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Archiv

für

Mikroskopische Anatomie

Entwicklungseeschichte

herausgegeben von O. Hertwig in Berlin v.la Valette St. George in Bonn

und

W. Waldeyer in Berlin

Fortsetzung von Max Schultze’s Archiv für mikroskopische*Anatomie

Siebzigster Band

Mit 45 Tafeln und 80 Textfiguren

Bonn Verlag von Friedrich Cohen 1907.

Inhalt.

Die Spermatogenese von Blatta germanica. Von Dr. A. Wassilieff. (Aus dem Zoologischen Institut in München.) Hierzu Tafel I—III und 1 Textfigur

Eibildung bei Paludina vivipara und Chromidien bei Paludina und Helix. Mit Anhang: Zu der Frage nach dem Spermatozoendimorphismus bei Paludina vivipara. Von Methodi Popoff. (Aus dem Zoologischen Institut in München.) Hierzu Tafel IV—VII und 1 Textfigur Nr ELEND

Über die Anlage der ultimobranchialen Körper bei den Vögeln. Von Hans Rabl. Hierzu Tafel IX—XI und 5 Textfiguren 3

Erwiderung auf „Berichtigendes“ von Rüzieka. Von Dr. Emanuel Mencel (Prag)... . wa en Eite ra uc AURERRR

Zur Behandlung von Celloidinserienschnitten. Von Prof. Dr. Jno Kubo, Fukuoka, Japan. Hierzu 1 Textfigur . :

Zur Lichtentwicklung in den Photosphärien der Euphausien. Von Dr. Emanuel Trojan, Assistenten am Zoologischen Institute der k. k. Deutschen Universität in Prag. (Aus dem Zoologischen Institute der k. k. Deutschen Universität in Prag.) Hierzu 2 Textfiguren .

Zur Bildung der Zahnbeingrundsubstanz. Von Dr. Leo Fleischmann

Über die quergestreiften Zellen der Thymus. Von Richard Weissen- berg. (Aus dem anatomisch-biologischen Institut der Universität Berlin.) Hierzu Tafel XII . Fr

Zur Kenntnis der Spermien der Cetaceen. Von E. Ballowitz in Münster i. W. Hierzu Tafel XIII I

Über eigentümliche Zellen in der Gaumenschleimhaut des Schafes. Von Dr. W. Lobenhoffer, ehem. Assistent. (Aus dem anatomischen Institut der Universität Königsberg, Direktor Stieda.) Mit 1 Textfigur . AU STREET. oe WE 3. By :6- Alena

Über die Stäbchenstrukturen der Niere. Von Dr. Kenji Takaki (Tokio). (Aus dem pathologisch-anatomischen Institute in Wien. Vorstand: Prof. Weichselbaum.) Hierzu Tafel XIV

Über die Entwicklung des sympathischen Nervensystems der Säugetiere. Von Prof. Dr. Alfred Kohn. (Aus dem histologischen Institute der deutschen Universität in Prag. Vorstand: Prof. Dr.Sigmund Mayer.) Hierzu Tafel XV—XVII und 3 Textfiguren

Seite

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238

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IV

Zur Lehre über die Entwicklung von Paraphysis und Epiphysis bei den Schlangen. Von Dr. L. W.Ssobolew aus St. Petersburg. (Aus dem anatomisch-biologischen Institute der Universität Berlin.) Hierzu Tafel XVII

Über Bau und Entwicklung der Spermien von Rana fusca. Von Prof. Dr. Ivar Broman, Lund. Hierzu Tafel XIX, XX und 4 Text- figuren . Bu AR N ER

Histologische Untersuchungen über die Irnervation der glatten und der ihr verwandten Muskulatur der Wirbeltiere und Mollusken. Von Prof. F. B. Hofmann. (Aus der physiologischen Abteilung der Zoologischen Station zu Neapel und der physiologischen Anstalt zu Innsbruck.) Hierzu Tafel XXI

Die Spermatoceytenteilungen bei der Honigbiene (Apis mellifica L.), nebst Bemerkungen über Chromatinreduktion. Von Friedrich Meves in Kiel. Hierzu Tafel XXII—XXVI und 5 Textfiguren .

Über ein junges menschliches Ei in situ. Von Dr. L. Frassi, Parma. (Aus dem anatomischen Institut und der gynäkologischen Klinik der Universität Freiburg i. Br.) Hierzu Tafel XXVII, XXVII und 4 Textfiguren . N 1 EEE

Beschreibung eines menschlichen Embryos von 4:9 mm. Von N. W. Ingalls, M. D., Instructor in Anatomy, Western Reserve Uni- versity, Cleveland, U. S. A. (Aus dem anatomischen Institut Freiburg i. Br.) Hierzu Tafel XXIX—XXXI und 28 Textfiguren

Die Entwicklung des Eies der Mäuse (Mus musculus var. alba und Mus rattus albus) von den ersten Furchungs-Phänomenen bis zur Fest- setzung der Allantois an der Ectoplacentarplatte. Von Dr.Konst. Melissinos, Privatdocent der Anatomie und Histologie und Prosektor an dem path.-anat. Institut in Athen. Hierzu Tafel XXXII—XXXIV und 7 Textfiguren . BR RE I

Ein Beitrag zur Morphologie des Schweineblutes. Von Dr. Karl Gütieg. (Aus dem k. k. tierärztlichen Institut der deutschen Universität in Prag.) Hierzu Tafel XXXV, XXXVI und 4 Textfiguren

Beiträge zur Kenntnis des feineren Baues des Gehörorgans mit besonderer Berücksichtigung der Haussäugetiere. Von Priv.-Doz.Dr. Walther Kolmer. (Aus dem Institut für Anatomie und Physiologie der Haustiere der Hochschule für Bodenkultur in Wien.) Hierzu Tafel XXXVII—XL a R a

Die Entwicklung des Mesoderms bei der Ente, dem Kiebitz und der Möve. Von Dr. Paul Röthig, Berlin. Hierzu Tafel XLI-XLIII

Einige Daten der Anatomie des Frosch- und Schildkrötenherzens. Von

Prof. J. Dogiel in Kasan. Hierzu Tafel XLIV, XLV und 11 Textfiguren en: \

318

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361

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St 1 -]

629

780

Aus dem Zoolog. Institut in München.

Die Spermatogenese von Blatta germanica.

Von Dr. A. Wassilieff.

Hierzu Tafel I—III und 1 Textfiguren.

Die Untersuchung der Spermatogenese bei den Insekten hat in der letzten Zeit ein besonderes Interesse gewonnen. Ab- gesehen von der viel erörterten Frage der Chromatinreduktion, gibt die Spermatogenese der Insekten, im besonderen bei den Hemipteren und Orthopteren, ein reiches Material für die Unter- suchung vieler anderer Fragen der Cytologie, wie z. B. die Mitochondrienfrage und besonders die über das, in der letzten Zeit so modern gewordene, „accessorische Chromosom“. Auch das Centrosom zeigt seine Besonderheiten, indem es bei den Insekten in aberranten Formen auftritt. Ein sehr günstiges Objekt für alle genannten Fragen ist die Spermatogenese bei Blatta germanica, wie die weitere Beschreibung zeigen wird.

Ich will hier nur kurz diejenigen Autoren erwähnen, die sich schon früher mit der Spermatogenese bei Blatta beschäftigt haben; ausführliche Erörterungen werde ich bei der Besprechung meiner eigenen Resultate einflechten.

Schon im Jahre 1886 hat von la Valette St. George in einem seiner „Spermatologischen Beiträge“ die Bildung der Spermatozoen bei diesem Insekt beschrieben. Die ziemlich ver- altete Arbeit von la Valette St. George ist ausschliesslich nach Total-Präparaten (in Dalia-Jodserum) ohne Beihilfe von Schnitten gemacht; es versteht sich von selbst, dass bei solcher Untersuchungsmethöde vieles dem Beobachter entgangen ist, vieles nicht richtig verstanden wurde.

Im Jahre 1897 kommt Erlanger in seinem Referat „Spermatogenetische Fragen“ mit einigen Worten auch auf die Spermatocyten I. Ordnung beiBlatta germanica zu sprechen. Endlich, in allerletzter Zeit (1905) hat Stevens die Spermatogenese bei

Blatta berührt (dieser Autor nennt die Schaben Blattella germanica!). Archiv f. mikrosk. Anat. Bd, 70. I

2 A. Wassilieff:

In dieser Arbeit ist die Spermatogenese mehrerer Tiere beschrieben (Blattella, Tenebrio, Stenopelmatus u. a.), aber die grösste Auf- merksamkeit ist auf das „accessorische Chromosom“ gerichtet. Diese Arbeit bin ich genötigt im Laufe dieser Abhandlung viele Male zu berühren, ich will hier nur erwähnen, dass dieselbe einen unsauberen und unexakten Charakter trägt; die Zeichnungen sind fast schematisch.

