nach etwa 3 Stunden wie geschrumpft, mit unregelmässigen Konturen, und die weitere Teilung ist sistiert.
Man gewinnt in diesen Versuchen ganz den Eindruck, dass hier die Ausstossung der Richtungskörper übersprungen wird und dass die karyokinetische Figur, welche sich im Ei gebildet hat, anstatt zur Ausstossung des I. Richtungskörpers direkt zur Teilung des Eies in zwei Furchungszellen verwendet wird.
Wenigstens nur auf diese Weise glaubte ich es am lebenden Material erklären zu können, dass hier die Teilung des Eies schon nach etwa 1 Stunde 20 Minuten eintritt, wäbrend sie bei anderen Versuchen stets erst nach 3, 4 oder sogar mehr Stunden erfolgte.
Schnittbilder von Eiern, welche in 1'/» Stunde fixiert wurden, zeigten, dass im Innern der Eizellen karyokinetische Figuren enthalten waren, welche aber sowohl, bezüglich der chromatischen, wie achromatischen Teile, weitgehende Abweichungen zeigten. Die Strahlungen waren nur schwach entwickelt, bisweilen war nur eine Strahlung zu sehen, das Chromatin bestand aus einzelnen Stäbchen, die bisweilen zu einer Masse verklumpt waren; ab und zu lag das Chromatin in zwei Gruppen und derartige Eizellen liessen den Beginn der Zerschnürung in zwei Teile erkennen.
Versuchl3,4,.526.
Eingedampftes Meerwasser . . . . 75 ccm Frisches Meerwasser .. . . . ... 25 ccm
Die Eier verblieben beim 3. und 4. Versuch 40 Minuten, beim 5. Versuch 1 Stunde, beim 6. Versuch 2 Stunden in der Lösung, worauf sie in eine grosse Menge frischen Meerwassers gebracht wurden.
Die Anfangsstadien verliefen bis zu der Zeit, wo die Eier aus der Lösung in frisches Meerwasser gebracht wurden, in ganz derselben Weise, wie bei den Versuchen 1 und 2, dagegen war ‚ der weitere Verlauf ein verschiedener. Bei den Versuchen 3 und 4, wo die Eier 40 Minuten in der Lösung verblieben waren und einige schon eine gestreckte Form anzunehmen begannen, konnte man wahrnehmen, dass, sobald sie in frisches Meerwasser kamen, sie wiederum zur runden Gestalt zurückkehrten, darauf
sah man nach 1!/s Stunden den I. Richtungskörper, in einigen 4*
DD
5; K. Kostanecki:
zwei Richtungskörper sich abschnüren, nach 3 Stunden fangen dann die Eier an, sich zu teilen, aber die Teilungsfiguren bieten sehr eigentümliche Bilder. Dieselben werden vor allem dadurch verursacht, dass, sobald die Eier aus der Lösung in frisches Meerwasser gebracht werden, die Eimembran zu zerfliessen an- fängt; man kann unter dem Mikroskop Schritt für Schritt verfolgen, wie die Membran dünner wird, dann an einigen Stellen schwindet, wie dann ihre Reste als dünne Häutchen flottieren, bis sie schliesslich gänzlich sich autlöst (vergl. Fig. 6).
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Da auf diese Weise die Eier im Moment, wo sie sich zur Teilung anschicken, nicht mehr von einer Membran umgeben sind, so gewinnen sie eine langgestreckte Gestalt, dann entsteht zwischen den beiden Teilhälften eine langgezogene, meist körnige, dünne Brücke, welche schliesslich reisst, worauf die beiden Blastomeren sich völlig von einander trennen (vergl. Fig. 6). Diese Bilder erinnern sehr an das von Herbst beschriebene Auseinandergehen von Furchungszellen von Echinus micro- tuberculatus im kalkfreien Medium.
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 53
Wenn die Eier während dieser Zeit ruhig liegen gelassen werden und nicht etwa gerührt werden, so bleiben die Blastomeren trotz ihrer Isolierung beisammen liegen, dagegen genügt eine kleine Erschütterung, um ihr völliges Auseinandergehen zu ver- anlassen.
Anderseits habe ich bemerkt, dass, wenn die Eier in dem Stadium, wo die Eimembran sich schon auflöste, die Eier aber noch eine kugelförmige Gestalt besassen, nahe beieinander lagen
zesles B,.:.0C2
und sich berührten, sie sich an der Berührungsstelle abplatteten und allmählich mit einander zu zweien, dreien oder mehreren verschmolzen !) (vergl. Fig. 7). Wenn dann die Teilung der Eier
) Diese Tatsache steht im Einklang mit der Beobachtung Loebs: „Alle die Ionen, welche bei Seesternen, Amphitrite und Chaetopterus Parthenogenese herbeiführen, veranlassen auch gleichzeitig Agglutination der betreffenden Eier und Bildung von Riesenembryonen. Das Problem, das Driesch sich einst vorsetzte und das bei Seeigeln auf grosse Schwierigkeiten stösst, nämlich den Inhalt mehrerer Eier zum Verschmelzen zu bringen, gelingt in diesen Versuchen spielend und im grossartigsten Massstab, ganz besonders bei den Eiern von Seesternen.“
54 K. Kostanecki:
in zwei Zellen eintrat, so traten die Wände an den anfänglichen Berührungsstellen wieder auf, so dass dann doppelt soviel Zellen sich bildeten, als anfänglich Eier verschmolzen waren; die Blastromeren lagen dann, wenn sie keine Erschütterung erfuhren, in einem gemeinsamen Zellhaufen.
Ich habe von diesen beiden Versuchen Schnittbilder von Eiern untersucht, welche in 2°/s Stunden und 3 Stunden fixiert waren. Nur an einigen Eiern sah man noch Überreste der Eimembran; ihr Schwund hatte natürlich auch die Folge, dass die Richtungskörper nicht mehr im Zusammenhang mit den Eiern angetroffen wurden. Im Innern der ungeteilten oder in Teilung begrifienen Eier, sowie in den gesonderten Blastomeren sah man wiederum schwache zweipolige, auch dreipolige mitotische Figuren mit teilweise verklumpten Chromosomen. Die Schnitt- bilder bestätigten es gleichfalls, dass die Eier bisweilen an der Berührungsstelle miteinander verschmolzen, man sah den Inhalt des Zelleibes völlig aus einem Ei in das andere übergehen.
Im 5. Versuch, wo die Eier in der Lösung 1 Stunde ver- weilten, konnte man bemerken, dass die Eier, in frisches Meer- wasser gebracht, zur runden Gestalt zurückkehrten, einige schickten sich zur Ausstossung des Richtungskörpers an, indem sich ein heller protoplasmatischer Hügel über die Eioberfläche emporzuheben begann. Indessen kam es zur Abschnürung des Richtungskörpers nicht, sondern der sich schon ausbildende Richtungskörper verblieb in Verbindung mit der Eizelle und verschmolz wieder mit ihr, oder aber es ergoss sich in ihn eine grössere Menge des Eiinhalts. Nach ungefähr 2 Stunden und 15 Minuten begann eine Teilung der Zellen ganz ähnlich wie im vierten Versuch.
Die Schnittbilder dieser Eier, welche in 2!/s Stunden fixiert wurden, zeigten ähnliche, abweichende mitotische Figuren, wie die Eier der vorhergehenden Versuche, öfters sah man hierbei vielpolige Mitosen.
Im Versuch 6 habe ich die Eier in der Lösung 2 Stunden liegen lassen; dieselben befanden sich schon auf dem Stadium, wo einige Eier sich bereits (ganz wie in dem Versuch 1 und 2) in zwei Zellen geteilt hatten, andere sich zur Teilung vor- bereitend eine langgestreckte Form angenommen hatten; in diesen verlief der Teilungsprozess nach Übertragung in frisches
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 55
Meerwasser weiter; bei den Eiern aber, welche in der Entwicklung noch nicht so weit vorgeschritten waren, traten ganz eigenartige Veränderungen ein: beim Betrachten unter dem Mikroskop gewann man den Eindruck, als ob sich die Ausstossung des I. Richtungs- körpers vollziehen sollte; es entstand auf der Oberfläche des Eies ein heller protoplasmatischer Hügel, ganz wie bei der gewöhnlichen Ausstossung des I. Richtungskörpers, plötzlich aber ergoss sich in diesen Hügel der Inhalt des Eies in grosser Menge, ihn vor sich hertreibend, und so entstand auf der Ober- fläche des Eies ein keulenförmiger Auswuchs (vergl. Fig. 8).
Fig. 8.
Zur Abschnürung desselben kam es nicht, und solche Eier zeigten einstweilen keine weiteren Veränderungen. Auf Schnitten sah man in dem Zellleibe in Gruppen beisammen liegende Chromatin- brocken, aber keine Spur von Strahlungen. Mit der Eizelle standen kleinere oder grössere, zum Teil kugelige, zum Teil längliche Auswüchse, durch einen kürzeren oder längeren Stiel in Verbindung; diese Auswüchse enthielten nur protoplasmatische Teile samt den grossen Protoplasmakörnern. Von den chromatischen Teilen ist in dieselben nichts übergegangen, so dass sie nicht als Abnormitäten bei der Ausstossung des I. Richtungskörpers aufgefasst werden können, sondern als Quellungsprodukte anzu- sehen sind.
Versuch 7. Eingedampftes Meerwasser . . . . 50 ccm Frisches; Meerwasser; | 1. ..uallon 10.150) 5
Dieser Versuch nahm einen ganz abweichenden Verlauf. Anfangs nahmen die Eier, ähnlich wie in den vorigen Versuchen, eine hutförmige Gestalt an, nach etwa 1 Stunde fingen die Eier
56 K. Kostanecki:
an zur runden Gestalt zurückzukehren; es erfolgte aber, soweit man an den Eiern in toto ersehen konnte, die Ausstossung der Richtungskörper nicht. Das grosse Keimbläschen in der Mitte sah man nicht mehr.
Nach etwas mehr als drei Stunden fingen dann die Eier an sich in die Länge zu strecken, aber zugleich breite Ausläufer auszusenden, so dass die Eier Formen aufwiesen, wie etwa ein
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Fig. 9.
Leukocyt in amöboider Bewegung (vergl. Fig. 9). Diese Aus- läufer wurden nach 4—5 Stunden immer zahlreicher, länger oder gleichsam baumartig verzweigt.
Ein Teil der Eier wurde nach 3!/s Stunden, als die Aus- läufer der Zellen’ noch weniger zahlreich und weniger verzweigt waren, in frisches Meerwasser gebracht ‚und die Eier nahmen wiederum rümde Gestalt an, einige teilten sich sodann sogar in zwei ungleiche Zellen, ähnlich wie die normal befruchteten oder die mit CaClz behandelten Eier; ‚über das Zweizellen- stadium gingen die Eier jedoch selbst nach 7 Stunden nicht hinaus.
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 57
Auf Schnitten zeigten die Eier sehr mannigfache Gestalten; in ihrem Innern waren nur Haufen von Chromosomen zu sehen, von Strahlungen keine Spur.
Sowohl bei diesem Versuche, als auch in allen Versuchen, welche mit abgedampftem Meerwasser angestellt wurden, sah man im Zellleibe der Eizelle grosse, ganz helle Vakuolen, gewöhnlich eine, bisweilen auch zwei. Sie lagen entweder im Zentrum des Eies, oder auch mehr der Peripherie genähert. Bisweilen boten diese Vakuolen dadurch ein eigentümliches Bild dar, dass sich unmittelbar um sie herum die stäbchenförmigen Chromosomen gruppierten, so dass sie ihnen geradezu aufzuliegen schienen.
In den mit anderen Gemischen angestellten Versuchen sah man bisweilen kleinere, ähnliche Vakuolen, hier sind die grossen Vakuolen Regel.
Ich möchte nochmals betonen, dass bei allen den Versuchen sehr bedeutende individuelle Schwankungen vorkamen, indem ein und dasselbe Experiment an den aus einem Individuum stammenden Eiern einen ganz anderen Verlauf nehmen kann, als an denen eines anderen Individuums. Dies gilt sowohl in Bezug auf die Zahl der die Richtungskörper ausstossenden und der sich teilenden Eier im Verhältnis zu den Eiern, welche überhaupt keine Ver- änderungen zeigen, als auch bezüglich des Zeitpunktes, in welchem die einzelnen Phasen eintreten. In letzterer Beziehung bestehen auch ganz frappante Unterschiede zwischen den Eiern eines und desselben Individuums, indem man in einem und demselben Versuch Eier beobachten kann, welche bereits in mehrere Furchungszellen sich geteilt haben, während in anderen erst die Ausstossung der Richtungskörper im Gange ist.
Auf Grund der obigen Versuche können wir feststellen, dass bei Mactra auf ungeschlechtlichem Wege durch Erhöhung der Konzentration des Meerwassers, infolge von Zusatz ver- schiedener Salze, unter bestimmten Verhältnissen sowohl die Ausstossung der Richtungskörper hervorgerufen als auch die Furchung eingeleitet werden kann.
Dem Typus der Ausstossung der Richtungskörper und der Furchung, wie er sich in befruchteten Eiern abspielt, kamen am nächsten die Eier, welche mit dem KCl-Gemisch behandelt wurden.
58 K. Kostanecki:
Wenn auch hier nur die Anfangsstadien der Furchung erreicht wurden, so lässt es sich doch mit Sicherheit erwarten, dass durch entsprechende Wahl der Konzentration der Flüssigkeiten und durch entsprechende Bemessung der Zeit, welche sie in denselben verbleiben, sich viel ältere Embryonen züchten lassen werden, wie denn auch Loeb selbst hervorhebt: „In Lösungen von zu geringer oder zu hoher Konzentration oder bei zu kurzem oder zu langem Verweilen in der hypertonischen Lösung werden nur die Anfangsstadien der Furchung erreicht.“
Die oben beschriebenen Versuche mit dem KÜUl-Gemisch müssen nur als Vorversuche gelten, durch ihre cytologische Analyse ist aber der Weg deutlich vorgezeichnet, auf welche Weise, (was die Konzentration des (semisches, die Zeit des Ver- bleibens der Eier in demselben usw. betrifft) die künftigen Versuche angestellt werden müssen, um eine regelmässige weiter vorgeschrittene Furchung bei Mactra zu erzielen.
Die Versuche mit den anderen Gemischen lassen die Er- haltung einer regelmässigen weiter vorgeschrittenen Furchung nicht erhoffen, die Versuche mit dem UaCls-Gemisch und mit dem durch Abdampfen konzentrierten Meerwasser lassen eine solche sogar von vorneherein ausschliessen, das eine Mal wegen der Abhebung der Eimembran von der Eioberfläche und der willkürlichen Verlagerung der Furchungszellen, das andere Mal wegen der Auflösung der Eimembran, welche das völlige Aus- einandergehen der Tochterzellen zur Folge hat.
Aus dem Grunde habe ich denn auch in der vorliegenden Arbeit die cytologischen Bilder, welche ich bei Behandlung der Eier mit dem NaCl-Gemisch, mit dem UaCls-Gemisch und mit konzentriertem Meerwasser erhalten habe, zwar aufs eingehendste studiert, aber als ich eingesehen habe, dass sie nicht imstande sind, auf den eytologischen Vorgang der künstlichen Parthenogenese ein Licht zu werfen, hier nicht abgebildet und nicht näher einzeln erörtert, dagegen vor allem den Schnittbildern der Eier, welche mit dem KCl-Gemisch behandelt waren, eingehendere Aufmerksam- keit geschenkt.
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 59
Das Problem der künstlichen Parthenogenese hat bereits eine umfangreiche Literatur aufzuweisen.