Methoden.

Die Geschlechtsdrüsen funktionieren während des ganzen Jahres, sodass man immer alle Stadien der Entwicklung der Geschlechtsprodukte haben kann. Die Hoden wurden für die vor- liegende Arbeit mit Sublimat, Sublimat-Essigsäure, Flemmingscher Lösung und Hermannscher Lösung fixiert. Alle diese Fixierungs- tlüssigkeiten haben gute Resuitate gegeben. Ausserdem wurden noch viele andere Reagentien ausprobiert, wie von Carnoy, vom Rath, Rabl empfohlene Flüssigkeiten, aber sie taugten für dieses Objekt gar nicht. Was die Färbung anbetrifit, so muss man hier mehrere Methoden kombinieren. Nach Sublimat färbt Eisenhämatoxylin vorzüglich die Centrosomen und sie wurden daher grösstenteils auf solchen Präparaten studiert. Dasselbe Eisenhämatoxylin färbt nach Flemmingscher Fixierung vor- züglich die Mitochondrien. Endlich ist Magenta-Indigokarmin mit Pikrinsäure (nach Ramon y Cajalscher Methode) sehr ge- eignet für das Studium der Chromosomen. Diese letzte Farbe färbt auch die Centrosomen gut, die Mitochondrien aber bleiben ganz ungefärbt. Die Dicke der Schnitte betrug 3—5 u.

Ich möchte nicht versäumen, an dieser Stelle meinem hoch- verehrten Lehrer Herrn Prof. R. Hertwig, in dessen Institut die Arbeit zum Abschluss gebracht wurde, für sein stetes freund- liches Interesse meinen besten Dank auszusprechen.

1. Die Spermatogonien und ihre Teilung.

Die Geschlechtsdrüsen von Blatta germanica sind paarig und jede von ihnen besteht aus vier Bläschen, welche in einen gemeinsamen Ausführungsgang ausmünden.

Da diese Drüsen ganz richtig durch von la Valette St. George (1856) abgebildet worden sind, beschränke ich mich, in der Textfigur A einen schematischen Schnitt eines dieser

5 . 5} Die Spermatogenese von Blatta germanica. B)

Bläschen zu geben, um die Anordnung der Geschlechtszellen zu zeigen.

Auf dieser Figur kann man sehen, dass das Bläschen in einige Zonen geteilt ist. In den äussersten Zonen sind die Spermatogonien enthalten (Sg.). Die folgenden nächstliegenden enthalten verschiedene Spermatocyten (Se.), und die Zonen endlich, die dem Ausführungsgang am nächsten liegen, enthalten Sperma- tozoen in verschiedenen Stadien der Entwicklung.

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en :>=S.cyten I Ordn.

Ich gehe jetzt zur ausführlichen Beschreibung der Sperma- togonien über.

Die jüngsten Spermatogonien liegen in rosettenförmigen Gruppen, wie das auch Henking (1891) bei Pyrrochoris ab- bildet, in der äussersten Zone des Bläschens. Die Zellen, die eine solche Gruppe bilden, sind gewöhnlich auf demselben Stadium der Entwicklung. Sie alle haben einen sehr grossen Kern, der mit einer verhältnismässig geringen Quantität von Protoplasma umgeben ist. In dem Kern bemerkt man ein sehr feines, schlecht färbbares Lininnetz, in dessen Knoten besser sich färbende Chromatinkörner liegen.

Sehr interessant ist der Bau des Nucleolus. Er besteht aus zwei Teilen: der eine Teil ist dunkler (wahrscheinlich

chromatisch) und kugelförmig, und der andere heller und halb- 1*

4 A. Wassilieff:

kugelförmig. Diese zwei Teile sind durch einen dunklen Strang verbunden, welcher von dem halbkugelförmigen Teil ausgeht und in dem kugelförmigen Teil mit einer kleinen Verdickung endet. Diese Verhältnisse sind sehr gut auf den Abbildungen 1, 6, 12 und teilweise auf Fig. 2 bemerkbar.

Aus der Fig. 2 sehen wir, dass im Kern ausser dem doppelten Nucleolus noch zwei halbkugelförmige Teile liegen. Wahrschein- lich haben sich diese zwei halbkugelförmigen Teile von dem kugelförmigen getrennt, welcher sie, wie es scheint, wieder bilden kann. Dieser Prozess ist meiner Ansicht nach, auf Fig. 1 ausge- drückt. Hier ist der kugelförmige Teil noch mit dem halb- kugelförmigen verbunden und zu derselben Zeit hat der erstere einen neuen halbkugelförmigen Teil gebildet, welcher sich noch nicht differenziert und daher ein kompaktes Aussehen hat.

Was mit diesen Hemisphären geschieht, ist mir nicht ge- lungen mit Sicherheit auszumachen; ich denke aber, dass sie, indem sie in ganz kleine Teile zerfallen, aus dem Kern ins Proto- plasma ausgeschieden werden. Mit Sicherheit kann man sagen, dass, zur Zeit der Chromosomenbildung, der Nucleolus seine Zusammensetzung aus zwei Teilen verliert und kompakt, wie auf auf Fig. S, wird.

Meines Wissens ist ein solcher aus zwei Teilen bestehender Nucleolus, dessen zwei Teile mit einem Strang verbunden sind, noch niemals bei Spermatogonien beschrieben worden. Doch muss ich erwähnen, dass nach Henking (1891) in den Sperma- togonien sich derselbe (d. h. Nucleolus) in zwei Kugeln geteilt habe (l. ec. 8. 687). Ausserdem beschreiben P. und M. Bouin (1899) etwas Ähnliches bei Lithobius fort. Diese Autoren bilden den Nucleolus in der Form, einer Sphäre mit einem oder zwei kleinen Pünktchen in seinem Innern ab; in diesem Fall erinnert der Nucleolus von Lithobius an die abgefallene Hemisphäre von Blatta, wie es auf der Fig. 2 abgebildet ist.

Was nun die Teilung der Spermatogonien betrifft, so muss ich gestehen, dass es mir mit Sicherheit nur bei zwei Generationen der Spermatogonien gelungen ist, alle Stadien zu verfolgen. Die Chromosomenbildung kommt hierbei folgendermassen zustande: Die ganz jungen Spermatogonien haben ein sehr feines Lininnetz- werk, in dessen Knotenpunkten die Chromatinkörner eingestreut sind. Allmählich sammelt sich das Chromatin an mehreren

Die Spermatogenese von Blatta germanica. 4)

Konzentrationspunkten, die eine mehr oder weniger viereckige (Gestalt annehmen (Fig. 7). Durch langsame Streckung und Ver- diehtung bilden sich diese Chromatinanhäufungen zu den Chromo- somen um (Fig. 8). Die beiden folgenden Bilder (Fig. 9 und 10) stellen die Äquatorialplatte und die Spindel dar. Die Zahl der Chromosomen beträgt 23. Ihre Grösse ist ungefähr die gleiche. scheinbare Unterschiede sind durch ihre verschiedene Stellung bedingt. Während der Chromosomenbildung ist der Nucleolus als ein kompakter Körper sichtbar um bei der Spindelbildung spurlos zu verschwinden. Nach der Teilung besitzen die Sperma- togonien eine geringere Grösse, das Chromatin ist dichter an- geordnet als bei den Spermatogonien der vorangegangenen (Generation. Der Nucleolus ist sphärisch und noch einfach gebaut (Fig. 11). Hier ordnet sich das Chromatin bald wieder in solchen Anhäufungen an, wie bei der vorigen Teilung, der Nucleolus er- scheint in doppelter Form. Durch Kondensation der Chromatin- klumpen bilden sich wie vorher die Chromosomen, der Nucleolus ist dazwischen nur schwer zu unterscheiden (Fig. 12 und 13). Es kommt wieder wie vorher zur Spindelbildung (Fig. 14 und 15). Vergleichen wir die entsprechenden Teilungsstadien der beiden Spermatogonienteilungen (Fig. 9 und 10 bezw. 14 und 15), so er- gibt sich, dass die zweiten Spermatogonien bedeutend kleiner sind als die ersten, dass ferner die Chromosomen viel dichter zusammengedrängt sind. Des weiteren konnte ich bei der ersten Spindelbildung kein Gentrosom finden, nur eine polare Verklebung der Spindelfasern, bei der zweiten dagegen ist ein klares, punkt- förmiges Centrosom sichtbar. Wie die erste, so geht auch die zweite Spermatogonienteilung in grösseren Zellkomplexen gleichzeitig vor sich. Als Resultat der zweiten Spermatogonien- teilung erscheinen die Spermatocyten I. Ordnung.

Ausser diesen beiden verschiedenen Spindelbildungen finde ich vereinzelt noch eine dritte Spindelart von tonnenförmigem Aussehen, ohne Centrosomen und mit einem nucleolusartigen Gebilde in der Nähe eines Pols (Fig. 4, Fig. 3 Schrägschnitt). Ihrer Grösse nach ähneln diese Zellen den ersten Spermatogonien. Ob diese Teilung eine dritte Spermatogonienteilung ist, oder nur eine verfrühte oder verspätete erste Teilung, kann ich nicht ent- scheiden.

Da ich bis jetzt nichts vom Protoplasma erwähnt habe, so

6 A. Wassilieff:

will ich einiges darüber nachtragen. Das Hauptinteresse ziehen die kleinen sich dunkel mit Eisen-Hämatoxylin färbenden Körnchen auf sich, die hauptsächlich an der Kernoberfläche liegen. Manch- mal sammeln sie sich an einer bestimmten Stelle des Kerns, bilden einen dichten Haufen und werden dann noch mehr bemerkbar, wie es aus den Fig. 1, 2, 6 zu ersehen ist. Diese Bilder bekommt man bei der Eisen-Hämatoxylin-Färbung nach der Fixierung mit Flemmingscher Lösung. Die anderen Farben wie z.B. Magenta, Safranin u. a. färben diese Körnchen nicht und darum sind sie auf Fig. 7, S, 9, 10, die nach Magenta-Präparaten gezeichnet sind, nicht zu unterscheiden.

Was die Natur dieser Körnchen betrifft, so sind sie wahr- scheinlich nichts anderes als Mitochondrien und entsprechen dem, was von la Valette St. George unter dem Namen „Uyto- mikrosomen“ verstanden hat.

Ehe ich zur Beschreibung der Spermatocyten I. Ordnung übergehe, habe ich noch zu erwähnen, dass die früheren Unter- sucher der Spermatogenese von Blatta fast gar keine Berichte über die Spermatogonien gegeben haben.

So stellen alle Zeichnungen von von la Valette St. George die Spermatocyten I. und II. Ordnung oder Spermatiden dar und nur Fig. 33 (l. ec. Taf. I) bildet, meiner Meinung nach, die Kerne der Spermatogonien und zwar mit dem doppelten Nucleolus ab, obwohl von la Valette St. George selbst sie „sehr grosse Kerne an der Innenfläche der Tunica propria*“ nennt. Stevens gibt drei Zeichnungen, von denen eine die Äquatorialplatte dar- stellt, die zwei anderen geben gar keinen Begriff von den Spermatogonien, ausserdem ist der Nucleolus falsch abgebildet.

2. Spermatocyten Il. Ordnung. A. Wachstumsperiode.

Als Resultat der Teilung der letzten Spermatogoniengene- ration erscheinen die jungen Spermatocyten I. Ordnung. Das Chromatin des Kerns in den jungen Spermatocyten nimmt fast den ganzen Raum des Kerns ein und stellt eine grobkörnige, stark sich färbende Masse dar (Fig. 16).

Weiterhin beginnt diese Chromatinmasse sich aufzulockern und wir erhalten ähnliche Bilder wie bei den Spermatogonien (Fig. 17). Auch die nächsten Stadien haben viel Ähnlichkeit mit

—]

Die Spermatogenese von Blatta germanica.

den analogen der Spermatogonien; das Chromatin ordnet sich wieder zu Klumpen an, die hier aber kompakter und stärker färbbar sind als in den Spermatogonien (Fig. 18). Bei ober- flächlicher Betrachtung gewinnt man den Eindruck von Tetraden, was jedoch selbstverständlich auf Täuschung beruht, hervorgerufen durch die polygonale Form der Chromatinklumpen. Was die Zahl der Chromatinklumpen anbetrifft, so kann ich sie nicht genau angeben, aber auf jeden Fall ist ihre Zahl mehr als zwölf.

Bald aber beginnt das Verschwinden dieser „tetradenartigen“ Gebilde, und dabei bleiben sie nicht so dunkel, ihre scharfen Konturen verschwinden; sehr kleine Teile trennen sich von ihnen ab und verbreiten sich im Kern. Es entsteht das, was man Verstäubung des Chromatins im Kern nennen kann (Fig. 19, 20); zusammen mit diesem Abblassen der Chromatinmassen tritt im Kern der doppelte Nucleolus, wie er früher in den Spermatogonien beschrieben war, auf. Es ist schwer zu sagen, ob der Nucleolus schon während des Vorhandenseins der „tetradenähnlichen“ Gebilde da war, oder ob er nur später entstanden ist; in allen Fällen bemerkt man im Anfang der Verstäubung sehr oft, dass im Kern ausser dem doppelten Nucleolus auch ein halbkugelförmiger Teil desselben liegt, ganz ähnlich wie es oben für die Spermatogonien beschrieben war. Fig. 21, 22 stellen die weiteren Stadien dieser Verstäubung dar. Auf der Fig. 21 enthält das Chromatin noch einzelne sich stärker färbende Körner, auf der Fig. 22 aber hat das Chromatin die Fähigkeit, Farbe aufzunehmen, verloren und lässt keine Struktur unterscheiden. Die Nucleoli (Fig. 21) haben den ihnen angelagerten kugelförmigen Teil fast verloren.

Ferner fängt aus dem im Kern verstäubten Chromatin die Bildung des Chromatinfadens an. Fig. 23 gibt ein solches Bild des Chromatins, wo man noch nicht mit Sicherheit sagen kann, ob es Körner sind oder der Faden schon gebildet ist. Was die Nucleoli anbetrifft, so sind hier schon zwei vorhanden -- der eine dunkler und grösser, der andere heller und kleiner. Ich vermute, dass der letztere der kugelförmige Teil des vorhergehenden Stadiums ist, und der erstere (der grössere) den verdickten und abge- rundeten halbkugelförmigen Teil darstellt.

Da das chromatische Retikulum nicht ganz dicht an der Kernmembran anliegt, so scheint hier eine Kondensation des Chromatins stattgefunden zu haben. Ich kann dieses Stadium

to) A. Wassilieff:

gleichwohl nicht als Synapsis bezeichnen, da es der Definition Moors nicht entspricht. Das weitere Stadium, wo das Uhromatin einen dichten Knäuel bildet, ist auf Fig. 24 dargestellt. Die Nucleoli bleiben in derselben Lage. Hier will ich die Beschreibung des Kerns unterbrechen, um einige Worte über das Plasma zu sagen.

Zur Fig. 18 zurückgekehrt, beobachten wir um den Kern herum dieselben dunklen Körnchen, wie wir sie bei den Sperma- togonien gesehen haben. Diese Mitochondrialkörper nehmen an Zahl zu, versammeln sich an einer Stelle und bilden eine sich stark färbende Masse (Fig. 13). Auf der Fig. 20 sieht man sie nicht, weil das Präparat mit Magenta gefärbt ist. Aus den nun folgenden Fig. 21, 22, 24 ersieht man, dass diese Mitochondrial- anhäufung sich vergrössert; die Körner stellen eine sich mit Eisen-Hämatoxylin stark färbende gedrängte Masse dar. Es ist anzunehmen, dass unter diesem eben beschriebenen Zustand das Gebilde zu verstehen ist, welches von la Valette St. George als dem Kern anliegende Kappe von Cytomikrosomen bezeichnet.

Wenn wir nun die Umwandlungen im Spermatocyten weiter verfolgen, so fällt uns vor allem der Anteil, welchen die Nucleoli an ihrer Bildung nehmen, auf.

Während bisher die beiden Nucleoli augenscheinlich ruhig blieben, beginnen sie jetzt ihre Tätigkeit, und zwar der kleinere von den auf den Fig. 25, 26, 27 abgebildeten Nucleoli zuerst. Auf Fig. 25 und 26 sieht man, dass von diesem kleineren Nucleolus aus sich ein dunkler Strang nach der Mitochondrialanhäufung zieht; man gewinnt den Eindruck, als ob Teile des Nucleolus in das Protoplasma überwandern.