Ausser älteren oder mehr zufälligen Beobachtungen, wie diejenigen von Tichomirow (1886), der Eier von Bombyx durch 21/2 Minuten langes Eintauchen in konzentrierte Schwefelsäure, oder durch 10 Minuten andauerndes Bürsten zur Teilung brachte, von Dewitz (1887), der Froscheier durch Behandlung mit Sublimatlösung, von Koulagine (1898), der Eier von Fischen und Amphibien durch Behandlung mit Antidiphtherieserum zur Entwicklung veranlasste, haben wir eine Reihe von neueren, systematisch von bestimmten Gesichtspunkten aus unternommenen Untersuchungen, welche es bezwecken, unbefruchtete Eier ver- schiedener Tiere, welche sonst nur nach der Befruchtung sich entwickeln, durch Einwirkung verschiedener Lösungen oder durch Anwendung von mechanischen oder thermischen Reizen zur Entwicklung anzuregen. Es wurden bekanntlich positive Erfolge erzielt durch Hinzugabe verschiedener Stoffe zum Meerwasser, eventuell Süsswasser, so von verschiedenen Salzlösungen (MgCl, KCl, NaCl, CaCle, MnCle), von Zuckerlösungen, von Harnstoff, von Kohlensäure, Strychnin, Nikotin, Chloroform, Äther, Alkohol, Salzsäure, von Spermaextrakt, sodann durch Anwendung von Meerwasser, dessen Konzentrationsgrad durch Abdampfen erhöht wurde, ferner durch Belassen der Eier in Lösungen von KÜl und CaClz von demselben osmotischen Druck, wie normales Meerwasser, schliesslich durch Schütteln der Eier sowie Erhöhung oder Erniedrigung der Temperatur. Hierher gehören die Arbeiten’ von R. Hertwig, Morgan, Loeb und seinen Schülern Fischer, Hunter, sodann von Winkler, Yves Delage, Bataillon, Giard, Mathews, Wilson, Prowazek, Viguier, Greely, Rondeau-Luzeau, Mead, Wassilieff, Lyon, Meltzer.
Die Untersuchungen beziehen sich auf Eier von Seeigeln, und Seesternen, von Anneliden (Chaetopterus, Nereis, Amphitrite, Phascolosoma, Podarke) von Fröschen, von Petromyzon und von Fischen. Zu diesen zahlreichen Beobachtungen kommen auch die unsrigen hinzu, welche eine neue Tiergruppe, nämlich die Mollusken, betreffen.)
', Eine überaus interessante Ergänzung der Untersuchungen über künstliche Parthenogenese in verschiedenen Gruppen der Metazoen bilden
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Die überwiegende Zahl dieser Arbeiten beschäftigt sich aber nur damit, ob überhaupt und unter welchen Verhältnissen und Bedingungen (Grad der Konzentration der angewandten Gemische, Zeit des Belassens der Eier in denselben, Höhe der Temperatur usw.) die unbefruchteten Eier zur Entwicklung angeregt werden können und bis zu welchem Grade diese Entwicklung fortschreitet. Sodann ist in den Arbeiten der Hauptnachdruck auf die Ergründung der physikalisch-chemischen Natur des Reizes gelegt.
Auf eine ausführliche Wiedergabe der nach dieser Richtung hin von den Autoren erzielten Resultate, sowie auf die Diskussion der aufgestellten Hypothesen gehe ich hier nicht näher ein), da meine Untersuchungen von einem anderen Gesichtspunkte unter- nommen wurden und einen anderen Zweck verfolgten, nämlich: die im Innern des unbefruchteten Eies bei der künstlichen Parthenogenese sich abspielenden Vorgänge zu ergründen.
Arbeiten jedoch, die gerade unmittelbar dieses Thema berühren, sind bisher nur spärlich. Es sind dies die Arbeiten von OÖ. Hertwig, R. Hertwig, Morgan, Wilson, Wassi- lieff, teilweise auch Yves Delage?). Und die Resultate dieser Arbeiten lassen sich auch nicht unmittelbar mit den Ergebnissen unserer Untersuchung vergleichen, weil in ihnen die Versuche an Eiern anderer Tiere und mit anderen Gemischen vorgenommen wurden. Vorwiegend wurden diese Versuche an reifen Eiern
die Beobachtungen von Calkins bei Einzelligen. Er hat nämlich für Paramaecium caudatum festgestellt, dass die s. g. Verjüngung nicht nur durch Konjugation mit Individuen derselben oder anderer Kulturen, sondern auch künstlich durch Reize verschiedener Art („artifizielle Parthenogenesis“) zustande kommen kann. „Eine ganze Anzahl verschiedener Reize vermag „Parthenogenesis“ zu veranlassen, nämlich Schütteln, Temperaturveränderung, Salze verschiedener Art (KCl, NaCl, MgCl. usw.) Im allgemeinen scheint nur eine geringfügige Veränderung der Umgebung nötig zu sein, um den Reiz abzugeben“.
', Ich glaube auf diese Zusammenstellung der Literatur nach dieser Richtung hin umsomehr verzichten zu können, als in zwei in neuester Zeit erschienenen Arbeiten, nämlich von Bryce (1902) und von Viguier (1903) eine derartige Übersicht enthalten ist.
”), Bataillon (1902) gibt an, dass er in den Blastomeren der künstlich parthenogenetisch sich entwickelnden Eier von Amphibien „des karyokinöses normales ou anormales, des cytasters et des divisions des cytasters“ gesehen hat. Über die Art und Weise, wie die erste Furchungs- spindel zustande kommt, gibt er nichts näheres an.
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der Echinodermen ausgeführt, bei denen innerhalb der Geschlechts- organe die Richtungskörper ausgestossen wurden.
Die erste Arbeit, welche sich mit den Vorgängen im Innern des Zelleibes bei der parthenogenetischen Entwicklung der Eier von Tieren, welche sonst nur nach der Befruchtung sich entwickeln. beschäftigt, ist die Arbeit von 0, Hertwig (1890).
Allerdings handelt es sich in diesem Falle nicht um eine künstlich hervorgerufene Parthenogenese, vielmehr konnte Hertwig (1890) die bereits im Jahre 1576 von Greef gemachte Beobachtung bestätigen, dass bei Asteracanthion und bei Astropecten sich einzelne Eier auch ohne Befruchtung auf parthenogenetischem Wege entwickeln können, wenn sie einfach in frisches Meerwasser gebracht und sich selbst überlassen werden. Hertwig sah die Eier sich bis zum Blastulastadium entwickeln.
O0. Hertwig beschäftigt sich mit Hinsicht auf die Bedeutung, welche das Problem der physiologischen Parthenogenese nach den Arbeiten von Weismann und Ischikawa, von Bloch- mann und von Boveri gewonnen hatte, mit der Frage: „Was für Vorgänge spielen sich im Innern der Eier ab, bei welchen es zu einer Entwicklung ohne Befruchtung gekommen war?“
Hertwig hat auf gefärbten Präparaten von Eiern, welche nach 2,5 und mehr Stunden fixiert wurden, festgestellt, dass in Eiern — (bekanntlich werden bei Astropecten und bei Asteracanthion die Eier als unreife Eier entleert) — stets nur ein einziger Richtungskörper ausgestossen wurde, nachdem eine regelrechte Richtungsspindel sich gebildet hatte. Unter der Bildungsstelle des ersten Richtungskörpers sah Hertwig in einigen Eiern eine zweite Spindel mit zwei Strahlungen, in einigen dicht an der Oberfläche ein kleines Kernbläschen mit peripher gerichteter Strahlung und wenig nach dem Innern des Eies von ihm entfernt ein zweites Kernbläschen mit nach dem Eizentrum zugekehrter Strahlung, in anderen eine Anzahl Kernbläschen entweder von zwei Strahlungen umgeben, oder aber die Kernbläschen waren von einer Strahlung umgeben, während sich eine andere Strahlung in einiger Entfernung ohne Zusammenhang mit Chromosomen oder Kernbestandteilen befand.
In anderen Eiern waren die Kernteile mehr nach der Mitte des Eies zu vorgerückt; hier fand sich entweder eine Gruppe von Bläschen umgeben von deutlicher Strahlung, oder ein Kern
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mit zwei Strahlungen an seinen Polen, oder es fanden sich nahe zwei zusammengelegene, von einer Strahlung umgebene, bläschen- föormige Kerne. Hertwig stellt fest, dass hier also nach Abschnürung des ersten Richtungskörpers aus den im Ei ver- bliebenen Kernteilen sich in einigen Fällen ein Haufen von Kernbläschen oder ein bläschenförmiger Kern entwickelt hat, in anderen Fällen dagegen sich zwar eine zweite Richtungsspindel gebildet. aber nicht zur Ausstossung des II. Richtungskörpers, sondern nur zu einer Kernteilung im Innern des Eies geführt hat: das Chromatin hat sich in diesem Falle in zwei Gruppen gesondert, von denen sich die beiden bläschenförmigen Kerne herleiten: aus deren Verschmelzung geht ein Kern hervor, welcher sich bald zu Teilungsprozessen anschickt; in welcher Weise sich die Furchungsspindel aus ihm allmählich ausbildet, ist bei O0. Hertwig nicht angegeben.
Die weiteren Teilungsprozesse waren bei den von Hertwig untersuchten Objekten sehr unregelmässige und pathologische.
Als das am meisten charakteristische Moment dieser spontan hier eingetretenen „Parthenogenese“ (deren Vorkommen von R. Hertwig und Viguier weiterhin bestätigt wurde), wird von Ö.Hertwig das Ausbleiben der Ausstossung des II. Richtungs- körpers aufgefasst. Man könnte, mit Rücksicht auf die bei stets parthenogenetisch sich entwickelnden Eiern beobachteten Verhält- nisse, geneigt sein, dieser Retention des II. Richtungskörpers eine gewisse prinzipielle Bedeutung zuzuschreiben und sie als Vorbedingung der weiteren Entwicklung anzusehen; aus der Schilderung meiner Versuche kann man indes ersehen, dass einerseits unter gewissen Bedingungen Eier, welche zwei Richtungs- körper ausgestossen haben, sich weiterhin teilen, andererseits unter anderen Bedingungen auch die Ausstossung der beiden Richtungskörper unterbleiben kann und die Eier sich furchen.
Die erste cytologische Analyse von unbefruchteten Eiern, welche künstlich zur Entwicklung angeregt wurden, rührt von R. Hertwig her und betrifft reife Eier von Echinus micro- tubereulatus und Strongylocentrotus lividus. Dieselben wurden l, 2 und 3 Stunden mit 0,1°/o Strychnin behandelt und eine Zeitlang in reinem Seewasser weiter kultiviert, dann in ver- schiedenen Zeitabständen fixiert, eingebettet und auf gefärbten Schnitten untersucht.
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R. Hertwig konnte feststellen, dass die Veränderungen am Eikern in dem Schwund der Nucleoli, dann in dem Auftreten von Chromosomen, schliesslich in dem Schwund der Kernmembran sich äussern. Darauf entstehen Fächerkerne oder Halbspindeln, d. h. man sieht Bündel von Spindelfasern, welche von einem gemeinsamen Punkt ausstrahlen und in ihrer Gesamtheit einen kegelförmigen Körper zusammensetzen; die Chromosomen lagen im Umkreis des Spindelkörpers, mit Vorliebe in der Nachbarschaft der peripheren Enden der Spindelfasern. Hertwig leitet die Spindelfasern aus der achromatischen Substanz des Kerns ab. Eine Protoplasmastrahlung fehlt anfänglich, sie tritt erst sekundär zur Halbspindel heran, es entstehen dann die „mit Strahlung versehenen Fächerkerne“. Beim Fächerkern mit Strahlung fanden sich die zentralen Faserenden sehr bäufig unter einander ver- einigt, dieses. materielle Ausstrahlungszentrum, bisweilen von bedeutender Grösse, nennt R. Hertwig „Zentralkörper“. „Je grösser der Zentralkörper ist, umso kürzer sind im allgemeinen die von ihm ausstrahlenden Spindelfasern. Durch vollkommenen Schwund der letzteren erklären sich Bilder, auf denen man nur noch den Zentralkörper findet, derselbe ist in solchen Fällen vollkommen homogen, rundlich oder oval oder auch schwacheckig, er ist der Ausgangspunkt einer intensiven Protoplasmastrahlung, in einiger Entfernung von ihm lagern die Chromosomen, aber es fehlen die verbindenden Spindelfasern. Kernspindeln mit doppelten Polen hat Hertwig in den meisten der von ihm untersuchten Serien nur selten vorgefunden, nur in einer Serie waren diese Spindelbildungen sehr häufig, was Hertwig der Verwendung einer viel stärkeren Strychninlösung zuschreibt, während bei schwächerer Strychninlösung Rückbildungsprozesse eintreten und die Spindelbildung verhindern. Die Spindeln mit doppelten Polen sind kurz und gedrungen, tonnenförmig. Auf ihrer dem Eizentrum benachbarten Seite ist die Spindel gerad- linig begrenzt, als ob sie hier quer abgeschnitten wäre; auf der gegenüberliegenden Seite ist sie hoch buckelförmig gewölbt; die Spindelfasern müssen daher ganz verschieden lang sein. An den Polen der Spindel sind meist Anhäufungen von Substanz zu bemerken, welche nur aus Verschmelzung der Faserenden entstanden sind. Die Chromosomen, sofern sie überhaupt zu einer Äquatorial- platte angeordnet sind, liegen der konvexen Seite des Spindel-
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körpers auf. Die Protoplasmastrahlung bildet Strahlenbüschel, welche vorwiegend nach der konvexen Seite der Spindel zu ent- wickelt sind.
Bezüglich der Entwicklung der Spindeln mit doppelten Polen‘) vermutet Hertwig, dass die beiden Spindelpole durch Teilung des einfachen Zentrums des Fächerkernes entstehen; hinsichtlich der Anordnung der Spindelfasern glaubt er, dass bei der Teilung des Fächerzentrums auch die Spindelfasern der Länge nach gespalten werden und zwar bis an die peripheren, die Chromosomen?) tragenden Enden.
Seltener noch, als die dizentrischen Vollspindeln mit den im Äquator angeordneten Chromosomen, also im Stadium des Muttersterns, fand Hertwig weiter vorgeschrittene Stadien; immerhin hat er die Teilung der Äquatorialplatte, also Bilder der Metakinese, des Diasters beobachten können, sodann Eier, in denen an Stelle der zwei Gruppen von Chromosomen Haufen von kleinen Kernbläschen lagen. Auch Einfurchungen des Eies wurden von ihm beobachtet (wobei er die Furche zunächst nur von einem Pol aus einschneiden sah), und auch die Teilung des Eies in zwei Furchungskugeln, von denen jede mit einem Kern
') Hertwig bemerkt hierzu: „Es wäre sehr wichtig gewesen, zu verfolgen, in welcher Weise sich die Spindel aus dem Fächerkern entwickelt; leider habe ich darüber keine Sicherheit erzielen können. Einmal ist für solche Untersuchungen das Seeigelei wegen der ausserordentlichen Kleinheit der Kernfiguren ungeeignet. Zweitens fehlte es mir an dem nötigen Material. Um gutes Material zu bekommen, müsste man die Methode, die Eientwicklung einzuleiten, noch vervollkommnen, sodass wenigstens der grösste Teil der Eier den gleichen Rhythmus der Entwicklung einhielte, und müsste in kleineren Zwischenräumen die Konservierung vornehmen“. Ich habe oben bei der Beschreibung der von mir beobachteten Bilder gleichfalls diese Momente, welche die Feststellung der Aufeinanderfolge und die Herleitung der einzelnen Phasen erschweren, betont. Ich kann vollkommen die Bemerkung Hertwigs bestätigen: „Wie es meist bei anormalen Vorgängen zu sein pflegt, fehlt auch bei den in Rede stehenden Entwicklungsprozessen die Regelmässigkeit des Verlaufs. Bei einem vollkommen gleichmässig behandelten und zu gleicher Zeit abgetöteten Material sind einige Eier in der Entwicklung weit voran, andere weit zurück“.
’) Bezüglich der Gestalt der Chromosomen erwähnt Hertwig, dass dieselben gewöhnlich U-förmig gekrümmte Schleifen darstellen; ab und zu fand er jedoch Chromosomen von der Gestalt von charakteristischen Vierer- gruppen.
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versehen war; allerdings begegnete Hertwig hier mannigfachen und grossen Unregelmässigkeiten.
Auch konnte Hertwig sowohl für die Halbspindeln als auch für die Vollspindeln eine regressive Metamorphose feststellen, welche bei Spindeln mit ungeteilter Äquatorialplatte sowohl, als auch bei Spindeln, deren Chromosomen in bläschenförmiger Umwandlung begriffen waren, eintreten kann und durch eine Verwischung der faserigen Struktur der Spindel und eine netz- förmige Anordnung ihrer Elemente eingeleitet wird.
Bezüglich der Spindel hebt Hertwig mit Nachdruck her- vor, dass an ihren Enden Centrosomen (wie sie von Boveri, Mathews, Wilson beschrieben worden sind) hier sicher fehlen; an ihrer Stelle finden sich mehr oder minder deutliche Substanz- anhäufungen, welche aus Verschmelzung der Enden der Spindel- fasern hervorgegangen sind.
Wenn ich die Beschreibung der von Hertwig gewonnenen Tatsachen, deren Hauptpunkte ich wiedergegeben habe, und die Figuren, welche seine Arbeit illustrieren, mit meinen Beobachtungen vergleiche, so ersehe ich, dass trotz des verschiedenen Materials und trotz der Verschiedenheit des angewandten Reagens, sich doch einige Berührungspunkte ergeben.
Da Hertwigs Versuche jedoch reife Eier betreffen, so lassen sich meine Beobachtungen mit den von ihm beschriebenen Bildern erst von dem Moment an vergleichen, wo bei Mactra nach Ausstossung der Richtungskörper aus dem im Ei verbliebenen und zu einem bläschenförmigen Kern umgewandelten Chromatin sich eine Furchungsspindel ausbildet.
Eine Ähnlichkeit sehe ich zwischen den Fig. 10—18 der Hertwig’schen Arbeit und meinen Fig. 36 u. ff. insofern, als hier und da, während sich die Chromosomen aus dem Eikern herausdifferenzieren, die achromatischen Spindelfäden ausschliesslich aus dem Kerngerüst entstehen; allerdings handelt es sich in den Figuren Hertwigs um Halbspindeln, in meinem Falle um Voll- spindeln; in beiden Fällen entbehren die Spindelbilder einer Pol- strahlung. Die Hertwig’schen Figuren 20, 21 erinnern sehr an meine Fig. 100, die Hertwig’schen Fig. 28, 29, 30, 31 an meine Fig. 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 usw. Die Hertwig’schen Fig. 37, 35 an meine Fig. 41 u. ff., die Hertwig’schen Fig. 40, 41, 43, 45, 46, 47, 49, 50, 51, 52, 53 an meine Fig. 73—76, wenn wir
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auch die Entstehung der Bilder, wie aus obigem zu sehen ist, anders herleiten. Während Hertwig nämlich die Bildung einer Halbspindel als Ausgangspunkt auffasst und sie unter Ausbildung einer protoplasmatischen Strahlung erst in eine zweipolige Voll- spindel sich umbilden lässt, habe ich die „intranukleäre Spindel“, wie ich sie nannte, sehr früh als eine zweipolige entstehen sehen, ausserdem habe ich in allen Phasen den Unterschied zwischen den intranucleären, einer Polstrahlung entbehrenden und den mit einer Polstrahlung versehenen Spindeln feststellen müssen. Die ab und zu vorkommenden monozentrischen Strahlungen, wie die der Fig, 100 u. 101, habe ich nur in einigen Versuchen ange- troffen und konnte sie nicht als Übergangsbilder betrachten, viel- mehr musste ich sie als Abnormitäten auffassen. Da indes Hertwig zweipolige Spindelbilder nnr in einer Serie, in welcher wahrscheinlich eine stärkere Strychninlösung zur Anwendung kam, in grösserer Zahl angetroffen hat, so verdiente es wohl noch eine Prüfung, ob auch die vorhergehenden Stadien der Spindelbildung, bei Anwendung stärkerer Lösungen sich nicht anders gestalten würden, und ob nicht die bei Anwendung schwächerer Lösungen erhaltenen Bilder der „Halbspindeln“ schon Abnormitäten dar- stellen, welche sich zu doppelpoligen Spindeln überhaupt nicht mehr oder nur ausnahmsweise entwickeln können. Wenn ich aber auch diese Vermutung ausspreche, möchte ich selbst betonen, dass sie sich als irrig herausstellen kann, da ja die Anwendung eines anderen Reagens und an einem anderen Material ganz andere Resultate ergeben kann, als man auf Grund anderweitig gemachter Erfahrungen zu vermuten sich veranlasst sehen könnte.
Eine Übereinstimmung zwischen den Hertwig’schen Beobachtungen und den meinigen sehe ich fernerhin darin, dass in meinen Präparaten an den Polen sowohl der intranukleären als auch der mit einer Polstrahlung versehenen Spindeln, ebenso wie bei den zweipoligen Spindeln Hertwigs!), distinkte Centriolen nicht zu sehen waren und die Spindelfasern und die Polstrahlen in einem idealen Punkte zusammenkamen. Dies gilt jedoch nur für diejenigen meiner Versuche, wo die Spindel sich nach Aus- stossung der beiden Richtungskörper bildete (vergl. Fig. 38—43
der Spindelenden hervorgegangenen „Zentralkörper“ habe ich oben die Ansicht Hertwigs wiedergegeben.
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und 61—76), während in den Versuchen, wo die Ausstossung der Richtungskörper ausgeblieben war und eine Furchungsspindel sich bildete (das nähere vergl. oben) an den Spindelenden deutliche punktförmige Zentralkörper (Zentralkörner, Centriolen) zu sehen waren (vergl. Fig. 87, 88, 89, 91, 95).
Einen weiteren Beitrag zur Erkenntnis der im Innern des Eies bei der künstlichen Parthenogenese sich abspielenden Vor- gänge lieferten drei Arbeiten von Morgan (1896, 1899, 1900).
In denselben stellte Morgan Untersuchungen an den Eiern von Sphaerechinus, Phallusia, Arbacia, Asterias, Echinarachnius, Cerebratulus, Sipunculus, Chaetopterus, Phascolosoma und Nereis an und verwendete Lösungen von NaCl, MgCl, KCl, sodann Strychnin; natürlich sollen hier nur die Ergebnisse seiner Ver- suche an unbefruchteten Eiern berücksichtigt werden und nur die auf Schnitten gewonnenen Aufschlüsse über die Vorgänge im Innern des Eies näher besprochen werden.
Im Jahre 1896 sah Morgan, dass, wenn unbefruchtete Eier von Sphaerechinus in Seewasser gebracht werden, dem 1,5 pCt. NaCl zugesetzt worden ist, im Ei Ansammlungen einer tief- färbbaren, körnigen Substanz erscheinen, welche Strahlenform annimmt („artificial Astrosphaeres“): später vereinigen sich diese Sphaeren und bilden grosse Sonnen. Die gleiche Bildung von Archoplasmasternen sah Morgan auch bei den unbefruchteten Eiern von Phallusia.
Diese Beobachtungen hat dann Morgan in seinen beiden folgenden Arbeiten (1899 und 1900) weiter verfolgt.
Er liess zunächst unbefruchtete Eier von Arbacia längere oder kürzere Zeit in Seewasser mit einem Gehalt von 1,5 pCt. NaCl oder 3,5 pCt. MgClz liegen und brachte sie dann in reines Seewasser zurück, worauf sie sich bald in zwei oder mehr Zellen teilten. ; Schnitte durch Eier, welche nach Herausnahme aus der Salzlösung fixiert waren, liessen erkennen, dass der Kern, selbst nach einigen Stunden, noch intakt geblieben ist. Dagegen trat Teilung des Dotters in zwei oder gewöhnlich in mehrere Teile ein, wenn solche Eier wieder in Seewasser gebracht wurden. In der Salzlösung erschienen artifizielle Astrosphären und diese Sterne transportierten die Chromosomen in die verschiedenen Teile des
Eies. Zuerst verdoppelten sich die Chromosomen an Zahl und 5*
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dann erfolgten die Teilungen; diese können aber sehr ungleich im Ei verteilt sein. Die Dotterteilung hängt von der Lage der neugebildeten Kerne ab, erfolgt aber ohne jede Beziehung zur Zahl und Lage der artifiziellen Astrosphaeren. Während der Chromosomenteilung traten die artifiziellen Astrosphären deutlicher hervor. Diese Astrosphären verschwanden im Laufe einiger Stunden, obgleich die Chromosomen fortfuhren, sich zu teilen. Nach jeder Chromosomenteilung erschien eine Kernhalbspindel. An der Spitze der Halbspindel waren kleine, deutlich tingierte Centrosomen vorhanden.
Die Zahl der Halbspindeln und dementsprechend auch die Zahl der Centrosomen ist proportional der Zahl der in je einer Gruppe befindlichen Chromosomen.
„Salzlösung bewirkt in unbefruchteten Eiern von Cerebratulus zwei Arten von artifiziellen Astrosphären. Im Protoplasma erscheinen nach kurzer Zeit schön ausgebildete Sterne, welche nachher verschwinden. Die Polarspindel wird auch durch die Salzlösung afliziert. Sie sinkt in das Ei, ihre Enden breiten sich aus zu Sonnen oder können auch zu einer einzigen Sonne ver- schmelzen. Die letztere vergrössert sich und bildet in der Mittel- zone eine Menge von neuen kleinen Sternen, welche sich in der Folge im Ei zerstreuen.“
„Salzlösungen bringen in unbefruchteten Eiern von Sipunculus protoplasmatische Strahlungen und grosse zentrale Sonnen hervor. Strahlungen treten ferner in den Eiern von Echinarachnius und Asterias auf.“
„Unbefruchtete Eier von Chaetopterus, in eine '/ıproz. Auf- lösung von Chlorkalium in Seewasser gebracht, stossen beide Richtungskörperchen aus, und es entwickelt sich nachher eine grosse Teilungsspindel. Dann können sich die Eier teilen. Unbefruchtete Eier, in Seewasser gebracht, dem 1,5 pCt. Kochsalz oder 3,5 pCt. Chlormagnesium zugesetzt wurden, können die erste Richtungsspindel bilden, aber der Richtungskörper wird nicht aus- gestossen. Die Spindel kann sich nachher zur Bildung zweier riesiger Sonnen mit hellem Zentrum erweitern.“ 2
Wurde zum Meerwasser Strychnin zugefügt und unbefruchtete Eier von Arbacia in die Lösung gebracht, so begannen sie sich nach mehreren Stunden zu furchen, besser noch, wenn sie nach mehrstündigem Verweilen in der Lösung in reines Seewasser
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gelegt wurden. Schnitte von diesen Eiern zeigten, dass vor der Auflösung der Kernmembran um den Kern zentrierte Strahlungen im Protoplasma vorhanden sind. Die Eier können sich bei Anwesenheit von auch nur einem solchen Strahlensystem nach- träglich teilen.
Ausser dem einen Punkte, dass die Anwendung von Salz- lösungen bei Chaetopterus die Ausstossung der beiden Richtungs- körper und die Bildung einer Teilungsspindel verursachen kann (was für Chaetopterus schon aus der Arbeit Meads zu entnehmen war) sehe ich, wenn ich die Beschreibung Morgans genauer prüfe und seine Figuren betrachte, keine Berührungspunkte zwischen seinen Beobachtungen und meinen Versuchen.
Die „artificial Astrosphaeres“ , welche fast durchweg inMorgans Versuchen in den Eiern auftraten und welche das am meisten auffallende Moment seiner Ergebnisse bilden, konnte ich bei Mactra in keinem Falle beobachten.
In nächster Beziehung zu den Arbeiten Morgans steht die Arbeit Wilsons; die Ähnlichkeit der Resultate leitet sich sicherlich von der grösseren Ähnlichkeit des Untersuchungsmaterials und der Ähnlichkeit der Untersuchungsmethode her. Wilson hat seine Versuche an den unbefruchteten, aber reifen Eiern von Toxopneustes variegatus angestellt und die Lösung von MgCls verwendet (gleiche Teile von Seewasser und ?°/s n. Mg Cls-Lösung). Wilson hebt die kolossalen Variationen und individuellen Schwankungen und Unterschiede im Verlauf der Experimente hervor; allerdings befand sich Wilson in der günstigen Lage, wegen der ungemein grossen Durchsichtigkeit der Eier von Toxo- pneustes, die Aufeinanderfolge der Erscheinungen und selbst die genaueren Einzelheiten am lebenden Ei verfolgen zu können.
Ich gebe hier eine Zusammenstellung der Hauptresultate der überaus interessanten und genauen Arbeit Wilsons in der von ihm selbst gegebenen Fassung wieder:
1. Die erste bestimmte Veränderung ist das Auftreten einer undeutlichen primären Strahlung, die ihren Mittelpunkt im Kern hat.
2. Darauf folgt eine Vergrösserung des Kerns und die Bildung einer mehr oder weniger deutlich unterschiedenen perinukleären Zone (manchmal kaum zu konstatieren) aus Hyalo- plasma, d. h. aus kontinuierlicher oder interalveolärer Substanz,
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3. In vielen Eiern wird eine veränderliche Anzahl von Strahlungszentren (Cytastern gleich künstlichen Astrosphären von Morgan) an verschiedenen Stellen im Cytoplasma gebildet; in solchen Fällen ist die primäre Strahlung weniger ausgeprägt und oft auf die unmittelbare Umgebung des Kerns beschränkt. Im Mittelpunkt der Cytaster sammelt sich Hyaloplasma an.
4. Es folgt darauf Reduktion aller Strahlen fast bis zum Verschwinden und unter Auflösung der Kernmembran.
5. Dann kommen die Strahlen wieder zum Vorschein, und zwar sowohl die der Cytaster wie die um den Kernbezirk herum, und in Eiern, die noch entwicklungsfähig sind, bildet sich ein Amphiaster aus dem Kernbezirk.
6. Die Kernteilung schreitet nun, wie in befruchteten Eiern sonst, vor, bisweilen begleitet von fortschreitender Teilung des Zellleibes: oft ist die letztere aber bis nach einer oder mehreren Kernteilungen aufgeschoben.
7. Nicht allein die Kernstrahlungen, sondern auch die Cytaster können als Teilungszentren fungieren; in der grossen Mehrzahl der Fälle tritt eine vollständige Teilung um solche Strahlungen nicht ein, welche der Verbindung mit Chromosomen entbehren.
8. Nach und während der Rückbildung der Tochterkerne teilen sich die Teilungsstrahlungen oder doch ihre mittleren Partien in zwei. Die Cytaster können sich gleichzeitig auch teilen und es ist möglich, doch beim lebenden Objekt noch nicht beobachtet, dass sie sich auch in der Periode erster Gestaltung des Teilungsamphiasters teilen können.
9. Es bilden sich Strahlungen in kernlosen Fragmenten in Stücke geschüttelter Eier und diese Strahlungen können sich auch durch Teilung vermehren; es kommt aber keine Teilung des Zell- leibes zustande.
10. Gleich den (eigentlichen) Teilungssternen können auch die Cytaster sowohl in ganzen Eiern, wie in kernlosen Fragmenten tief färbbare Zentralkörper enthalten, die sich von Centrosomen nicht unterscheiden lassen. In den ganzen Eiern geht der Teilung der Cytaster Teilung der Zentralkörper vorauf.
11. Die primäre Strahlung enthält kein unterscheidbares Centrosom, sondern hat den Kern zum Mittelpunkt. Das Centrosom der primären Teilung bildet sich an der Kernmembran auf der einen Seite des Kerns in der durchsichtigen perinukleären Hyalo-
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plasmazone, und in seiner Nähe entsteht eine neue Strahlung. Die bipolare Teilungsfigur entsteht durch die Teilung dieser Strahlung, welche sich dabei in einen Amphiaster umwandelt; möglicherweise geht eine Centrosomenteilung dem voraus.
12. Versagen der Teilung des ersten Centrosoms führt zur Monasterbildung, welcher dieselben Stadien wie der Amphiaster durchläuft, indem er nacheinander erst an Grösse zu, dann wieder abnimmt, unter Auflösung des Kerns im Chromosomen, deren Teilung, und schliesslich Wiederherstellung des einfachen (ruhenden) Kerns. Dieser Prozess kann sich periodisch mehrfach wiederholen.
13. Es kann sich mehr als ein Centrosom und eine Strahlung unter Mitwirkung des Kerns entwickeln, wodurch vielpolige Teilungsfiguren entstehen.