Das Chromatin, das während dieser Stadien in fadenförmiger Gestalt auftritt, nimmt keinen ersichtlichen Anteil an diesem Vorgang. Auch der grössere Nucleolus bleibt zunächst noch untätig und erscheint in Fig. 26 etwas vakuolisiert. Bald aber beteiligt er sich ebenfalls an dem Prozess der Ausscheidung. Während der kleinere Nucleolus nach und nach aufgebraucht wird, und indem er sich der Mitochondrialanhäufung nähert, all- mählich verschwindet, sendet der grössere Nucleolus seinerseits einen Ausscheidungsfaden nach den Mitochondrien aus. Auf Fig. 27 sind diese Verhältnisse dargestellt.

Die Spermatogenese von Blatta germanica. 9

Fig. 25 und 29 zeigen, wie energisch der Abtrennungsprozess von dem grösseren Nucleolus aus vor sich geht. Die Chromatin- fäden beginnen lockerer zu werden und ausserdem bemerkt man, dass ihre Enden sich nach einer bestimmten Richtung einstellen, und zwar ist dies die Richtung, wo die Mitochondrialanhäufung liegt. Diesen Vorgang kann man für eine Vorbereitung zu dem Bucket-Stadium halten.

Die Mitochondrialanhäufung scheint auf Fig. 29 ein ver- grössertes Volumen zu haben und ausserdem bemerkt man Fädehenbildung darin.

Die Beendigung des Abströmungsprozesses vom Nucleolus aus fällt mit dem Stadium der Chromatinanordnung zusammen, das man gewöhnlich als Bucket-Stadium zu bezeichnen pflegt, wie Fig. 31 zeigt. Hierauf sieht man, wie dicke Chromatinschleifen mit ihren Enden nach der Mitochondrialanhäufung gerichtet sind, der Nucleolus hat sich vergrössert und runde Gestalt angenommen ; man sieht, wie in Form von grossen Tropfen die abströmende Masse von ihm nach der Mitochondrialanhäufung sich hinzieht.

Hierbei ist zu erwähnen, dass man bei einem günstigen (Juerschnitt durch den Kern während des Bucket-Stadiums des Chromatins leicht 22 Querschnitte durch die Chromatinfäden unterscheiden kann, entsprechend den 11 Chromatinschleifen.

Bevor ich zur Beschreibung der ersten Reifeteilung und der Vorbereitung dazu übergehe, ist es nötig, etwas über das Üen- trosoma zu sagen.

Wie ich schon. oben erwähnt habe, geht die letzte Teilung der Spermatogonien unter Anteilnahme des punktförmigen Cen- trosomas vor sich (Fig. 15).

In den jungen Spermatocyten I. Ordnung sieht man bei verschiedenen Färbungen zwei winzige, scharf umgrenzte gut färbbare Körnchen in Plasma liegen (Fig. 16). Später findet sich nur noch ein einziges etwas grösseres solches Körnchen. Ich denke mir die zwei Körnchen als die Centrosomen und glaube, dass das eine grössere in den älteren Zellen durch Verschmelzung beider zustande gekommen ist.

In den älteren Stadien der Spermatocyten, so auf Fig. 27, 28, 29, ist es nicht mehr zu bemerken. Das liegt daran, dass es von der inzwischen vergrösserten Mitochondrialanhäufung ver- deckt wird; es hat jetzt aber auch eine andere Gestalt angenommen

10 A. Wassilieff:

und erscheint in Zweizahl. Dies kann man an der Hand von Bildern nachweisen, die man nach Sublimatfixierung durch Eisen- hämatoxylinfärbung erhält. Nach der Sublimatfixierung nämlich färben sich die Mitochondrien nicht, das Centrosoma dagegen wohl, und solch ein Bild ergibt, wie Fig. 30 zeigt, dass das Uentrosom jetzt eine andere Form aufweist. und zwar hat es V-förmige Gestalt angenommen.

Wie ich schon in meiner vorläufigen Mitteilung (1902) erwähnt habe, kann die gegenseitige Lage der Uentrosomen verschieden sein und zwar können die Öffnungen nach verschiedenen Rich- tungen oder nach ein und derselben gelegen sein, wie Fig. 30 und 37 zeigen.

Auf diese Centrosomen werde ich später zurückkommen; Jetzt will ich die Aufmerksamkeit auf eine kompaktere und dunklere Masse lenken, die man im Plasma auf Fig. 30 und 31 bemerkt. Der Körper erinnert an das Idiosom, da ich aber nie ein Centrosom darin bemerkt habe, so halte ich es nicht dafür, sondern nehme an, dass es ein Spindelrestkörper ist. Die schwarzen Körperchen, die man auf Fig. 31 darin sieht, sind entschieden keine Centrosomen, da auf diesem Stadium der Entwicklung das Centrosoma V-förmige Gestalt aufweist.

B. Tetradenbildung und erste Reifungsteilung.

Alle Umwandlungen des CUhromatins, die zur ersten Reife- teilung führen, verlaufen verhältnismässig einfach und bieten wenig neues dar. Die Enden der Chromatinschleifen nach dem Bucket-Stadium gehen auseinander und die so gebildeten Chromatin- abschnitte kreuzen sich in allen Richtungen (Fig. 32—37). Jeder von diesen Abschnitten ist längsgespaltet. Ausserdem besteht Jeder dieser längsgespalteten Abschnitte eigentlich aus zwei Hälften, die durch eine fast unsichtbare achromatische Substanz verbunden sind (Fig. 37).

Jetzt unterbreche ich die Beschreibung der Chromatinver- änderungen, um die Schilderung der Differenzierung des Nucleolus nachzuholen.

Wir sind oben bei der Beschreibung des Nucleolus während des Bucket-Stadiums stehen geblieben, wo die Abströmung aus dem Nucleolus in Form von grossen Tropfen nach der Richtung der Mitochondrien zu stattfindet; damit ist dieser Prozess beendigt.

Die Spermatogenese von Blatta germanica. I! s 8

In der Folge nimmt der Nucleolus wieder eine merkwürdige Doppelgestalt an, wie auf Fig. 32 dargestellt ist. Man ersieht daraus, wie mit dem kugelförmigen Teil des Nucleolus durch einen dünnen Strang ein stark färbbarer birnenförmiger Körper ver- bunden ist; dieser ist, meiner Meinung nach, nichts anderes als der letzte nicht völlig ins Plasma abgegebene Tropfen von dem Abströmungsprozess her. Im weiteren verkürzt sich dieser dünne Verbindungsstrang und der birnenförmige Teil nimmt eine rund- liche Gestalt an. Der kugelförmige Teil rückt näher zur Kern- membran und an der Seite seiner Peripherie, wo er an der Kernmembran anliegt, zeigt sich eine dünne, stark lichtbrechende Wand, die ich auf den Zeichnungen 33, 34 und 35 als dunkele Kontur wiedergegeben habe. Ich halte das für den Querschnitt einer Scheibe, die sich aus dem kugelförmigen Teil des Nucleolus der Kernmembran entlang bildet und sich allmählich verdünnt. Später wird sie wahrscheinlich resorbiert, da man sie auf den folgenden Bildern nicht mehr unterscheiden kann. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Teile sich bei der Färbung verschieden verhalten und zwar färbt sich der kugelförmige Teil schwach, der birnenförmige dagegen stark; man kann daraus schliessen, dass der kugelförmige Teil nucleolare Substanz darstellt, der birnenförmige aber chromatische Substanz.

Der achromatische, ursprünglich kugelförmige Teil hat sich also teilweise in eine Scheibe ausgezogen, die später verschwindet. Der Rest dieses achromatischen Teiles rundet sich ab und bildet mit dem gleichfalls abgerundeten chromatischen Teil einen Doppel- körper, welcher zwischen den sich bildenden Chromosomen liegt (Fig. 36, 37, 39, 40). Aber bald verschmilzt der Doppelkörper zu einem einzigen, sich wie die Chromosomen färbenden Körper, der auf weiteren Stadien von diesen nicht mehr zu unterscheiden ist. Nachdem wir so die Entwicklung des Nucleolus verfolgt haben, wenden wir uns wieder zur Tetradenbildung.

Wir sind bei der Beschreibung von Fig. 37 stehen geblieben, wo der längsgespaltene Teil schon in zwei durch eine dünne achromatische Brücke verbundene Abschnitte gegliedert ist. Durch allmähliche Verkürzung und Annäherung der beiden Enden kann eine Ringbildung entstehen ; wenn die Enden sich weniger einander nähern, entsteht eine V-förmige Figur, wie aus Zeichnung 38 zu er- sehen ist, wo ausser den vier ringförmigen eine V-förmige Bildung

12 A. Wassilieff:

dargestellt ist. Der Längsspalt verschwindet bald und durch weitere Kondensation nehmen die Chromosomen die Gestalt von Ringen mit ganz kleiner Öffnung an, oder wo vorher die V-förmige Bildung war, zeigen sie sich als zwei dicht nebeneinander liegende Kugeln.