14. Alle diese Tatsachen führen zu dem Schluss, dass die Uytaster dieselbe Beschaffenheit und Wirkung haben wie die Teilungsstrahlungen und dass ihre Zentralkörper derselben Wesen- heit sind wie Centrosomen. Die Üentrosomen der Teilungs- strahlungen sind immerhin besser entwickelt als die der Cytaster.
15. Die Centrosomen sowohl der Teilungsfigur wie des Cytasters werden primär de novo gebildet.
16. Die Chromosomenbildung gehört zwei ganz verschiedenen Typen an, welche anscheinend nicht in ein und derselben Eier- serie zusammen vorkommen. Bei beiden bildet sich ein grosser Nukleolus während der Kernvergrösserung. Bei dem einen Typus ist das ein echter Nukleolus (Plasmosoma oder Plastinnucleus), welcher an der Chromosomenentstehung nicht unmittelbar beteiligt ist. Die Chromosomen entstehen hier aus dem Chromatinretikulum und der Nukleolus bleicht nach ihrer Bildung aus. Beim zweiten Typus konzentriert sich das Chromatin im Nukleolus (diesfalls ein Karyosoma oder Chromatin-Nucleus), welcher zur Bildung der Chromosomen zerfällt, während sich das gesamte Netzwerk in Linin verwandelt.
17. Die Zahl der Chromosomen beträgt die Hälfte von jener in befruchteten Eiern, nämlich 18 statt 36.
Wenn wir die Ergebnisse Wilsons mit meinen Beobach- tungen vergleichen (natürlich wieder erst von dem Moment an, wo bei Mactra die beiden Richtungskörper ausgestossen wurden und die Veränderungen an dem in der Eizelle verbliebenen Ei- kern beginnen), so sehen wir wiederum die Veränderungen sich
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in einer ganz anderen Weise entwickeln. Eine gewisse Ähnlichkeit lässt sich vielleicht nur in den ersten Anfängen feststellen, indem bei den Eiern von Toxopneustes in den Wilson’schen Versuchen die Veränderungen durch das Auftreten einer undeutlichen primären Strahlung, die ihren Mittelpunkt im Kern hatte, eingeleitet ‘wurden (Wilson Fig. 1), was ich auch an dem Eikern von Mactra bei den KÜl-Versuchen feststellen konnte (vergl. meine Fig. 36).
Die letzte Arbeit, welche auf Grund von Schnitten die histologischen Erscheinungen im Ei bei der künstlichen Partheno- genese behandelt, ist diejenige von A. Wassilieff (1902), bei welcher Eier von Strongylocentrotus lividus als Untersuchungs- objekt dienten. Wassilieff wandte MgCÜls-Lösung, sodann Strychnin, Nikotin und Hyoscyamin an. Bei den mit Nikotin behandelten Eiern beobachtete Wassilieff, dass, wenn die Eier zwei Stunden lang in Nikotin lagen und sodann in reines See- wasser gebracht wurden, der Kern seine Membran verlor; die aus ihm sich herausdifferenzierenden Chromosomen liegen in einem körnigen Felde, das aus dem Liningerüst des Kerns entstanden ist. Sodann beginnen zwischen den Chromosomen die Fasern der zukünftigen Spindel zu erscheinen, welche bei ihrem ersten Auf- treten eine wirre Anordnung zeigen. Allmählich nehmen diese ordnungslos durcheinandergehenden Fasern eine bestimmte Anordnung an — sie laufen einander parallel und bilden eine tonnenförmige Spindel; die Chromosomen sind auf dem Äquator in der Form rundlicher Körner gelagert. Die Spindelfasern gehen ohne Unterbrechung von Pol zu Pol. Indem die Fasern eine immermehr konvergierende Richtung zueinander einnehmen, entsteht eine typische Spindel, sei es mit zugespitzten oder etwas abgestumpften Enden; an den Polen zeigen sich Verdickungen, welche aus den verschmolzenen Enden der Spindelfasern bestehen. Alle diese Umbildungen des Kerns vollziehen sich ohne Mitwirkung des Protoplasma, die Spindel liegt wie ein Fremdkörper im Proto- plasma, und nur mit der Teilung der Chromosomen und der Verlagerung der Tochterchromosomen nach den Polen hin nimmt das Protoplasma allmählich Anteil an den Prozessen; es entstehen Polstrahlungen, als deren Ausgangspunkt die Vereinigung der Enden der Spindelfasern erscheint. Die Strahlungen wachsen und erreichen ihre höchste Intensität, wenn die Chromosomen an den Polen angelangt sind. Hier nehmen die Chromosomen
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Flüssigkeit auf und verschmelzen untereinander zur Bildung von Tochterkernen. Zuerst sind die verschmolzenen Enden der Spindel- fasern, dann die aufgequollenen Chromosomen und endlich die Tochterkerne die Zentren der protoplasmatischen Strahlung, aber niemals ist ein Centrosom oder ein centrosomenähnliches Gebilde zu beobachten. Bei der Einwirkung von Strychninlösung beobachtete Wassilieff eine Spindelbildung zweifacher Art: wenn die Eier nach 1—2 Stunden Aufenthalts in der Strychninlösung in reines Seewasser gebracht wurden, so bildete sich die Spindel ganz nach dem Typus der „Nikotineier“ ; wenn dagegen die Eier erst nach 3—4 Stunden Aufenthalts in Strychnin in Seewasser kamen, so konnte man wahrnehmen, dass sich die Maschen des achromatischen Netzwerks des Kerns allmählich in die Fasern der Spindel aus- zuziehen begannen. „Gleichzeitig verdickte sich das Netzwerk an der Oberfläche membranartig, an manchen Stellen stärker, als an den anderen. Die besonders verdickten Stellen wirken wie Spindelpole, insofern von ihnen aus die Spindelfasern in dasKern- innere ausstrahlen; sind sie in Zweizahl vorhanden, so entsteht eine normale Spindel; sind mehrere vorhanden, so bildet sich eine mehrpolige Spindel. Auf diese Weise erhält man einen vom Protoplasma scharf abgegrenzten Kern, in dessen Innern sich die Spindelbildung vollzieht. Sodann verschwindet die scharfe Abgrenzung vom Protoplasma, und die Spindel erscheint frei gelagert im Protoplasma, wobei die Spindelenden ungewöhnlich breite Polplatten darstellen.“ Allmählich differenzieren sich die Chromosomen heraus. Eine protoplasmatische Strahlung ist bis zu der Zeit nicht wahrzunehmen, sie entsteht erst in der Folge auf folgende Weise: Das achromatische Netzwerk, aus welchem sich die Spindelfasern bilden, bewahrt zum Teil seine Struktur in der Nähe der Pole und beginnt später zu wachsen, zu dieser Zeit tritt zum erstenmal die protoplasmatische Strahlung auf. Wenn die Chromosomen bei ihrer Annäherung an die Pole auf- quellen, so beobachtet man eine Spindel mit centrosomenähnlichen Anschwellungen an den Polen. „Diese centrosomenartigen Bil- dungen haben kugelförmige Gestalt, mit netzförmiger Struktur im Inneren.“ „Die protoplasmatische Strahlung teilt sich rings um die ganze Oberfläche dieser Bildung vollkommen regelmässig, ohne dass irgend ein bestimmter Punkt vorhanden wäre, nach dem sie stärker konzentriert wäre.“
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„Einen Schritt weiter in der Vervollkommnung des Teilungs- apparates wird durch die Magnesiumlösung erzielt, indem es auf früheren Stadien der Teilung zur Bildung echter Centrosomen kommt. Diese vollzog sich jedoch in den Versuchen Wassilieffs in anderer Weise, als in den mit der gleichen Lösung angestellten Versuchen Wilsons. Wassilieff sah zunächst entweder um den ganzen Kern ringsherum, oder nur an einem, zwei, oder drei Punkten eine dunklere plasmatische Zone, sodann erschien mitten in diesem perinukleären Protoplasma auf der Kernmembran ein homogenes Feld, um welches der körnige Teil des Protoplasma sich radial anordnet, sodass eine schwach angedeutete Strahlung entsteht; aus ihr entwickelt sich später jene Strahlung, welche rings um die schon gebildeten Centrosomen herum wahrzunehmen ist; allmählich nimmt das Centrosoma eine mehr bestimmte abgerundete Form an, die Strahlen des Protoplasma werden feiner und deutlicher: unter Auflösung der Kernmembran erfolgt die Bildung der Spindelfasern, welche dann die Chromosomen mit den Centrosomen verbinden. Die Zahl der Centrosomen ist eine wechselnde, es können typische zweipolige, bisweilen aber auch dreipolige Spindeln entstehen, bisweilen auch einpolige Halb- spindeln, ganz wie in den Hertwig’schen Versuchen.“
Auf Grund seiner Versuche hält Wassilieff „das Centrosoma für ein Produkt des Zusammenwirkens von Kern und Protoplasma, mit anderen Worten: der Kern sondert in das Protoplasma eine gewisse Substanz ab, welche zur Bildung eines Zentrums im Protoplasma Veranlassung gibt, und um dieses letztere herum lagert sich die protoplasmatische Strahlung ab.“
Wenn ich die Figuren und die Beschreibungen Wassilieffs mit meinen Beobachtungen vergleiche, so lässt sich hierbei in den Bildern einiger Phasen eine grössere Ähnlichkeit feststellen, als beim Vergleich meiner Befunde mit den Befunden anderer Autoren.
Vor allem sehe ich eine grössere Ähnlichkeit in den Anfangs- stadien der Spindelbildung bei den Nikotin- und Strychnin-Eiern, wo sich die Spindel aus dem Liningerüst des Kerns heraus- differenziert. Das, was Wassilieff für die Nikotineier betont, dass die Umbildung des Kerns sich ohne Mitwirkung des Protoplasma vollzieht, und dass die Spindel wie ein Fremdkörper im Protoplasma liegt, oder dass bei den Strychnineiern die
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 75 Maschen des achromatischen Netzwerks des Kerns allmählich in die Fasern der Spindel sich ausziehen und man einen vom Protoplasma scharf abgegrenzten Kern erhält, in dessen Inneren sich die Spindelbildung vollzieht, — dasselbe konnte ich bei meinen Versuchen für die intranukleäre Spindel feststellen. Während aber in meinen Versuchen auch die weiteren Phasen bis zur Bildung zweier Tochterkerne in einer scharf vom Protoplasma abgegrenzten intranukleären Spindel sich abspielten, stellt Wassilieff fest, dass bei seinen Versuchen mit Nikotin und Strychnin im Stadium der Metakinese der Chromosomen das Protoplasma allmählich an den Prozessen sich beteiligt, indem ausgesprochene Polstrahlungen entstehen.
Ich habe allerdings oben bei der Beschreibung meiner Ver- suche betont, dass ich die Möglichkeit, dass eine intranukleäre Spindel sich durch Ausbildung der Polstrahlung in eine typische Furchungsspindel umwandeln könne, nicht ausschliessen kann, wenn ich auch einerseits ganz unzweifelhafte Bilder von Anaphasen in intranukleären, der Strahlung gänzlich entbehrenden Spindeln, andererseits Prophasen von Spindeln mit mächtiger Polstrahlung feststellen konnte.
Die Befunde Wassilieffs beweisen, dass an ein und demselben Objekt unter der Einwirkung verschiedener Lösungen die Spindel sich auf verschiedene Art und Weise entwickeln kann, Wassilieff glaubt die Unterschiede auf eine gewisse Gradation in der Kraft der Einwirkung dieser Erreger zurückführen zu müssen (schwächstes Reagens Nikotin, stärker wirkt Strychnin, am günstigsten MgCl). Sodann ergibt ein Vergleich der Befunde Wassilieffs mit den Befunden Wilsons, welche mit derselben Lösung angestellt wurden, dass die Spindelbildung selbst bei zwei so nahe verwandten Tierspezies sich auf eine andere Weise vollziehen kann.
Die Feststellung dieser Tatsachen fordert zu möglichster Vorsicht in der Beurteilung und Vergleichung der bei diesen Versuchen gewonnenen Ergebnisse auf, sowohl in den Fällen, wo die Versuche zwar an Eiern derselben Tiere, aber mit ver- schiedenen Lösungen angestellt wurden, als auch in den Fällen, wo dieselbe Lösung, aber bei Eiern anderer Tiere angewandt wurde.
Einer, genaueren Analyse entziehen sich die histologischen Angaben, welche wir in der Arbeit Yves Delages finden, da
76 K. Kostanecki:
sie nur ganz allgemein gehalten sind und sich nur auf Beobachtungen an lebenden oder in toto gefärbten Eiern beziehen. Yves Delage glaubt, dass in seinen Versuchen sich im Inneren des Eies ähnliche Vorgänge abspielen, wie sie Morgan und Norman beschrieben haben, da er in den Eiern von Asterias und Strongylocentrotus, welche der Einwirkung verschiedener Lösungen ausgesetzt waren und dann in frisches Meerwasser gebracht wurden, im Protoplasma eine Reihe von Strahlungen entstehen sah.')
Bezüglich der chromatischen Teile stellt Yves Delage auf (rund von Beobachtungen an reifen Eiern von Strongylocentrotus, (bei welchen bekanntlich die Richtungskörper von der Eiablage ausgestossen werden), fest, dass, während im Eikern des reifen Eies nur neun Chromosomen enthalten sind, ihre Zahl in den Embryonalzellen, welche aus parthenogenetisch sich entwickelnden Eiern hervorgegangen sind, das doppelte, nämlich 18 beträgt. Wenn dies in der Tat zutrifft, so wäre es vor allem von grösster Bedeutung, festzustellen, auf welche Weise, in welchem Stadium diese „Autoregulation* der Chromosomenzahl, wie sie Yves Delage bezeichnet, erfolgt. Die Beobachtungen Yves Delages bedürfen jedenfalls der Bestätigung und eventuell der weiteren Ergänzung’), ich möchte indes betonen, dass es in Anbetracht von anderen Beobachtungen verfehlt wäre, die Verdoppelung der Chromosomenzahl in den künstlich parthenogenetisch sich
!, An lebenden Eiern sah Yves Delage anfangs: „une tache claire unique qui est le noyau. Bientöt cette tache nucl&aire est remplacde par plusieurs autres plus petites qui multiplient jusqu’& remplir tout Deut Beamteren une observation attentive permet de reconnaitre que chaque tache claire est le centre d’une petite irradiation.“*
?) Dieser Ergänzung bedürfen die Beobachtungen von Yves Delage, sowohl was die chromatischen, als auch was die achromatischen Teile des Eies betrifft. Es wäre wichtig, die einzelnen Phasen genau zu prüfen, um die nachfolgenden ganz allgemein gehaltenen Angaben von Yves Delage mit einem reellen Bilde zu verknüpfen:
„Des que quelques figures asteroides se sont form&des aux depens de l’ovocentre et de ses dependances, elles constituent autant de centres d’önergie qui doivent disloquer le noyau et se partager ses chromosomes.“ „Les agents qui d“terminent la parth@nogenese exp@rimentale paraissent done agir en provoquant une exceitation de l’ovocentre et des substances achromatiques synergiques, par suite de laquelle celui-ei, au lieu de subir une atrophie ou une paralysie qui l’annihile, entre en action, se multiplie, sögmente le noyau et d@termine finalement la formation de blastomöres.*
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 77
entwickelnden Eiern als ständige Regel anzusehen. Wenn Yves Delage sagt: „I resulte de la que, quel que soit le nombre initial des chromosomes: 18 dont 9 paternels et 9 maternels, dans l’oeuf normalement fecond‘e, ou 9 dans l’oeuf merogonique ou parthenogenetique, quelle que soit l’origine de ces chromosomes, mixte (oeuf normalement feconde), exclusivement parternelle (oeuf merogonique), ou exclusivement maternelle (oeuf developpe par parthenogenese experimentale), toujours le nombre final est 18“ — so hat diese Angabe sicherlich keine allgemeine Geltung, weder für die künstlich parthenogenetisch sich entwickelnden Eier, noch auch für die aus befruchteten kernlosen Eifragmenten sich entwickelnden Zellen, denn die sich auf die letzteren beziehende diesbezügliche Angabe von Yves Delage hat von anderer Seite keine Bestätigung, vielmehr entschiedenen Wider- spruch gefunden (Stevens, Boveri!).
Die Ansicht von Yves Delage: „le nombre des chromosomes depend seulement de l’espece a laquelle appartient l’animal consider& et peut-etre du tissu auquel appartient la cellule, et est l’objet d’une autoregulation qui a pour cause la nature physico-chimique du protoplasma qui les forme,“ kann die Theorie der Individualität der Chromosomen von Rabl und Boveri nicht ersetzen.
Ich möchte, um einer falschen Deutung vorzubeugen, betonen, dass meine Beobachtungen an Mactra, wo bei den KÜI-
!) Boveri sagt: „Delage hat kürzlich seine früher für die Merogonie aufgestellte Behauptung, dass in späteren Embryonalstadien die Normal- zahl der Chromosomen zu finden sei, auch auf die künstliche Parthenogenese ausgedehnt. Er vermochte in den Zellen des parthenogenetischen Embryos von Strongylocentrotus lividus mit Sicherheit und in zahlreichen Fällen 16—19, im Durchschnitt 18 Chromosomen zu zählen und hält damit seine früheren Angaben für völlig bewiesen. Hierbei ist ihm jedoch entgangen, dass die normale Chromosomenzahl von Strongylocentrotus nicht, wie er annimmt, durchschnittlich 18, sondern 36 beträgt wie ich dies in drei ver- schiedenen Jahren ausnahmslos gefunden habe; die Chromosomenzahl des einzelnen Vorkerns ist also im Mittel 18, eine Zahl, die R Hertwig für den sich selbständig zur Teilung vorbereitenden Eikern in der Tat so (16—18) bestimmt hat. Nach der Individualitätshypothese ist sonach im merogonischen Keim von Strongylocentrotus die von Delage gefundene Durchschnittszahl 18 zu erwarten und seine neuen Zählungen beweisen also genau das, was er zu widerlegen glaubt: die Nichtregulation der Chromosomenzahl.*
73 K. Kostanecki:
Versuchen in dem parthenogenetisch sich entwickelnden Ei die doppelte Chromosomenzahl, sagen wir, „hergestellt“ wurde, keineswegs gegen, sondern vielmehr für die Individualitätstheorie sprechen, da die Verdoppelung der Chromosomen hier durch eine, für die chromatischen Teile typische Karyokinese herbeigeführt wurde.
Auch für Asterias stellt Yves Delage fest, dass in den aus parthenogenetisch sich entwickelnden Eiern stammenden Blastomeren die gleiche Chromosomenzahl (18) sich findet, wie in denen, die aus befruchteten Eiern entstanden sind.
Indes kommt hier ein wichtiger Umstand in Betracht: die Eier von Asterias werden als unreife Eier entleert, aber sobald sie in Seewasser gelangen, beginnen in ihnen sofort, auch wenn sie nicht befruchtet werden, die Reifungserscheinungen, und nach einer bis zwei Stunden sieht man an allen zwei Richtungskörper ausgestossen. Yves Delage hat gefunden, dass, um eine parthenogenetische Furchung künstlich hervor- zurufen, es am günstigsten ist, die Eier der Einwirkung der bezüglichen Lösung in dem Augenblick auszusetzen, wo soeben der I. Richtungskörper ausgestossen wurde. Yves Delage stellt fest, dass er bei den hierauf sich parthenogenetisch furchenden Eiern überhaupt nur einen Richtungskörper gefunden hat, er glaubt: „les oeufs qui se developpent parthenogenetiquement n’emettent qu’un seul globule polaire, comme chez les aniımaux ou la parthenogenese naturelle est normale et fait partie du eycle &volutif.“
Er sieht die Einwirkung des angewandten Agens, welches die Parthenogenese hervorruft, in der „inhibition de la formation du deuxieme globule.“ ')
Dies würde erklären, warum in den Blastomeren des parthenogenetisch sich entwickelnden Eies die volle Chromosomen- zahl sich findet, und würde das Bild der Parthenogenese bei Asterias den Vorgängen näherbringen, welche bei der physio-
‘!) Die Eier von Asterias können sich bisweilen, wie Yves Delage im Einklang mit den Beobachtungen Greeffs, O0. Hertwigs und anderer Autoren feststellt, auch ohne Einwirkung von besonderen Reagentien parthenogenetisch entwickeln. Yves Delage glaubt, dass auch bei dieser zufälligen natürlichen Parthenogenese nur ein Richtungskörper ausge- stossen wird.
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 79
logischen, natürlichen Parthenogenese bei anderen Tieren aus den Arbeiten verschiedener Autoren bekannt sind. Indes stellt Yves Delage selbst auf Grund seiner Versuche fest, dass bei Strongylocentrotus reife Eier, welche also zwei Richtungskörper ausgestossen haben, zur parthenogenetischen Entwicklung ver- anlasst werden können, und auch für Asterias konnte Yves Delage es nicht mit Sicherheit ausschliessen, ob nicht auch solche Eier, die zwei Richtungskörper ausgestossen haben, zur weiteren parthenogenetischen Entwicklung veranlasst werden können. In seiner letzten Arbeit tritt sogar Yves Delage selbst auf Grund seiner Versuche mit CO> von seiner Hypothese teilweise zurück, da er gefunden hat, dass bei Asterias: „la parthenogenese experimentale, du moins avec (Os, est ind&öpendante des globules polaires. Elle se produit &galement soit que l’oeuf
n’ait mis aucun de ses deux globules, soit qu’il en ait &mis un, soit qw’il ait &mis les deux.“
Ich glaube, dass es angezeigt erscheint, in der Beurteilung der bei der künstlichen Parthenogenese sich abspielenden Vorgänge mit möglichster Vorsicht zu verfahren und sich nicht dazu ver- leiten zu lassen, von aprioristischen Vorstellungen ausgehend, eine Ähnlichkeit zwischen denselben und zwischen den Erfahrungen bei der physiologischen Parthenogenese durchaus herleiten zu wollen, so verlockend dies auch sein mag. Ich betone dies umso- mehr, als meine Versuche an Mactra ergeben, dass die Furchung sowohl bei solchen Eiern eintritt, die zwei, als auch solchen, die nur einen Richtungskörper ausgestossen haben, oder sogar bei solchen, bei denen überhaupt die Ausstossung der Richtungskörper ausgeblieben ist; wir haben oben gesehen, dass der Verlauf der Reifungserscheinungen von der Konzentration der angewandten Lösung und von der Dauer des Aufenthalts der Eier in derselben abhängig war.
Ich habe absichtlich eine genauere Zusammenstellung der Resultate, welche verschiedene Autoren bei der histologischen Untersuchung der künstlich parthenogenetisch sich entwickelnden Eier erzielt haben, gegeben; wir können aus derselben ersehen, dass die Aussicht ausgeschlossen erscheinen muss, dass bei diesem Vorgange für die Bildung der Furchungsspindel ein einheitlicher Typus sich feststellen liesse; wir dürfen mit Sicherheit behaupten, dass die Unterschiede sich nicht etwa auf eine verschiedene Deutung
s0 K. Kostanecki:
der Befunde seitens der Autoren zurückführen lassen, sondern, dass in der Tat in den Eiern verschiedener Tiere oder bei An- wendung von verschiedenen Agentien, mag der Unterschied in dem Verfahren auch nur ein geringfügiger sein, ein anderer Entwicklungsweg eingeschlagen werden kann, welcher zur Bildung einer mehr oder weniger typischen Furchungsspindel (d. h. einer Furchungsspindel, welche derjenigen in dem befruchteten Ei derselben Tierspezies möglichst nahe käme) führt. Und diese Tatsache entzieht sofort den Boden manchen theoretischen Ver- allgemeinerungen. Es muss sogar meiner Ansicht nach noch ab- gewartet werden, ob die genaueren cytologischen Untersuchungen der künstlich parthenogenetisch sich entwickelnden Eier bei anderen Tieren uns nicht einen Entwicklungsmodus werden kennen lernen lassen, der nach einer noch anderen Richtung hin sich abspielt, als wie wir es bisher kennen.?)
Die bisherigen Beobachtungen lassen nur feststellen: zunächst. dass die Bildungsweise der Teilungszentren und die Entstehungsweise der Furchungsspindel sich nicht an die Vor- gänge der bei einigen Tieren vorkommenden natürlichen Partheno- genese anlehnen lassen; sodann geben sie uns vorläufig zwei in
!) Von Interesse wäre auch für diese Zwecke eine genaue cytologische Prüfung der Ergebnisse mancher Experimente, die beweisen, dass in be- f ruchteten Seeigeleiern am reifen Eikern Vorbereitungen zur selbständigen Spindelbildung und sogar Sphärenbildung ausgelöst werden können, wenn die Annäherung des Spermakerns mit seiner Strahlung verhindert wird. Hierher zehören die Versuche O. u. R. Hertwigs (1887), wo die Eier kurz nach der Befruchtung auf 10 Minuten in eine 0,5°/o Chlorallösung, dann wieder in frisches Meerwasser gebracht wurden. Der Spermakern blieb für gewöhnlich an der Eiperipherie liegen, die sich entwickelnde Spermastrahlung führte zur Bildung mehr oder weniger abnormer Spindelfiguren, in welche die Chromosomen des Spermakerns einbezogen wurden. Ganz unabhängig davon bildeten sich auch am Eikern selbständige, allerdings abnorme Teilungsfiguren. Sodann bat H.E. Ziegler (1898) Seeigeleier nach der Befruchtung so in zwei Hälften zerschnürt, dass die eine Hälfte das Spermatozoon, die andere den Eikern enthielt. Mag die Durchschnürung eine vollkommene sein, oder mögen die beiden Eihälften an der Durchschnürungsstelle durch einen dünnen Stiel ver- bunden sein, der weitere Verlauf ist derselbe: in der den Spermakern ent- haltenden Hälfte bildet sich unter Teilung des Spermacentrosoma und seiner Strahlung eine Spindel und es tritt weiterhin eine förmliche Furchung ein; die den Eikern enthaltende Hälfte teilt sich nicht, aber „ein Anlauf zu Teilungs- vorgängen wird auch hier gemacht“. Es entsteht am Eikern eine Sphäre, der Eikern löst sich auf, er tritt in Mitose ein, teilt sich jedoch nicht, sondern
Cytolog. Studien an parthenog. sich entwickelnd. Eiern von Mactra. 81
den Hauptzügen grundverschiedene Bildungsmodi') der Teilungs- zentren und der Furchungsspindel zu erkennen: 1. Die Arbeiten Morgans und Wilsons beweisen, — darüber kann gegenwärtig kein Zweifel sein, — dass die Einleitung der künstlichen Parthenogenese des reiten Seeigeleies bei ihren Untersuchungs- methoden darauf beruht, dass im Protoplasma in grösserer Zahl Strahlungen entstehen mit distinkten Gebilden in ihrem Zentrum, die sich durch Zweiteilung vermehren können und sich durch ihr ganzes Verhalten als Centrosomen dokumentieren. Eine Sphäre mit einem Centrosoma in der Mitte erscheint mit Vorliebe neben dem vorläufig intakten Eikern und durch ihre Teilung geht unter Auflösung der Kernmembran die Bildung der Furchungsspindel her- vor, während die anderen Astrosphären mit ihren Centrosomen keine weitere Rolle spielen. 2. Die Arbeiten R. Hertwigs, Wassilieffs und meine Befunde, (von dem Augenblick an, wo nach Ausstossung der Richtungskörper sich ein bläschenförmiger Eikern bei Mactra gebildet hat), ergeben, dass das Protoplasma anfangs an den Veränderungen sich nur insofern beteiligt, als eine schwach ausgeprägte, auf den Kern als Ganzes zentrierte Strahlung entsteht, dass aber deutliche Veränderungen, welche zur Bildung einer Spindel führen, sich anfangs fast ausschliesslich am Kern abspielen und erst nachträglich das Protoplasma sich daran mit beteiligt.
rekonstruiert sich nach einiger Zeit. Dieser Vorgang kann sich mehrfach wiederholen, bis das Eistück, welches den weiblichen Geschlechtskern enthielt, schliesslich zerfliesst. Ganz ähnliche Vorgänge sah Boveri an den bloss den Eikern enthaltenden Bruchstücken, welche er durch Schütteln der Eier einige Minuten nach der Befruchtung erhalten hatte.
Ich glaube, dass bei allen diesen Versuchen eine genauere, auf Schnitten vorgenommene Untersuchung der Entstehungsweise der achromatischen Figur sicherlich manche interessanten Einzelheiten ergeben würde, die bei der Untersuchung der lebenden, oder in toto gefärbten Eier sich nicht genauer verfolgen lassen.
!) Boveri erwähnt, dass O.u. R. Hertwig die Entstehung von Sphären im Anschluss an den Eikern beschrieben haben, und fügt hinzu: „Die hierbei auftretenden Centrosomen leitete R. Hertwig aus dem Eikern ab, was nach den Befunden Wilsons wohl aufgegeben werden muss.“ Diese Auffassung Boveris gründet sich offenbar auf der Voraussetzung, dass die Vorgänge bei der künstlichen Parthenogenese sich nach einem einheitlichen Typus ab- spielen müssen, was ich indes schon nach den bisherigen Befunden für wider- gelegt und ausgeschlossen halte.
Archiv f. mikrosk. Anat. Bd. 64. 6
82 K. Kostanecki:
Wenn aber demnach auch die Befunde Morgans und Wilsons nicht als eine ständige Erscheinung, welche die parthenogenetische Furchung des Eis einleitet, betrachtet werden können, so sind sie doch von der grössten Bedeutung für die Cytologie und sind auch als solche sowohl von Morgan und Wilson selbst, als auch von Boveri gewürdigt worden.
Letzterer Forscher, der den Beobachtungen und Deutungen Morgans anfangs skeptisch gegenüberstand, sieht erst durch Wilson den Beweis erbracht, dass es sich um wirkliche Cen- trosomen handelt, welche unter Umständen im Protoplasma de novo entstehen können!): indem erst durch dessen fundamentale Arbeit erwiesen worden ist, dass sich diese neugebildeten Centren durch Zweiteilung vermehren können.?)
Boveri knüpft an diese Tatsache vor allem Erwägungen darüber an, welche Konsequenzen sich aus diesem Befunde für seine Befruchtungstheorie ergeben.