Die Form der Chromosomen lässt eigentlich auf Dyaden schliessen, doch ihre Bildungsweise lässt keinen Zweifel aufkommen, dass wir es hier mit Tetraden zu tun haben. Auf Fig. 39 und 40 sind Spermatocyten I. Ordnung zur Zeit der sich bildenden Chromo- somen dargestellt.

Ausserdem sind auf Fig. 40 noch die beiden \-förmigen Centrosomen abgebildet, die auf zwei entgegengesetzten Seiten des Kernes liegen und zwischen denen später die erste Reifungs- spindel gebildet wird.

Bei Eisen-Hämatoxylin-Färbungen (nach Flemmingscher Fixierung) desselben Stadiums sieht man sehr gut die Mitochon- drien (Fig. 41), die um den Kern herum liegen und schon deutlich Fadenformen aufweisen.

Nach dem Verschwinden der Kernmembran liegen die Chro- mosomen auf der Äquatorialplatte und können ganz leicht gezählt werden, ihre Zahl beträgt zwölf. Dabei stellen sich die Verhält- nisse in folgender Weise dar: nur elf Chromosomen liegen in einer Ebene, das zwölfte, gewöhnlich als „accessorisches“ bezeichnete, liegt in einer anderen Ebene. Auf Fig. 44 ist das „accessorische Chromosom“ nur konturiert dargestellt. Noch besser ist die Lage des accessorischen Chromosoms aus Fig. 42 und 43 ersichtlich, wo es einem Pole der Spindel genähert liegt. Wenn wir nun in Erinnerung bringen, dass das Resultat der verschiedenen Um- wandlungen des Nucleolus ein kompakter, von den Chromosomen nicht unterscheidbarer Körper war und ausserdem daran denken, dass elf Chromatinschleifen vorhanden waren, von denen sich nur elf Chromosomen bilden konnten, so ist es klar, dass das „acces- sorische Chromosom“ nichts anderes als den ehemaligen Nucleolus darstellt.

(Gewöhnlich liegt das accessorische Chromosom, wie schon oben erwähnt und wie auch andere Autoren angeben, einem Pole genähert und geht später ungeteilt in eine Tochterzelle über. Dies zeigen, wie schon gesagt, die Fig. 42 und 43; auf Fig. 43 sieht man ausserdem, wie die Mitochondrien eine dichte Hülle

-.

Die Spermatogenese von Blatta germanica. 1;

um die Spindel bilden. Sie sind jetzt in lange Fäden zusammen- geflossen; das „accessorische Chromosom“ liegt zwischen ihnen. Auf Fig. 35 unterscheidet man die Centrosomen sehr gut, das eine am oberen Pol ist an der Kniekung schon getrennt und bildet so zwei stäbchenförmige Teile, ich werde darauf später zurückkommen.

Nachdem ich so die Bildung der ersten Reifungsspindel beschrieben habe, möchte ich an dieser Stelle einige Worte dar- über sagen, wie die verschiedenen Autoren diese Stadien abgebildet und erklärt haben.

Zuerst ist von la Valette St. George zu erwähnen. Alle Mängel dieser Arbeit erklären sich leicht aus der Zeit, zu der sie verfasst wurde, sie ist nämlich im Jahre 1886 erschienen.

Infolgedessen will ich nicht näher auf die Fehler dieser Arbeit eingehen, doch will ich bemerken, dass sie sehr viel richtige Beobachtungen aufweist, z. B. ist das Bucket-Stadium richtig abgebildet, ebenso die Äquatorialplatte des Spermatocyten I. Ordnung (von la Valette St. George bezeichnet in dieser Untersuchung alle Zellen ohne Unterschied als „Spermatocyten‘“). Ausserdem sind darin die Mitochondrienkappe und die Cyto- mikrosomen gut abgebildet, wie ich schon erwähnt habe.

Erlanger erwähnt in seiner 1897 erschienenen „Zusammen- fassenden Übersicht“ die Spermatocyten I. Ordnung und erste Reifungsteilung bei Blatta. Er benötigt diese Stadien zu seiner Erklärung der Entstehung des „Nebenkerns“. Ich will nicht darauf eingehen, wie dem Autor die Lösung dieser Frage gelungen ist, nur muss ich bemerken, dass sowohl die Beschreibung, wie die Abbildungen von den Spermatocyten und der ersten Reifungs- spindel ganz unrichtig sind. Auf allen Zeichnungen sind das Uentrosom und die Tetraden falsch abgebildet; ferner ist dort das Bucket-Stadium zu einer Zeit dargestellt, wo es keinesfalls vorhanden sein kann, nämlich in der Zeit der Spermatocyten II. Ordnung.

Dies alles lässt uns auf den Gedanken kommen, dass hier ein Missverständnis vorliegt, indem Erlanger nicht die Hoden von Blatta, sondern von einem anderen Tier untersucht hat.

Wenn ich nun zu der Arbeit von Stevens übergehe, so ist es nötig etwas genaueres über die Erklärung und Abbildungen des Autors zu sagen.

14 A. Wassilieff:

Überall bezeichnet Stevens das accessorische Chromosom als „Element X*, welches mit dem Nucleolus stets verbunden bleibt. Dieser Verband kann verschiedene Bilder geben, wie Fig. 106 (l..c. Taf. III) zeigt.

Anderseits ist das „Element X“ im Verlauf des ganzen Spirem-Stadiums mit dem Knäuel verbunden: „In figure 99 and again in figure 100 the element X is joined to the spireme as it is troughout the spireme stage“. Ich halte das direkt für falsch, weil, wie mir wohl gelungen ist zu zeigen, das „Element X* auf dem Spirem-Stadium nichts vom Nucleolus Gesondertes und Unterscheidbares darstellt. Es ist einfach der homogene Nucleolus, der einige wahrscheinlich chromatische Substanz ins Plasma aus- scheidet (vergl. meine Fig. 28, 29). Auf Grund dieser Tatsache kann man behaupten, dass der Nucleolus nicht mit dem Knäuel, sondern mit den Mitochondrien, die im Plasma liegen, verbunden ist. Erst später bildet sich aus diesem gleichartigen Nucleolus etwas ähnliches, wie Stevens als „Element X“ in Fig. 99— 106, l.c. Taf. III darstellt, und wie die Zeichnungen von mir, Fig. 32—35, beweisen.

Stevens meint ferner, dass der Nucleolus völlig ver- schwindet und nur das „Element X* übrig bleibt; ich dagegen glaube bewiesen zu haben, dass der Nucleolus nicht vollständig verschwindet, sondern dass ein Restkörper davon bleibt, und darum ist eine Zeitlang ein Doppelkörper vorhanden. Erst später ver- schmelzen die beiden Teile dieses Doppelkörpers zu einem einzigen, dem „accessorischen Chromosom“, das weiterhin von den echten Chromosomen nicht mehr unterscheidbar ist. Manchmal aller- dings kann man diese Doppelnatur des „accessorischen Chromo- soms“ mit grosser Mühe unterscheiden, wie Fig. 45 zeigt.

Ganz falsch hat Stewens die Centrosomen dargestellt. Der Autor bildet auf Fig. 109 (l. c. Taf. IV) zwei punktförmige Uentrosomen ab. Das muss aber völlig unrichtig sein, da auf dem Stadium der Tetradenbildung die Gentrosomen immer schon V-förmige Gestalt aufweisen. Ebenso ist auf Fig. 123 (l. c. Taf. IV) die Spindel mit punktförmigen Uentrosomen abgebildet, was den wirklichen Verhältnissen nicht entspricht, denn ich beobachtete in solchen Spindeln immer ganz genau V-förmige Centrosomen.

Was die Chromosomenbildung anbelangt, so muss bemerkt werden, dass sie von Stevens im allgemeinen richtig beobachtet

Die Spermatogenese von Blatta germanica. 15

wurde, obgleich ich die auf Fig. 111—113 dargestellten kreuz- förmigen Gebilde nie so oft, sondern nur in vereinzelten Fällen und dann auch nur in weniger scharf ansgeprägter Kreuzform beobachtet habe.

Nachdem ich so die verschiedenen Veränderungen während der ersten Reifungsteilung beschrieben habe, gehe ich nun zur Schilderung der Spermatocyten II. Ordnung und der zweiten Reifungsteilung über.

C. Ruhestadium und zweite Reifungsteilung.

Zwischen der ersten und zweiten Reifungsteilung ist bei Blatta sowie auch bei anderen Tieren, z. B. bei Ratte (Ebner 1899), Periplaneta americana (Moore und Robinson 1905) ein Ruhestadium des Kernes zu beobachten.

Die Kerne der Spermatoeyten II. Ordnung bilden eine Mem- bran, das Chromatin liegt in Gestalt einer grobkörnigen Masse im Kern. Diese körnige Beschaffenheit des Chromatins ver- schwindet später, und der ganze Kern färbt sich gleichmässig (Fig. 46 und 47). Manchmal unterscheidet man ein kleines, sich stärker färbendes Körperchen, ähnlich einem Nucleolus im Kern.

Diese gleichmässige Beschaffenheit des Chromatins beweist, dass man es bei Blatta mit einem echten Ruhestadium zu tun hat, während bei anderen Tieren nur ein unvollkommenes Ruhe- stadium vorhanden ist.

Die Mitochondrien umfassen den Kern von zwei Seiten, ihre Fäden liegen dichter aneinander als bei den Spermatocyten I. Ord- nung (Fig. 35). Ausserdem beobachtet man Spindelfaserreste so- wie Zwischenkörperchen (Fig. 48, 49).

Die Centrosomen sieht man auf Fig. 46 schon in Form von Stäbchen.

Wenn wir nun zur Chromosomenbildung in diesen Sperma- tocyten übergehen wollen, so müssen wir unsere Aufmerksamkeit auf Fig. 48 wenden.

Auf dieser Zeichnung sind die längsgespaltenen Chromatin- abschnitte nur schwach zu unterscheiden, während sie auf Fig. 49 schon scharf ausgeprägt auftreten. Durch weitere Verkürzung dieser Chromatinelemente erhält man das Bild von Fig. 50. Auf der Äquatorialplatte liegen die Chromosomen als kompakte ge- drängte Körperchen, die gar keine Längsspaltung unterscheiden

16 A. Wassilietft:

lassen (Fig. 51), obwohl wahrscheinlich die Teilung in der Richtung dieser Längsspalte vor sich geht.

Die Mitochondrien beginnen wieder sich allmählich in Fäden umzuwandeln, wie Fig. 49 u. 50 zeigen. In gleicher Gestalt liegen sie um die Äquatorialplatte und um die Spindel, wie aus den Figuren 51 und 53 zu ersehen ist. Es ist nicht schwer nachzu- weisen, dass die Quantität der Mitochondrien in den Sperma- tocyten II. Ordnung im Vergleich zu denen in den Spermatocyten I. Ordnung viel geringer ist (vergl. Fig. 42 mit 53). Ausserdem bemerkt man zwischen den fadenförmigen Mitochondrien rund- liche Einschlüsse, die wahrscheinlich auch Mitochondrien sind, welche nur nicht fadenförmig ausgezogen sind.

Leider sind auf den mit Eisenhämatoxylin (nach Flemming) gefärbten Präparaten die Centrosomen nicht zu sehen, dagegen kann man sie auf mit Magenta gefärbten Schnitten sehr gut in ihrer stäbchenförmigen Gestalt erkennen (Fig. 54).

Wie schon oben erwähnt, geht das „accessorische Chromosom“ bei der Teilung der Spermatocyten I. Ordnung ungeteilt in eine der Tochterzellen über und es ist demnach zu erwarten, dass wir in den Spermatocyten II. Ordnung eine verschiedene Anzahl von Chromosomen auf der Äquatorialplatte finden können und zwar je nachdem, ob man die Tochterzelle mit dem „acces- sorischen Chromosom“ vor sich hat oder die andere Tochterzellen elf oder zwölf. Das ist in der Tat zu beobachten, wie ein Vergleich der Fig. 51 und 52 ergeben wird. Bei der Fig. 52, die also eine Äquatorialplatte II. Ordnung mit dem „accessorischen Chro- mosom“ darstellt, muss man auf. eimen Unterschied mit der Aquatorialplatte I. Ordnung (Fig. 44) hinweisen. Auf letzterer war zu ersehen, dass das „accessorische Chromosom“ in einer anderen Ebene liegt, als die echten Chromosomen; auf Fig. 52 dagegen bemerkt man keinen Unterschied in der Lage der „acces- sorischen“ und der echten Chromosomen, vielmehr liegen sie hier alle in einer Ebene, so dass das „accessorische*“ Chromosom auf gar keine Weise, auch nicht einmal durch die Lage, von den anderen zu unterscheiden ist.

Was das anbelangt, wie das „accessorische*“ Chromosom sich bei der Teilung der Spermatocyten II. Ordnung verhält, ob es ungeteilt in eine der Spermatiden übergeht oder ob es sich

Die Spermatogenese von Blatta germanica. 17

teilt, ähnlich wie die anderen Chromosomen, das lässt sich mit Sicherheit nicht feststellen. Wahrscheinlich teilt es sich.

Jedenfalls habe ich im Verlauf der Teilung der Spermato- eyten II. Ordnung nie ein derartig auf ein ungeteiltes „acces- sorisches“ Chromosom hinweisendes Bild beobachten können, wie die Fig. 42 und 43 aus der ersten Teilung. Stevens betont besonders den Übergang des „accessorischen“ Chromosoms in eine der -Spermatocyten II. Ordnung und sucht dies mit der Zeichnung 33 (l. e. Taf. IV) zu beweisen, und stellt auch in den folgenden Bildern dieses „Element“ scharf hervortretend dar. Ich habe solch scharf ausgeprägte Bilder nie beobachten können. Mit Fig. 144 (l. e. Taf. IV) kann ich keineswegs übereinstimmen, da ich niemals eine so abweichende Form des „accessorischen“ Uhromosoms von den anderen und ebensowenig eine so gesonderte Lage habe beobachten können.

Ferner habe ich das „accessorische“ Chromosom in Form von Dyaden ebenfalls nie unterschieden. Ganz unverständlich ist Fig. 149 (l. c. Taf. IV) von Stevens. Hier haben alle beide Spermatiden schwarze Punkte in den Kernen und ausserdem sind im Plasma zwei chromatische Elemente vorhanden, das eine grösser und das andere kleiner. Autor sagt selbst zu dieser Zeichnung: „Figure 149 is an exceptional case, where one chromatin element (possibly X) has evidently dividet late and been left out in the cytoplasm; a smaller chromatin granule is also present in the cytoplasm of each spermatid.“ Ich denke, durch diese Erklärung gewinnt die Sache durchaus nicht an Verständlichkeit.

D. Die Spermatiden und Spermatozoonbildung.

Über die Spermatiden bleibt mir nur wenig zu sagen übrig. Der Kern erscheint wie eine helle Blase mit einem dunklen Fleck im Innern. Um den Kern herum sind verschieden grosse sich dunkel färbende Körnchen gelagert, ausserdem liegt ihm der „Nebenkern“ als ganz schwarze Kugel dicht an (Fig. 55). Dieser Nebenkern ist unzweifelhaft aus den Mitochondrien ge- bildet worden. Die anderen dunklen Körner sind ebenfalls Mitochondrien, die nicht zur Bildung des Nebenkerns beigetragen haben (Fig. 55). Wie ich schon in meiner früheren Mitteilung (1902) berichtet habe, liegt das stäbchenförmige Centrosom dicht

an der Zellmembran in radialer Richtung (Fig. 55). Während Archiv f. mikrosk. Anat. Bd. 70. 2

18 A. Wassilieff:

der Bildung des Achsenfadens gestaltet sich das Centrosom in zwei nebeneinander liegende Pünktchen um und nähert sich der Kernmembran; schliesslich liegt es auf der Peripherie des Kernes, wie auf Fig. 56 zu ersehen ist.

Gleichzeitig hellt sich der Nebenkern auf und schnürt sich in zwei Kugeln ein (Fig. 56 und 57). Diese zwei Kugeln strecken sich in die Länge und nehmen später spindelförmige Gestalt an; sie umfassen dann den Achsenfaden und ziehen sich mit der Zeit immer mehr und mehr aus, um schliesslich ganz zu verschwinden, Wahrscheinlich werden sie aus der Zelle ganz ausgestossen. Die übrig gebliebenen Mitochondrien sammeln sich an dem dem Plasma zugewendeten Pole des Kernes an (Fig. 58). Weiter scheidet sich ein Teil von ihnen auf der Kernmembran als eine scharf abgegrenzte Scheibe ab, während die restierenden Mito- chondrialkörner aus der Spermatide ausgestossen werden (Fig. 59).