Die Auseinandersetzungen Boveris gründen sich vorläufig
in den Einzelheiten auf den Befunden Morgans und Wilsons, sie haben aber in den Hauptzügen ihre Geltung auch dann, wenn, wie in den Arbeiten Hertwigs, Wassilieffs und in der meinigen die Teilungsfiguren auf andere Weise entstehen. [ !) Die Möglichkeit der Neubildung von Centrosomen im Protoplasma behandelt auch in ihrer Arbeit Stevens, welche befruchtete Eier von Strongylocentrotus und Echinus oder deren Blastomeren mittels einer feinen Lanzettnadel in zwei Teile zerschnitt, und gelangt zu dem Schluss: „Centrosomen können ganz von neuem in einer Blastomere erscheinen, aus der das Centrosoma während der Anaphase der ersten Teilung entfernt worden ist.“
?), Boveri hält es also für erwiesen, dass Centrosomen im Protoplasma de novo entstehen können; Vejdovsky und Mräzek stimmen mit ihm darin sowohl als auch mit seinen darangeknüpften Ausführungen überein; einige Autoren erheben jedoch gegen diese Deutung Morgans und Wilsons Widerspruch. Wassilieff, der die Entstehung der Centrosomen aus dem Kern herleitet, sagt: „Nun hat aber Wilson in Bestätigung eines zuerst von Morgan angestellten Experiments bewiesen, dass auch in kernlosen Stücken zertrümmerter Eier Centrosomen gebildet werden. Ich finde darin keinen Beweis, dass das Öentrosoma aus dem Protoplasma ohne Beteiligung des Kerns entstehen kann. Denn wenn wir Eifragmente durch starkes Schütteln erhalten, so wird die Kernmembran wohl schwerlich unverletzt bleiben, und es wird ein Teil des Kerninhalts in das Protoplasma übertreten; dieser dient wahrscheinlich dann in den Eifragmenten zur Bildung des Cen- trosoma. Auch in unverletzten Eiern fanden Wilson und Morgan Cytaster,
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Boveris Befruchtungstheorie gipfelt bekanntlich darin, dass die Vereinigung der Geschlechtskerne, als der Träger der Ver- erbungssubstanzen nicht die Bedingung, sondern nur der Zweck der Befruchtung ist. Das Wesen, die Bedingung der Befruchtung besteht in der Anregung des Eies zur Entwicklung, d.h. zur fort- gesetzten Zellteilung. „Das Ei besitzt Kern und Protoplasma, ihm aber fehlt das Centrosoma, oder das vorhandene ist zu schwach, um die Teilungsvorgänge in Bewegung setzen zu können“, es „bedarf einer Ergänzung durch das Centrosoma, welches das Spermatozoon ins Ei einführt.“ „Das Befruchtende am Sperma- tozoon ist das Centrosoma.“
Boveri stellt fest, dass die Loebschen Versuche keines- wegs in Widerspruch mit seiner Befruchtungstheorie stehen; zu- nächst bemerkt er, dass er 1892 die Möglichkeit betont hat, dass die Anregung zur Entwicklung durch eine chemische Substanz ausgeübt werden könne, welche durch das Spermatozoon ins Ei eingeführt wird. Das Studium der morphologischen Vorgänge des Befruchtungsproblems führte Boveri zu dem Schluss, dass einerseits „der Defekt des Eies in dem Mangel des Üentrosoma besteht, jenes Zentralgebildes, das er als das Dirigierende bei der Kern- und Zellteilung erkannt hatte, anderseits, dass das Sper- matozoon ein Centrosoma ins Ei hineinbringt.“
Wenn nun gegenwärtig die Versuche der künstlichen Par- thenogenese beweisen, dass gewisse Veränderungen des umgehenden Mediums das Ei entwicklungsfähig machen, indem sie die Bildung von Teilungszentren hervorrufen, so glaubt Boveri, dass, wenn es sich ergeben sollte, dass wirklich ein Spermatozoon genau so Strahlungen im Protoplasma, die mit dem Kern nicht in Zusammenhang standen. Es ist aber hier denkbar, dass dieselben ursprünglich mit dem Kern zusammenhingen.“
Meves anderseits äussert sich darüber: „Zu der Annahme, dass im 'Cytoplasma von Seeigeleiern Centrosomen und Strahlungen unter dem Ein- fluss von Salzlösungen de novo entstehen können, liegt einstweilen absolut kein Grund vor. Denn das Auftreten zahlreicher Centrosomen und Strahlungen in einem mit Salzlösung behandelten Ei, wie es Morgan und Wilson beobachtet haben, ist möglicherweise und sogar wahrscheinlich so zu erklären, dass durch den Reiz der Salzlösung eine Vermehrung bezw. Zerlegung der beiden Centriolen, welche die Eizelle von der letzten Teilung der Vermehrungsperiode her übernommen hat, zustande kommt, und dass die zahlreichen auf diese Weise entstandenen COentriolen sich im Cytoplasma verteilen und sich mit
Öentrosomen und Strahlungen umgeben“. 6*
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wirkt, wie die von Loeb ermittelten Agentien, nur eine unter- geordnete Modifikation seiner Befruchtungstheorie nötig wäre. „Anstatt wie bisher zu sagen: das Spermatozoon führe ein Cen- trosoma ins Ei ein, müsste es heissen: das Spermatozoon bewirkt im Ei die Bildung eines Centrosoma, aus dessen Teilung alle folgenden hervorgehen.“
Boveri stellt indessen fest, dass künstliche Parthenogenese und Befruchtung sich keineswegs so genau entsprechen.
Er macht vor allem auf die strenge Lokalisation des Sperma- zentrums, das als etwas Geformtes am Spermatozoon nachweisbar ist und während der Spermatogenese als ein Derivat des Centrosoma dorthin rückt, aufmerksam, sodann auf das schnelle und mächtige Heranwachsen der Spermasphäre im Vergleich zu dem trägen Entstehen der Sphären der künstlichen Parthenogenese — und gelangt zu dem Schluss, dass der Krystallisationspunkt für die Sphäre, der bei der künstlichen Parthenogenese erst geschaffen werden muss, vom Spermatozoon schon mitgebracht wird. „Die befruchtende Wirkung des Spermatozoons beruht auf der Ein- führung eines Centrosoma. Die parthenogene Wirkung der Loebschen Agentien dagegen liegt darin, dass diese Agentien die Bildung neuer Zentren im Eiprotoplasma veranlassen.“
In dieser allgemeinen Fassung, (namentlich unter Beibe- haltung der Worte „Bildung neuer Zentren“ und Vermeidung des Ausdrucks „Centrosoma“) lässt sich, glaube ich, am besten nach dem heutigen Stand der Untersuchungen der Unterschied zwischen der Befruchtung und der künstlichen Parthenogenese feststellen, denn er hat seine Geltung sowohl für die Ergebnisse der Untersuchungen Wilsons und Morgans, als auch für die- jenigen R. Hertwigs, Wassilieffs und die meinigen.
Im einzelnen sind die Ausführungen Boveris den Ergeb- nissen der Arbeit Wilsons angepasst, welche damals gerade erschienen war: in dieser Beziehung mag auf Boveris Original- arbeit verwiesen werden. Dagegen mag hier speziell eine Bemerkung Boveris hervorgehoben werden, da sie einen Punkt berührt, der für mich mit den Ausgangspunkt zur Vornahme der Versuche über künstliche Parthenogenese gerade bei Mactra bildete.
Boveri macht auf die bekannte Hemmung aufmerksam, die in den unreifen Eiern (Ovocyten) vieler Tiere besteht, der Art, dass dieselben erst durch das Eindringen des Spermatozoons
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befähigt werden, die sogenannten Reifungsprozesse einzuleiten, also Kern-Teilungsvorgänge auszulösen. Allein diese Wirkung des Spermatozoons ist nicht seine „befruchtende.“ „Denn erstens laufen die Reifungsteilungen in vielen Eiern selbständig ab, worauf dann ohne Spermazutritt Stillstand bis zum Absterben eintritt, und zweitens ist das, was in jenen gehemmten unreifen Eiern durch das Spermatozoon ausgelöst wird, lediglich die Bildung der Richtungskörper. Nicht die hierbei zur Tätigkeit gebrachten Centren sind es, von denen dann die Teilung des Eies veranlasst wird, sondern es ist ein neues, am Spermatozoon auftretendes Centrosoma, welches in der oben geschilderten Weise die Ent- wicklung ins Laufen bringt.“
Ich habe in den einleitenden Bemerkungen hervorgehoben, dass es mir von besonderem Interesse schien, die sich bei der künstlichen Parthenogenese abspielenden Vorgänge gerade an den- jenigen Eiern cytologisch zu analysieren, bei denen erst nach Eindringen des Samenfadens die Reifungsteilungen eingeleitet werden.
Wir haben nun oben gesehen, dass in den Eiern, welche mit dem KCl-Gemisch behandelt waren, die Reifungsteilungen unter gewissen Bedingungen (vergleiche oben) von Anfang bis zu Einde ganz ebenso verliefen, wie in den durch Spermatozoen befruch- teten Eiern; es bildeten sich keine „künstlichen Astrosphären“, es wurden keine neuen Teilungszentren zur Entwicklung gebracht, sondern durch Teilung des am Eikern befindlichen Centriols unter Einfluss des KCl-Gemisches entstanden zwei Strahlungen!) ganz wie in den durch Spermatozoen befruchteten Eiern; in dieser Beziehung verhalten sich also die beiden Reize absolut identisch.
Dass nach Anwendung des KCI-Gemisches die Ausstossung der Richtungskörper etwas langsamer erfolgte, als in befruchteten Eiern, ist in Anbetracht der sonst so vollkommenen Überein- stimmung ein nebensächlicher Umstand, zumal da ich nach meinen
!) Selbst wenn infolge längeren Verweilens der Eier in stärkerem KCI-Gemisch die Richtungskörper nicht ausgestossen wurden und unter Unter- drückung der Zellleibsteilung pluripolare Mitosen, wie wir sie oben kennen gelernt haben, im Ei entstanden, handelte es sich um eine fortgesetzte Teilung der Centrosomen der Richtungsspindeln und ihrer Sphären und nicht um eine Neubildung derselben.
Sb K. Kostanecki:
bisherigen Versuchen allen Grund habe anzunehmen, dass durch entsprechende Wahl der Konzentration des Gemisches und ent- sprechende Dauer des Aufenthalts der Eier in demselben auch das gleiche Entwicklungstempo sich wird erreichen lassen.
Die Einwirkung des KCl-Gemisches muss also in unseren Versuchen in zwei Momente zerlegt werden: dasselbe vermag erstens die Reifungsteilungen auszulösen; nach deren Beendigung hält aber seine Wirkung an und sie vermag auch die „befruchtende* Wirkung des Spermatozoons zu ersetzen und die Bildung der Furchungsspindel zu vollbringen.
Ich glaube sogar erwarten zu dürfen, dass durch gewisse Modifikationen der Versuche die beiden Momente sich werden vollkommen auseinanderhalten lassen, dass man es durch ent- sprechende Wahl der Konzentration und der Aufenthaltsdauer wird erreichen können, dass die Eier die beiden Richtungskörper ausstossen und sodann ein ruhender Eikern sich bildet und dass derselbe dann erst neuerlich zur Bildung von Teilungszentren wird angeregt werden müssen, um eine Furchung des Eies zu erzielen.
Die Bildung der Teilungszentren für die Furchungsspindel habe ich oben genauer erörtert. Wir haben gesehen, dass die- selben keineswegs, wie man erwarten könnte, aus der Zweiteilung des nach Ausstossung des II. Richtungskörpers im Ei zurückge- bliebenen Centriols entstehen, sondern dass dieselben sich neu herausdifferenzieren und zwar im innigsten Anschluss an das Kerngerüst, indem dasselbe sich zu einer Spindel umwandelt. Die Bildung dieser „intranukleären Spindel“ ohne Polstrahlung, ohne Zentralkörner, wo die beiden Pole nur durch die Konvergenz der Spindelfasern sich kennzeichneten, der ganze Ablauf der „intranukleären Karyokinese“ bis zur Bildung von zwei Tochter- kernen war sicherlich die am meisten auflallende und die am meisten überraschende Erscheinung in dem ganzen Verlauf des parthenogenen Entwicklungsprozesses bei Mactra.
Wir haben hier eine Bildungsweise der karyokinetischen Spindel vor uns, welche lebhaft einerseits an die primitiven Formen der Spindelbildung bei den Protozoen (vor allem an die Neben- kernspindeln der Infusorien), anderseits an die bei einigen Metazoen vorkommenden Richtungsspindeln ohne Öentrosomen und Polstrahlungen erinnern.
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Ein Vergleich unserer Figuren mit den in den Arbeiten von R. Hertwig, Maupas, Hoyer u.a. enthaltenen Nebenkern- spindeln der Infusorien oder mit den Richtungsspindeln ver- schiedener Metazoen, wie sie in den Arbeiten von Boveri (Ascaris, Ascidia mentula, Tiara) Carnoy (Triton) Sobotta (Maus, Amphioxus) Rückert (Cyclops) Behrens (Forelle) Helen Dean King (Bufo) u. v. a. abgebildet und beschrieben sind, lässt auf den ersten Blick die geradezu erstaunliche Ähnlichkeit und Über- einstimmung im Bau der ganzen Spindelfigur, in der Anordnung und dem Verlauf der achromatischen Teile, der Lage der Chromo- somen im Bereiche des Spindelkörpers usw. aufs deutlichste erkennen. Vor allem auffallend ist diese Übereinstimmung der Bilder im Stadium des Muttersterns und den ihm unmittelbar vorangehenden und nachfolgenden Stadien.
R. Hertwig hat gleichfalls in seiner Arbeit aufs nach- drücklichste hervorgehoben, dass zwischen den von ihm beobachteten Spindeln der unbefruchteten Eikerne der Seeigel und der Spindel der Protozoen sowie den Richtungsspindeln vieler Tiere bezüglich des Baues der achromatischen Grundlagen der Spindel und ihrer Entstehung aus dem Kernnetz eine vollkommene Übereinstimmung besteht.!)
Und schon im Jahre 1857 hat Boveri für die Richtungs- spindeln von Ascaris megalocephala hervorgehoben und betont es auch in Heft IV seiner Zellenstudien (1901), dass dieselben „in dem Fehlen jeder sichtbaren Beziehung zur Zellsubstanz sich ‘von
!) Bezüglich der allgemeinen Ausführungen und Schlüsse, für welche R. Hertwig diese Tatsachen verwertet, sei auf dessen Arbeit (1896) ver- wiesen, ebenso wie auf seinen zusammenfassenden Aufsatz: „Die Protozoen und die Zelltheorie“ (1902). Die Stellung, welche R. Hertwig den Neben- kernspindeln der Infusorien in der phylogenetischen Spindelentwicklung an- weist, beleuchtet folgender Passus der letzteren Arbeit: „Wir haben nun im Laufe der letzten Jahrzehnte eine Menge die Karyokinese der Metazoen vor- bereitende Kernteilungsformen der Protozoen kennengelernt. Es werden dabei Verbesserungen bewerkstelligt im Bau des achromatischen Spindelkörpers, der Chromatinteile und schliesslich auch durch die Entwicklung von Cen- trosomen. Die primitivste Form der Spindelfaserung ist ein in einer bestimmten Richtung gestrecktes Netzwerk. Dominierende Entwicklung der Längszüge des Netzes führt uns zu Spindelfasern, wie sie bei Actinosphärium z. B. vor- kommen, deutlich differenzierten Längsfäden, welche aber durch zarte Quer- brücken miteinander verbunden sind. Gänzlicher Schwund der}; Querbrücken leitet über zu Formen der Spindeln, bei denen völlig isolierte Fasern von
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allen Metazoenkernen zu unterscheiden, dagegen an die Kerne von Protozoen (Nebenkerne derInfusorien) sich anzuschliessen scheinen‘!)
Boveri macht aber darauf aufmerksam, dass die Richtungs- spindeln von Ascaris eine ganz isolierte Stellung darin einnehmen, dass sie sich vor der Teilung verkürzen, während die meisten Spindeln der Infusoriennebenkerne bekanntlich eine ausserordent- lich langgestreckte Form annehmen. Diese Verkürzung der Spindel tritt bei der intranukleären Karyokinese bei Mactra in einem noch viel höheren Grade auf, als bei den Richtungsspindeln der Nematoden und anderer Tiere, wodurch das Spindelbild in den Anaphasen ganz eigenartig erscheint (vergl. Fig. 43—46).
In den Prophasen lehnen sich die Beobachtungen bei Mactra bezüglich der Entstehung der Spindelfasern aus dem Liningerüst des Kerns aufs genaueste an die Bilder dieser Stadien bei den Infusoriennebenkernen an, in allgemeinen Zügen bieten während ihrer Entstehung die gleichen Verhältnisse hinsichtlich der Um- formung des Kerngerüstes in den achromatischen Spindelkörper die der Polstrahlung und der Centrosomen entbehrenden Richtungs- spindeln, nur scheint es mir, dass die Gestalt der entstehenden Spindel und infolgedessen die anfängliche Anordnung der Fäden dadurch beeinflusst wird, dass nach Schwund der Kernmembran seitens des umgebenden von Deutoplasmamassen erfüllten Zell- leibes ein Druck auf dieselbe ausgeübt wird. Übrigens sind gerade die Stadien der Umbildung des Eikerns in derartige Richtungs- spindeln verhältnismässig wenig bekannt?), da die meisten Autoren
Pol zu Pol verlaufen. Am besten ist dies zu sehen an den Nebenkernspindeln der Infusorien. Auch kommt es schon bei Protozoen zur Ausbildung einer proto- plasmatischen, sich der nukleären zugesellenden Spindel. Die ersten Andeutungen hierzu sind in den Polkegeln des Actinosphärienkerns gegeben, welche in ähnlicher Weise bei Actinophrys und Amoeba binucleata wiederkehren. Hier ist noch eine scharfe Trennung zwischen nukleärem und protoplasmatischem Abschnitt der Spindel vorhanden, welcher auch ein Unterschied in der Funktion entspricht. .... . Dagegen verschmilzt bei einkernigen Heliozoen nukleärer und protoplasmatischer Teil der Spindel zu einem einheitlich wirkenden Apparat, womit dann Zustände geschaffen werden, welche an die Metazoen erinnern.“
') Vergleiche auch Boveri, Zellenstudien Heft IV. p. 177—179.
®) Am genauesten ist die Schilderung Boveris für die Richtungs- spindeln von Ascaris megalocephala, sodann die Schilderung Carnoys und Lebruns für Triton, von Helen Dean King für Bufo.
Allerdings liegen für Triton, Bufo wiederum in mancher Beziehung ganz eigentümliche Verhältnisse vor.
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nur erst die bereits ausgebildete Spindel zu beobachten Gelegen- heit hatten. Man darf in Zukunft gewiss erwarten, dass die Beobachtung der allmählichen Umformung des Eikernnetzes in den faserigen Spindelkörper manche interessanten Einzelheiten fördern wird, wodurch noch mehr ihr Unterschied im Verhältnis zu den Richtungsspindeln, welche sich zwischen zwei neben dem Eikern auftretenden Strahlungen mit ÜCentriolen entwickeln, hervor- treten dürfte.
Wir haben ferner bei meinen Versuchen gesehen, dass die aus der intranukleären Mitose hervorgegangenen Kerne neuerlich in Chromosomen zerfallen, worauf dann zwischen den Chromosomen- gruppen eine Strahlung auftritt und sodann eine Plasmamasse, welche sich zur Spindel umgestaltet, deren einzelne Entwicklungs- phasen wir oben näher besprochen haben.
In Anbetracht der Lage dieser das Anfangsstadium der Spindelbildung darstellenden Masse, welche stets der Stelle entspricht, wo nach Auflösung der Kernmembran der ganze übrige nicht in Chromosomen übergegangene Teil des Kerninhalts sich mit dem Eiprotoplasma vermengt haben muss, glaube ich, der Kernsubstanz _oder wenigstens seiner Einwirkung auf das Protoplasma eine bedeutende Rolle bei der Bildung dieser Spindeln zuschreiben zu müssen.
Die ausgebildete Spindel zeigt alle dieselben Merkmale, wie eine Furchungsspindel im befruchteten Ei, mit der einzigen Ausnahme, dass die feinen Spindelfasern und die zarte Polstrahlung an den beiden Polen zusammenfliessen, ohne dass sich ein besonderes Gebilde, ein Centralkorn, ein Centriol!) daselbst nach- weisen liesse.
Ob trotzdem an den Polen der mitotischen Figuren in den beiden ersten und den weiteren Generationen der Furchungs-
!) Ich gebrauche die Bezeichnung „Centriol“ oder „Centralkorn‘, da dieselbe wenigstens zu keinem Missverständnis Veranlassung geben dürfte; vermeide dagegen die Ausdrücke „Centrosoma“, „Centralkörper“ wegen der bezüglich dieser Bezeichnungen bestehenden Kontroversen. Auch möchte ich eine Erörterung der verschiedenen diesbezüglichen Ansichten nicht an diese Arbeit anknüpfen. Ich halte es für zweckmässig, einstweilen noch weitere Äusserungen verschiedener Autoren abzuwarten. In den letzten Jahren sind mehrere wichtige Arbeiten erschienen, welche eine Verständigung auf diesem Gebiete anzubahnen bestimmt sein dürften; ich nenne vor allem die Arbeiten von Meves (1902) sowie Vejdovsky und Mräzek (1903),
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zellen Centriolen sich nachweisen lassen, sich also dort gewisser- massen erst herausdifferenzieren, kann ich auf Grund meiner Präparate nicht entscheiden, da mir Bilder der späteren Stadien nicht in genügender Zahl zur Verfügung stehen.
Einen interessanten Gegensatz zu den Beobachtungen an diesen Eiern, welche bekanntlich zwei Richtungskörper aus- gestossen hatten, bilden die Befunde an den Eiern, bei welchen, wie oben genauer beschrieben, infolge zu langen Aufenthalts in dem KÜUl-Gemisch, die Ausstossung der Richtungskörper unter- blieben ist, in denen aber trotzdem, nachdem die Eier in frisches Meerwasser übertragen wurden, sich noch infolge einer Art Regulation die Furchungsspindel bildete und die Furchung des Eies eintrat. An den Polen dieser Furchungsspindeln und der mitotischen Figuren der ersten Furchungszellen waren typische kleine punktförmige Zentralkörner, Centriolen, zu sehen.
Ich glaube, dass dieser Unterschied mit der stattgehabten oder unterbliebenen Ausstossung der Richtungskörper in Zu- sammenhang gebracht werden muss, und dass für Mactra wenigstens die Ansicht Boveris, der zufolge nach Ausstossung der Richtungs- körper das Öentrosoma (besser wohl „Eicentriol“) degeneriert, durch diese Versuche eine interessante Bestätigung gefunden haben dürfte.
Sämtliche Figuren sind mit Zeiss’ apochromat. homog. Immersion 2 mm, 1,30, Oc. 4, unter Benutzung des Abbe&schen Zeichenapparats entworfen.
welche ich mit grosser Befriedigung gelesen habe, da ich in den Haupt- punkten mit den darin wiedergegebenen Ansichten übereinstimme, Da unsere Vorstellungen von den im Zentrum der Strahlungen der mitotischen Figuren anzutreffenden Gebilden dank den neueren Untersuchungen immer präziser und, meiner Ansicht nach, immer einheitlicher sich gestalten, so dürfte auch bezüglich ihrer Deutung eine Übereinstimmung sich bald erzielen lassen, Manche Kontroverse dürfte sich gewiss (wie es heutzutage zum Teil schon ist), sogar mehr auf Unterschiede in der Nomenklatur als in der Deutung zurückführen zu lassen,
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Während der Drucklegung der Arbeit sind inzwischen noch zwei Arbeiten erschienen, welche die künstliche Parthenogenese betreffen:
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Loeb, J.: Artificial Parthenogenesis in Molluses. University of California Publications. Physiology. Vol. I, No. 3, 1903.
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Das Sehorgan von Protopterus annectens. Von Prof. Dr. Hosch in Basel.
Hierzu Tafel VI.
Sowohl durch eine grosse Anzahl von vorzüglichen Unter- suchungen über den feinern Bau der Augen einzelner Ordnungen und Arten des Tierreiches als auch durch die zusammenfassenden Arbeiten von Leuckart und Carriere ist die vergleichende Anatomie des Sehorgans, wenigstens desjenigen der Wirbeltiere, heute so ziemlich vollständig bekannt.
Immerhin gibt es noch Lücken, die der wünschbaren Aus- füllung harren. So findet Wiedersheim, dass das Auge der Dipnoör, jener vom biologischen Standpunkte aus so sehr interessanten, neben den ihnen nächstverwandten Ganoiden eine Sonderstellung einnehmenden, kleinen Tiergruppe recht dringend einer erneuten Untersuchung bedürfe. Nach Vollendung meiner Untersuchung erschien auch die Arbeit von J. G. Kerr, worin die Entwicklungsgeschichte und Histologie des Auges von Lepidosiren Berücksichtigung fand. Sie enthielt jedoch vorzugsweise nur einige Bemerkungen über die histologischen Einzelheiten der Stäbchen und der Pigmentzellen.
Ich bin daher der Aufforderung von Herrn Prof. Rud. Burckhardt, das in seinem Besitze befindliche, mit Osmium- gemischen konservierte, mit Boraxkarmin und Bleu de Lyon gefärbte Material von Protopterus annectens in dieser Hinsicht einer genaueren Untersuchung zu unterziehen, recht gerne gefolgt und benütze die Gelegenheit, ihm für die Überlassung desselben nochmals bestens zu danken.
Das Auge von Protopterus bildet — bei Exemplaren von ca. 30 cm — eine kleine, etwas abgeflachte Blase von ellipsoider Form, mit einem längeren horizontalen und einem etwas kürzeren vertikalen Durchmesser (2 mm: 1,4 mm).
Die äussere Haut geht über die Augenblase weg, ver- dünnt sich jedoch in der Mitte, entsprechend der Pupille, bedeutend, indem die schlauchförmigen Hautdrüsen der Epidermis in der Gegend des Äquators sich erst verkürzen und allmählich in eine mehrfache Schicht von rundlichen Zellen übergehen.
Dass diese äusserste Bedeckung als Haut aufzufassen ist, und 7*
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nicht etwa schon als eine aus jener hervorgegangene Hornhaut, ergibt sich zunächst daraus, dass die Drüsen in den seitlichen Teilen noch vollständig entwickelt sind und nur ganz im Zentrum die erwähnte Modifikation eingegangen haben, während die als Cornea aufzufassende Lamelle deutlich davon abgegrenzt ist. Auch die eigentliche Cutis ist im Bereiche des Auges, namentlich des mittleren Teiles desselben, stark verdünnt. Sie ist von grob bindegewebiger Struktur und zeigt massenhafte spindelförmige Zellen, runde Zellkerne und vereinzelte, rundliche oder längliche Lücken mit — durch Boraxkarmin rot gefärbten — Kernen (Gefässdurchschnitte..
Hinter der äusseren Haut, von ihr durchweg durch einen spaltförmigen Zwischenraum getrennt, findet sich eine aus schmalen, parallel nebeneinander gelagerten Fasern bestehende und von spärlichen Spindelzellen durchsetzte Membran, die als Cornea anzusehen ist. Sie ist an ihrem Scheitel 0,02 mm dick und nimmt gegen den Äquator hin allmählich an Dicke zu; sie blättert sich an dünneren Schnitten in den seitlichen Partien leicht auf, sodass dann die einzelnen Elemente als dünne, sehr lange Fasern isoliert vor Augen liegen.
Es könnte auffallen, dass der die Hornhaut darstellende Teil der äusseren Bedeckung im Vergleich zum subepidermoidalen Bindegewebe so schwach entwickelt ist. Aber eben gerade weil die äussere Haut darüber wegzieht und als Schutz dient, braucht die Hornhaut nicht dicker zu sein.
In der Gegend des Äquators, vor dem Übergang in die eigentliche Sclera, erkennt man in der Hornhaut eine ganze Anzahl von Gefässdurchschnitten. also ein richtiges Randschlingen- netz. Unmittelbar dahinter trennt sie sich dann in zwei Blätter von annähernd gleicher Dicke, die zunächst nur durch eine spaltföormige Lücke voneinander abstehen. Das innere dieser beiden Blätter erlangt in seinem hinteren Teil fast plötzlich eine bedeutende Diekenzunahme dadurch, dass eine scheibenförmige Knorpelplatte von ca. 0,1 mm Dicke) auftritt, die sehr rasch ihre grösste Dicke erreicht und dann durchweg beibehält. Die Zellen dieser Knorpelplatte, durch Boraxkarmin lebhaft rot gefärbt, sind u. a. dadurch ausgezeichnet, dass neben der gewohnten, rundlichen Form auch mehr in die Länge gezogene. flaschen- oder kegelförmige Figuren zu beobachten sind. Die
Das Sehorgan von Protopterus annectens. 101
Platte geht am äquatorialen Rande ohne scharfe Sonderung in die Sclera über, indem ihr letztere selbst als Perichondrium dient.
Die Sclera ist in ihrer grössten Ausdehnung durchaus frei von Pigment. Nur im äquatorialen Teil, entsprechend der Stelle, wo die Chorioidea sich gegen das Augeninnere umschlägt, finden sich in ihrer inneren Lamelle einzelne, mit schwarzem Farbstoff erfüllte, spindelförmige Zellen eingelagert.
Auf die Sclera folgt nach innen eine recht schwach ent- wickelte Chorioidea. Sie besteht in ihrem hinteren Teil aus einer unpigmentierten dünnen Lage von feinen, zum Teil netz- artig miteinander verbundenen Bindegewebsfibrillen, zwischen welche massenhafte Spindelzellen eingelagert sind. Von Zeit zu Zeit erkennt’ man auch rundliche oder längliche Gefässdurch- schnitte, in welchen die mächtigen, intensiv rot gefärbten Blut- körper (Breite des ganzen Blutkörperchens 0,044 mm, des Kerns 0,0185 mm; Dicke des Blutkörperchens 0,01 mm, des Kerns 0,007 mm) auffallen, welche ja, soviel bekannt, nur denjenigen von Protens etwas an Grösse nachstehen. Im vorderen Teil sieht man, ähnlich wie in der Selera, vereinzelte längliche Pigmentzellen eingelagert.
Von dieser eigentlichen Chorioidea getrennt durch eine strukturlose Membran, folgt nach innen eine einfache Lage von kubischen oder prismatischen Zellen, deren äusseres, der Sclera zugekehrtes Ende fast ganz pigmentfrei erscheint und einen grossen, kugligen Kern enthält, während das entgegengesetzte Ende in eine grosse Zahl von protoplasmatischen Fortsätzen ausläuft, welche feinkörniges braunes Pigment tragen und pinsel- artig zwischen die Epithelien der Netzhaut eindringen. Diese Schicht entspricht dem Pigmentepithel, dessen Farbstoff die sogenannte Bürstenstellung zeigt. Zwischen den Elementen des Pigmentepithels finden sich in unregelmässigen Abständen vereinzelte rundliche, dicht mit Pigmentkörnern erfüllte Zellen eingeschaltet. Dieselben sind meist durch einen hellen Kontur gegen die benachbarten Zellen abgegrenzt.
Die Iris besteht, entgegen der Angabe von Wiedersheim, dass bei den Dipnoörn eine differenzierte Iris nicht vorhanden sei, deutlich aus drei verschiedenen Schichten. Die hinterste geht hervor aus der Retina, welche sich am Äquator bedeutend verdünnt, und an der Rückfläche der Regenbogenhaut reduziert
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wird auf eine einfache Lage von platten Zellen. Am dicksten ist die mittlere, aus dem Pigmentepithel hervorgehende Schicht. Die Zellen haben sich etwas in die Länge gestreckt, die Proto- plasmafortsätze haben sich zurückgezogen; die Zellen sind daher gleichmässig mit körnigem Pigment erfüllt und lassen deutlich ihre rotgefärbten Kerne erkennen. Die vorderste Lage der Iris dagegen kommt zustande dadurch, dass die eigentliche Chorioidea, jene dünne Lage von Bindegewebstfibrillen mit zwischengestreuten spindelförmigen Elementen, sich über die Vorderfläche der Iris fort- setzt. Auch hier erkennt man einzelne Gefässdurchschnitte mit leb- haft gefärbten Blutkörperchen. Während jedoch, wie bemerkt, die Chorioidea selbst nur ganz am Äquator vereinzelte Pigmentzellen aufweist, ist der chorioideale Anteil der Iris überlagert von einer fast ununterbrochenen Schicht von mächtigen, länglichen oder sternförmigen flachen Pigmentzellen, deren Ausläufer einander berühren oder sogar überlagern.
(segen den Pupillarrand spitzt sich die Iris etwas zu, nach- dem schon vorher der aus der Chorioidea stammende Anteil aufgehört hat. Zugleich bäumt sich der eigentliche Pupillarrand etwas in die Höhe. Es sieht aus, als ob die von vornherein zu lange Iris der quellenden Linse Platz machen müsste. Möglicher- weise haben wir hierin eine primitive Accommodationsvorrichtung zu sehen.
Von einem Ciliarkörper ist keine Andeutung zu finden.
Die Linse (0,24 mm dick; 0,28 mm breit) ist ziemlich kuglig, im Verhältnis zur Grösse des Auges sehr gross. Sie besteht aus regelrechten, übereinander gelagerten Linsenfasern und ist von einer derben Kapsel umschlossen, welche ringsum, also auch an der Hinterseite, einen einfachen Belag von flachen, rundlichen bis sechseckigen Epithelzellen trägt.