Während der Zeit dieser Umwandlung der Spermatide verkleinert sich der Kern und wird immer heller, doch weist er immer ein dunkles Pünktchen im Innern auf (Fig. 58, 59).

Ausserdem zeigt sich im Plasma dicht neben dem Kern ein kompakter dunkler Körper (Fig. 58, 59, 60), dessen Ursprung ich nicht genau feststellen kann. Vielleicht ist dies die Sphäre (Idiosom), die bisher nicht bemerkbar war und die jetzt beginnt das Acrosom zu bilden.

Ein fast reifes Spermatozoon ist auf Fig. 61 abgebildet. Der längliche Körper hat eine scharfe dunkle Spitze und ein ebenso dunkles Mittelstück. Im Kern ist immer ein schwarzes Pünktchen zu unterscheiden. Das nächste Stadium zeigt das Spermatozoon noch länger ausgestreckt: der schwarze Punkt im Kern ist nicht mehr nachzuweisen (Fig. 62).

Ein ganz reifes Spermatozoon ist auf Fig. 63 abgebildet.

Obwohl ich die Umwandlung der Centrosomen bei der Bildung des Mittelstückes nicht verfolgt habe, so liegt meiner Meinung nach kein Grund vor, anzunehmen, dass diese Bildung bei Blatta anders stattfinden sollte als bei schon beschriebenen Objekten.

Nachdem ich so die Bildung der Geschlechtsprodukte ge- schildert habe, möchte ich hier einige Gedanken allgemeinen Charakters hinzufügen, und beginne mit der Frage über das „accessorische Chromosom“.

Die Spermatogenese von Blatta germanica. 19

Accessorisches Chromosom.

Der Ausdruck „accessorisches Chromosom“ wurde zuerst von Me. ÖÜlung gebraucht. Ich will jetzt nicht darauf eingehen, ob der Ausdruck passend gewählt ist, darüber wird später zu reden sein.

Eine ganze Reihe von Forschern, beginnend mit Henking, der zum erstenmal bei Pyrrochoris apt. das „accessorische Chromosom“ nachwies, behandelt das „accessorische Chromosom“, und es wird hierbei mit den verschiedensten Namen belegt, z. B. nennt es Paulmier „small Chromosomes“, de Sincty „special chrromosome“, Montgomery „Heterochromosomes“ oder „chromatin nucleoli“. Die Darstellung Montgomerys muss als die vollständigste bezeichnet werden. Dieser Forscher hat eine ganze Reihe von verschiedenen Hemipteren (1901), und in seiner letzten Arbeit (1905) auch Vertreter der Orthopteren und Spinnen untersucht.

Bei allen diesen Arthropoden fand Montgomery, dass sowohl in den Spermatogonien als auch in den Spermatocyten solche chromatische Elemente sind, welche entweder durch ihre Grösse oder durch ihr Verhalten, während der Bildung der übrigen Chromosomen, deutlich unterschieden werden können.

Auf Grund seiner mannigfaltigen Untersuchungen unter- scheidet Montgomery drei Gruppen, in welche die verschiedenen „accessorischen Chromosomen“, die bis jetzt beschrieben wurden, eingeteilt werden können.

Montgomery gibt den „accessorischen Chromosomen“ den Namen „Heterochromosomen“, die er vorher auch „chromatin nucleoli“ genannt hatte, und er sagt, dass die erste Gruppe solche Heterochromosomen bilden, welche in den Spermatogonien paarig und in den Spermatocyten I. Ordnung zu einem bivalenten vereinigt. sind, wie er das für eine ganze Reihe von Hemipteren, für Lycosa und Syrbula beschrieben hat. Hierher sind auch die Fälle von Henking (1590), Paulmier (1899), Gross (1904) und Me Gill (1904) zu stellen. Die zweite Gruppe bilden die Heterochromosomen, welche in Einzahl in Spermatogonien und Spermatocyten vorhanden sind, z. B. bei Orphania und Gryllus (de Synety, 1901), Protonor (Montgomery, 1901), Xiphidium (Me Clung, 1902), Brachystola (Sutton, 1900, 1902), Gryllus

(Baumgartner, 1904). 9%*

=

20 A. Wassilieff:

Ausser diesen zwei Gruppen, welche von Heterochromosomen gebildet werden, unterscheidet Montgomery noch eine dritte, die eine eigene Stellung einnimmt und die Fälle von Alydus, Harmostes und Oedancola umfasst. Bei den letztgenannten In- sekten existierte ein sogenanntes „überflüssiges Chromosom“ (odd- chromosome Montgomery). Montgomery nennt es so, weil es die Zahl der Chromosomen in den Spermatogonien und Spermatocyten zu einer ungeraden macht und ausserdem ist es von den übrigen Chromosomen in der Wachstumsperiode nicht unterscheidbar.

Ausser dem „überflüssigen“ CUhromosom sind bei diesen drei Arten von Hemipteren noch Heterochromosomen vorhanden. Diese unterscheiden sich von den anderen Chromosomen durch ihre geringere Grösse, sowie dadurch, dass sie während der Wachstumsperiode öfters mit dem echten Nucleolus sich ver- einigen. (Dies ist die Ursache, weshalb Montgomery die Heterochromosomen früher für „Chromatin Nucleoli* hielt.)

Wenn wir das Verhalten der Heterochromosomen und des „überflüssigen“ Chromosoms bei den Reifeteilungen verfolgen, so wird auch hier ein Unterschied bemerkbar. Die Heterochromo- somen, welche der ersten Gruppe angehören, bilden in den Spermatocyten ein bivalentes Heterochromosom, welches sich bei der ersten Reifeteilung teilt und dabei eine Reduktion erfährt. Ob und wie die Teilung des Heterochromosoms bei der zweiten Reifeteilung vor sich geht, ist mit Sicherheit nicht bekannt, doch teilt es sich in einigen Fällen, z. B. bei Euchistus, Harmostes, Protenor, Oedancola mittels einer Äquationsteilung. Bei Anasa, Pyrrhocoris und Anax gehen die Heterochromosomen bei der zweiten Reifeteilung ungeteilt in eine der Spermatiden über. Die Heterochromosomen der zweiten Gruppe teilen sich nicht bei der ersten Reifeteilung, wohl aber bei der zweiten, so bei Orphania, Gryllus (de Sinety), Brachystola (Sutton).

Eine Ausnahme bildet Protenor, bei dem das Heterochromo- som sich bei der ersten Reifeteilung teilt, bei der zweiten dagegen nicht. Bei der dritten Gruppe, mit dem „überflüssigen“ Chromo- som teilt sich diese, nach Montgomery, nur bei der ersten Reifeteilung, ähnlich wie bei Protener.

Das verschiedene Verhalten der Hetero- und „überflüssigen“

DD Par

Die Spermatogenese von Blatta germanica.

Chromosomen bei den Reifeteilungen sucht Montgomery durch Präreduktion zu erklären.

Es fragt sich, zu welcher von diesen drei Gruppen das „accessorische Chromosom“ von Blatta zu stellen ist?

In der AÄquatorialplatte der Spermatogonien zählt man 23 Chromosomen von ziemlich gleicher Grösse. Nach der un- geraden Zahl der Chromosomen liesse sich dieser Fall in die dritte Gruppe Montgomerys stellen, weil wir es mit einem überflüssigen Chromosom zu tun haben. Wäre dies zutreffend, so müsste das „überflüssige Chromosom“ sich bei der ersten Reifeteilung teilen, bei der zweiten ungeteilt in eine der Sperma- tiden übergehen. Bei Blatta ist es jedoch umgekehrt; bei der ersten Reifeteilung geht es ungeteilt in eine der Spermatocyten II. Ordnung über, teilt sich jedoch wahrscheinlich bei der zweiten. Nach seinem Teilungsmodus muss also das „accessorische Chromo- som“ von Blatta in die zweite Gruppe gestellt werden, d.h. es erinnert sehr an die anderen Orthopteren (Orphania, Gryllus).

Der Fall bei Blatta kann also keiner der drei Gruppen vollständig eingereiht werden.

Damit will ich nicht sagen, dass für Blatta eine eigene Gruppe aufgestellt werden muss, im Gegenteil glaube ich, dass das „accessorische Chromosom“ von Blatta zu dem von Orphania, nach der Schilderung de Sinetys, gestellt werden kann. De Synöty bildet in der Äquatorialplatte der Spermatogonien von Orphania 30 gewöhnliche Chromosomen und eine „chromosome special“ ab, das eine sehr bedeutende Grösse besitzt und die Zahl der Chromosomen zu einer ungeraden macht. Ich glaube, dass sich das „accessorische Chromosom“ von Blatta von dem der Orphania nur dadurch unterscheidet, dass es dieselbe Grösse besitzt wie die übrigen 22 Chromosomen.