Der Glaskörper bildet ein zartes Netzwerk von feinen Fasern mit vereinzelten Kernen. Auffallend ist, wie die Maschen dieses Netzwerks zusammenstrahlen gegen die noch näher zu beschreibenden Gefässdurchschnitte, welche auf der Innenfläche der Netzhaut zutage treten.
Was nun die Netzhaut — Dicke desselben inkl. Pigment- epithel 0,22 mm — anlangt, so ist derselben ein ziemlich hoher Grad der Entwicklung nicht abzusprechen.
Das Sehorgan von Protopterus annectens. 103
Zunächst ist zu erwähnen, dass jede Spur eines processus faleiformis fehlt.
An der Eintrittsstelle des Sehnerven findet sich eine seichte Vertiefung, aus welcher ausser den Nervenfasern auch ein relativ weites Gefäss mit deutlichen Blutkörpern hervortritt.
Die Nervenfasern breiten sich als dünne, fast homogene Lage feinster Fäserchen an der Innenfläche der Netzhaut aus. Sie ist, wie auch die übrigen Netzhautschichten, vollständig gefässlos. Dagegen sitzen der inneren Oberfläche zahlreiche Gefässdurchschnitte auf, welche in den Glaskörper hineinragen und rote Blutkörper enthalten. An die von diesen Gefässen ausgehenden Ausläufer schliesst sich das feine Maschenwerk des Glaskörpers enge an.
Die Ganglienzellenschicht bildet eine einfache Lage von Zellen mit grossem Kern!). Sie sind voneinander getrennt durch zarte Bälkchen der Stützsubstanz, welche sich einerseits an die Limitans interna ansetzen, andrerseits nach rückwärts durch die übrigen Schichten verfolgen lassen. Der grosse Kern der Ganglienzellen hat sich lebhaft bläulichrot gefärbt, während der Protoplasmaleib derselben sehr blass geblieben ist.
Weiter nach aussen folgt als Analogon der inneren retikulären Schicht eine blaugefärbte, feinfaserige, band- förmige Zone, von welcher bloss hervorzuheben ist, dass sie feine Pfeiler zwischen die Ganglienzellen und gegen die Limitans interna aussendet. Vereinzelte, in ihr sichtbare Zellkerne sind wohl aus den Nachbarschichten in sie eingedrungen.
Es kommen dann die beiden mächtig entwickelten Körner- schichten (Dicke beider Körnerschichten ca. 0,12 mm), welche gemeinsam besprochen werden sollen. Sie sind durch eine dünne faserige äussere retikuläre Schicht in einen grösseren inneren und einen kleineren äusseren Abschnitt getrennt. Zunächst fallen die in drei- bis vierfacher Lage übereinander geschichteten, sich gegenseitig etwas abplattenden, gekörnten Zellen auf, zwischen welche da und dort einzelne senkrechtstehende spindel- förmige Gebilde eingeschaltet sind. Diese Spindeln, welche nur in der inneren Körnerschicht vorkommen, in der äusseren dagegen
) Nach Carritre, pag. 70 (Fig. 51) ist dieselbe nur noch bei Axolotl so einfach, während bei den Amphibien wenigstens zwei Schichten vorhanden zu sein pflegen.
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fehlen, sind zweifellos als die Zellkerne der Müller’schen Stützfasern zu betrachten; man kann bei manchen derselben erkennen, wie sie sowohl nach der inneren als äusseren Körner- schicht hin Fortsätze abgeben. Unmittelbar unter der äusseren retikulären Schicht findet sich hier und da ein querstehender, länglicher Kern, möglicherweise einer konzentrischen Stützzelle angehörend.
In der inneren Körnerschicht kommen Zellen vor, welche wohl als Analogon der Spongioblasten anzusehen sind: grosse, rundliche Gebilde, die zahlreiche feine Fortsätze in die innere retikuläre Schicht aussenden. Desgleichen finden sich in der äusseren Körnerschicht grosse birnförmige, mit der Spitze nach aussen gerichtete Ganglienzellen, welche mit ihrem breiten Ende der äusseren retikulären Schicht aufsitzen und feine Ausläufer nach derselben abgeben, während ein dickerer Fortsatz nach aussen zwischen den Elementen der äusseren Körnerschicht in die Höhe geht. Es scheinen diese Elemente den subepithelialen Ganglienzellen anzugehören.
Es folgt nun das eigentliche Sehepithel: ziemlich lange, zum Teil etwas verbogene stäbchenartige Elemente, die dicht aneinander gelagert sind. Da wo sich die Retina etwas von der Chorioidea abgelöst hat, erkennt man, dass in das innere Ende dieser Stäbchen ein grosser kugelförmiger, ungefärbter Körper eingelagert ist, vollkommen transparent und am ehesten einem Fetttropfen zu vergleichen. Dieser kugelförmige Körper nimmt den ganzen Querschnitt des Stäbchens in Anspruch, überragt denselben sogar etwas. Unmittelbar dahinter findet sich bei einzelnen Elementen ein stark lichtbrechender, leicht bläulich gefärbter, kleinerer linsenförmiger Körper eingeschaltet, auf welchen dann nach einer kurzen Unterbrechung das äussere Korn folgt.
Da schon das Innenglied, namentlich aber der das Korn enthaltende Teil der Sehzelle breiter ist als das Aussenglied, so haben die äusseren Körner nicht nebeneinander Platz, sondern sind in zwei Lagen übereinander angeordnet. In der äusseren stehen sie dichtgedrängt, d. h. zwischen je zwei Körner schiebt sich der eine Teil des Korns der hinteren Reihe hinein, während zwischen je zwei Körnern der letzteren ein freier Raum bleibt.
Das Sehorgan von Protopterus annectens, 105
An den Stellen, wo das Pigmentepithel (von welchem bereits die Rede war) noch an den Stäbchen haftet, kann man sehen, wie die Protoplasmafortsätze desselben bis zu jenem kugelförmigen Körper, an den Seiten bis zu seiner Mitte, reichen, wie ferner der Zwischenraum zwischen den letzteren und dem linsenförmigen Körper etwas verkürzt ist, während das eigentliche Korn etwas nach innen bis dicht an die äussere retikuläre Schicht gerückt ist. Die Stäbchen selbst sind da, wo Netzhaut und Aderhaut dichtaneinander liegen, zwischen den pigmentierten Protoplasma- fäden vollständig verschwunden; und man erkennt bloss jene farblosen Kugeln an ihrem inneren Ende.
Eine Limitans externa ist nicht nachweisbar.
Was nun endlich die äusseren Augenmuskeln betrifft, so lässt sich an den vorliegenden Präparaten das Vorhandensein von vier Rectis und zwei Obliquis nachweisen. Die letzteren, welche nach Stannius (zitiert nach Carriere, pag. 64) fehlen sollen, entspringen dicht übereinander an der nasalen Wand der Orbita. Von einem Retraktor ist keine Andeutung zu finden.
Es dürfte nun zunächst von Interesse sein, den bei Proto- pterus nachgewiesenen Befund zu vergleichen mit den Resultaten, welche andere Autoren erhalten haben bei der Untersuchung des Sehorgans von benachbarten Tierklassen.
Bekanntlich leitet die Phylogenie den Stammbaum der Dipnoer direkt von den Ganoiden ab, welche zum grössten Teil ausgestorben und heute nur noch in einer kleinen Zahl von Familien vorhanden sind. Während wir uns auf der einen Seite jenes Stammes die Knochenfische herausgesprossen denken, würden wir auf der entgegengesetzten den Ausgangspunkt für die Dipnoör zu suchen haben. Hieran würde sich dann, mittelbar oder unmittelbar, der Stamm der Stegocephalen anschliessen.
Wenn wir daher das am Auge von Protopterus Gefundene der allgemeinen Stammesgeschichte des Sehorgans an- und ein- passen wollen, so müssen wir dasselbe in erster Linie in Vergleich bringen mit dem, was einerseits über die Selachier und Ganoiden, andererseits über die Amphibien in dieser Hinsicht bekannt ist.
Es fällt zunächst auf, dass das Verhältnis zwischen der Grösse des Kopfes und der Augen bei Protopterus ein ganz anderes ist, als wir es bei den Fischen zu finden gewohnt sind.
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Während hier die relative Augengrösse eine recht auffallende zu sein pflegt, und eigentlich kleine Augen nur bei ganz wenigen Arten, so namentlich bei den ebenfalls im Schlamm wühlenden Welsen und Aalen, vorkommen, finden wir das Auge des Protopterus im Gegensatz zu den Fischen auffallend klein. Wir erkennen hierin eine Annäherung an die Amphibien, deren Augen unter den Vertebraten bekanntlich die verhältnismässig geringste Grösse haben, dürfen aber nicht vergessen, in Betracht zu ziehen, dass die Lebensweise des Tieres ein stärkeres Vorragen der Augen verbieten würde und möglicherweise die Ursache für diese Ähnlichkeit ist.
Wie bei den Fischen und Amphibien, ist auch bei Protopterus eine bis gegen den Äquator reichende Knorpelplatte in die Sclera eingelagert. In der Regel nun zeichnen sich die Zellen des Seleralknorpels bei den Amphibien (und Vögeln) dadurch aus, dass sie eine einfachere, mehr rundliche Gestalt und geringere Grösse haben als bei den Fischen, wo ihre Grösse im allgemeinen viel bedeutender ist und die Form alle möglichen Variationen zeigen kann. Dieses letztere Verhalten nun beobachten wir in recht auffallender Weise auch bei Protopterus, wo wir die Knorpelzellen neben der gewohnten rundlichen oder nierenförmigen (Gestalt die bizarrsten Formen annehmen sehen.
Ob aus der sehr geringen und tiefstehenden Entwicklung der Cornea ein Schluss auf die Stellung des Protopterusauges in der Stammesgeschichte des Sehorgans überhaupt gezogen werden darf, scheint mir recht fraglich zu sein. Allerdings sehen wir nur bei den tiefststehenden Fischen (bei Myxine und Petromyzon) die äussere Haut mehr oder weniger unverändert über das Auge wegziehen. Sonst ist überall eine freiliegende, gut entwickelte Cornea mit einem mindestens zweischichtigen Epithel vorhanden, welches sich von der Epidermis deutlich dadurch unterscheidet, dass es embryonalen Charakter bewahrt, nicht verhornt und weder Schleim- noch Drüsenzellen enthält. Eine einzige Ausnahme bildet bekanntlich der Proteus und einige ihm verwandte Lurche, bei welchen unter der Einwirkung gewisser äusserer Einflüsse, namentlich aber infolge des beständigen Aufenthaltes an dunkeln Orten, das Sehorgan sich ganz oder zum Teil rückgebildet hat. Den Hautüberzug bei Protopterus erkläre ich mir in folgender Weise: Damit während des Sommerschlafes am Grunde der
Das Sehorgan von Protopterus annectens. 107
Schlammröhre auch das Auge von dem firnissartigen Sekret bedeckt werden könne, welches den ganzen Körper überzieht und vor Vertrocknung schützt, geht die äussere Haut mit ihren Becherzellen über die Cornea weg, nur die zentralste, für das Sehen wichtigste Stelle etwas freier lassend. Selbstverständlich darf dann die in solcher Weise geschützte Hornhaut viel dünner und rudimentärer entwickelt sein, als wenn sie frei zu Tage läge.
Eine ganz entschiedene Annäherung an das Amphibienauge ergibt sich aus dem Verhalten der Aderhaut. Gleich wie bei dem letzteren wird auch im Auge von Protopterus vergeblich nach einem Tapetum, einer Argentea, einer Choriodealdrüse, einem proc. faleiformis mit Campanula gesucht — lauter Organe, welche bei den Fischen immer, wenn auch in sehr verschiedener Ausbildung, vorkommen.
In welcher Weise bei Protopterus, wo weder ein deutlicher Ciliarkörper noch eine ähnliche Einrichtung wie bei den Fischen nachzuweisen ist, die Accommodation vor sich geht, konnte ich nicht mit Sicherheit in Erfahrung bringen. Immerhin mag bei dieser Gelegenheit erwähnt sein, dass auch die Frösche und Salamander, soweit unsere heutigen Kenntnisse reichen, des Ciliarmuskels und überhaupt eines Accommodationsapparates zu entbehren scheinen. Und doch ist vorauszusetzen, dass bei den letztgenannten Tieren eine derartige Anpassungsvorrichtung unentbehrlicher ist, als bei jenem auf ein genaueres Sehen kaum Anspruch machenden Dipnoör.
Eine Beantwortung der Frage, ob es überhaupt zulässig sei, gewisse Typen des Sehorgans aufzustellen, die mit der systematischen Steilung der einzelnen Klassen und Ordnungen einigermassen übereinstimmen, mit anderen Worten, ob bestimmte Merkmale vorhanden seien, welche gestatten, von einem typischen Fisch- oder Amphibienauge zu sprechen, dürfen wir noch am ehesten von einer vergleichenden Untersuchung der Retina erwarten. Bekanntlich haben schon die klassischen Arbeiten von Heinrich und Wilhelm Müller, in neuerer Zeit und mit neueren Hilfsmitteln aber namentlich diejenigen von Dogiel, Schieffer- decker, Retzius und andern in dieser Hinsicht wichtige Dinge zu Tage gefördert.
Leider war nun das mir zu Gebote stehende Material schon fixiert und zum Teil bereits geschnitten und gefärbt, und damit
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andere Färbemethoden, namentlich die Silber- und Methylenblau- tinktion ausgeschlossen. Immerhin ergaben sich aus den vor- liegenden Präparaten einige wohl zum Vergleich geeignete Anhaltspunkte.
In erster Linie fordert das Verhalten der Gefässe zu einer Erörterung auf. H. Müller fand sowohl beim Barschen wie beim Frosch die Gefässe nie in der Substanz der Retina gelegen, sondern in einer strukturlosen Membran, welche sich von der Innenfläche der Retina vollkommen abhebt und die er darum zum (Glaskörper rechnet. Wiedersheim in der 3. Auflage seines Grundrisses sagt hierüber: „Die membrana vascularis retinae der Säugetierembryonen (resp. die Netzhautgefässe der ausge- bildeten Säuger) und die Hyaloideagefässe vieler Kaltblüter sind als identisch anzusehen.“
Das Gefässsystem, wie wir es bei Protopterus gefunden haben, entspricht der Wiedersheim’schen Darstellung von den Fischen und anuren Amphibien durchaus. Wir sehen aus der leicht trichterförmigen Vertiefung an der Eintrittsstelle des Sehnerven ein grosses (refäss hervortreten und an der inneren Oberfläche der Netzhaut bis gegen den Äquator hin, in fast regelmässigen Abständen, Ausläufer in das Bulbusinnere aus- senden. Die die Gefässe tragende Membran ist vollständig mit der Nervenfaserschicht verschmolzen, sozusagen eins mit ihr, und zeigt sich nirgends davon abgelöst. Sie ist also zweifellos als zur Retina gehörig zu betrachten und wohl als deren Limitans interna aufzufassen. Die Gefässzapfen ragen über die Oberfläche hervor und nicht etwa in die Netzhaut hinein. Sehr schön sieht man an allen Präparaten, wie aus den von den Gefässsprossen abgehenden feinen Ausläufern ganz allmählich das eigentliche netzförmige Gerüste des Glaskörpers hervorzugehen scheint. Diesen Punkt fand ich in der mir zugänglichen Literatur nirgends erwähnt. !)
!) Aus der schönen Arbeit von Lenhossek (Die Entwicklung des Glaskörpers 1903) geht mit Sicherheit hervor, dass der Glaskörper, wenn man nur genügend frühe Entwicklungsstadien untersucht, stets als ein Produkt der Linsenzellen zu erkennen ist, dass er aber schon nach kurzer Zeit, einmal durch die sich bildende Linsenkapsel und dann durch die Entwicklung der tunica vasculosa lentis, von seinem Mutterboden, der Linse, abgetrennt wird.
Unsere Präparate entstammen also wohl einem Stadium, wo diese Abtrennung bereits stattgefunden hat.
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Das Sehorgan von Protopterus annectens. 109
Über die Nervenfaserschicht ist nichts zu sagen.
Eher kann man aus dem Verhalten der Ganglienzellen auf eine