Ich beschränke mich auf diesen einen Vergleich mit dem „chromosome special“ von Orphania, da ich denke, dass es zweck- los wäre, fertige Gebilde zu vergleichen, ohne deren Entstehung zu kennen.

Nachdem ich die Stellung des „accessorischen Chromosoms“ von Blatta zu ähnlichen Gebilden bei anderen Insekten besprochen habe, möchte ich eine Erklärung für diese Erscheinung bei Blatta versuchen.

22 A. Wassilieff:

Vorher möchte ich aber nochmals kurz die Entstehung des „accessorischen Chromosoms“ bei Blatta rekapitulieren.

Die Äquatorialplatte der Spermatogonien hat, wie gesagt, 23 gleichgrosse Chromosomen. In den ruhenden Spermatogonien findet sich ein merkwürdiger doppelter Nucleolus, der augen- scheinlich keine unmittelbare Beziehung zu den Chromosomen hat und später wie ein gewöhnlicher Nucleolus verschwindet. Nach der letzten Teilung der Spermatogonien tritt in den jungen Spermatocyten ein ebensolcher doppelter Nucleolus auf, der nach einigen Veränderungen homogen wird und während der Wachs- tumsperiode eine lebhafte Teilnahme am Stoffwechsel nimmt. Letzteres schliessen wir daraus, dass der Nucleolus chromatische Substanz an das Plasma abgibt, wo sie die Mitochondrien bildet. Das Chromatin des Kerns bildet ein Fadenwerk, das sich zu elf Schleifen anordnet, die ein Bucket-Stadium bilden. Die Zahl 11 zeigt an, dass das Chromatin elf bivalente gewöhnliche Chromo- somen bildet, während das zwölfte „accessorische Chromosom“ nicht in dieser Weise angelegt ist.

In Wirklichkeit sehen wir, dass das „accessorische Chromo- som“ aus dem letzten Rest chromatischer Substanz gebildet wird. während der übrige Teil aus dem Nucleolus ins Plasma über- wandert (Fig. 31, 32, 33, 34, 35). Der Nucleolus differenziert sich hierbei in zwei deutlich voneinander unterscheidbare Teile, einen kugelförmigen achromatischen und einen birnförmigen chromatischen. Der achromatische Teil wird grösstenteils resor- biert, der Rest vereinigt sich mit dem chromatischen Teil und beide bilden so zusammen das „accessorische Chromosom“, dessen Doppelnatur manchmal in Erscheinung tritt (Fig. 45).

Bei der ersten Reifeteilung gelangt das „accessorische Chromosom“* ungeteilt in eine der Spermatocyten II. Ordnung. Auf die erste Reifeteilung folgt ein Ruhestadium ; in den Äquatorial- platten der Spermatocyten II. Ordnung, welche ein „accessorisches Chromosom“ enthalten, sind zwölf Chromosomen zu zählen. Es lässt sich jedoch das „accessorische Chromosom“ von den anderen elf nicht unterscheiden. Es erscheint also in den Spermatocyten II. Ordnung und ebenso in Spermatiden das zwölfte oder „acces- sorische Chromosom“ ganz wie die übrigen elf. Ich glaube, dass man dies folgendermassen deuten kann: das „accessorische Chromo- som“, das sich aus dem Rest der chromatischen Substanz bildet,

Die Spermatogenese von Blatta germanica. 23

während deren Hauptteil ins Plasma ausgeschieden wird, hat die Eigenschaften eines Chromosoms. Es macht jedoch nicht den Entwicklungsgang der übrigen Chromosomen durch und wäre demnach kein echtes Chromosom.

Während des Ruhestadiums zwischen beiden Reifeteilungen verlieren die Chromosomen ihre Individualität und das Chromatin verteilt sich gleichmässig im Kern. Bei der Neubildung der Chromosomen erscheinen diese nicht in der Zahl 11, sondern in der Zahl 12, d.h. das „accessorische Chromosom“, das bei den Spermatocyten I. Ordnung noch nicht alle Eigentümlichkeiten echter Chromosomen hatte, erscheint nun mit allen Anzeichen eines echten Chromosoms. Es teilt sich wie ein echtes Chromo- som und geht in beide Spermatiden bezw. Spermatozoen als zwölftes Chromosom über.

Bei der Befruchtung sind demnach zwei Möglichkeiten ge- boten: es kann ein Spermatozoon mit oder eins ohne accessorisches Chromosom in das Ei eindringen. Ohne mich näher auf die Be- deutung für die Geschlechtsbestimmung einzulassen, welche die beiderlei Spermatozoen ausüben können, möchte ich nur erwähnen, dass ich in einem Ovogonium und in fünf Eifollikelzellen je 24 Chromosomen zählte. Ein solches Ovogonium stellt Fig. 5 und 5a dar, wo auf einem Schnitt 22 Chromosomen getroffen sind und auf dem nächsten die übrigen zwei.

Stevens gibt die Zeichnung von einer Eifollikelzelle und bildet nur 23 Chromosomen ab. Da Stevens nur zwei Fälle gesehen hat, so ist die Möglichkeit einer Täuschung sehr wahr- scheinlich. Demnach scheinen sich die Eier, welche durch ein Spermatozoon mit accessorischem Chromosom befruchtet sind, weiblich zu entwickeln, die anderen männlich.

Für uns ist die Tatsache wichtig, dass wie beim Weibchen, so auch beim Männchen in den Ovogonien bezw. somatischen Zellen das accessorische Chromosom von den anderen nicht zu unterscheiden ist. Es geht also unverändert von einer Zelle zur anderen über und nur in den Spermatocyten, wo das Chromatin im allgemeinen grosse Veränderungen erleidet, macht auch das accessorische Chromosom Umwandlungen durch. Diese Umwand- lungen bewegen sich in einer Bahn, die zum schliesslichen Verschwinden des accessorischen Chromosoms führen kann. Viel- leicht ist es zu kühn, zu behaupten, dass dieses accessorische

94 A. Wassilieff:

Chromosom univalent sei, weil sein Partner bei der Ausscheidung der chromatischen Substanz aus dem Kern ausgetreten ist. Eine derartige Ansicht, dass das accessorische Chromosom zum Ver- schwinden bestimmt sei, haben schon Paulmier und Mont- gomery ausgesprochen und ich kann ihnen nur beipflichten. Ausserdem möchte ich auf einen Fall, der von Stevens bei Stenopelmatus beschrieben wurde, hinweisen. Hier ist das „Element X“ in den Spermatoeyten I. Ordnung vorhanden; geht bei der ersten Reifeteilung ungeteilt in eine der Spermatocyten II. Ordnung über und verschwindet hier vollkommen; daher ist bei der zweiten Reifeteilung kein „Element X* vorhanden.

Ich halte das für einen analogen Prozess wie bei Blatta, der jedoch einen Schritt weiter gegangen ist und zum völligen Verschwinden des accessorischen Chromosoms geführt hat.

Ausser der oben erwähnten Anschauung von Paulmier und Montgomery, dass das accessorische Chromosom zum Verschwinden bestimmt sei, existieren noch zwei weitere An- sichten. Die eine von Miss Wallace besagt. dass von den vier Spermatiden nur eine entwicklungsfähig sei und zwar die mit dem accessorischen Chromosom, während die übrigen drei degenerieren und Richtungskörperchen gleichen. Ich will mich mit dieser Hypothese nicht aufhalten, da sie eine ernste Kritik nicht aushält.

Eine zweite Ansicht, welche dem accessorischen Chromosom eine geschlechtsbestimmende Bedeutung zuschreibt, wurde zuerst von Me Clung aufgestellt.

Nach seiner Ansicht geben die mit accessorischem Chromosom befruchteten Eier Männchen. Nach den Untersuchungen anderer Forscher, besonders Wilsons, ist die Tatsache umgekehrt, d. h. die Eier, die mit accessorischem Chromosom befruchtet sind, ent- wickeln sich zu Weibchen. Diese letztere Ansicht findet eine Bestätigung darin, dass in .den somatischen Zellen der Weibchen die Zahl der Chromosomen um eins mehr beträgt, als bei den Männchen. Ich muss hier noch erwähnen, dass ausser dem accessorischen Chromosom nach den Untersuchungen von Wilson noch „Idiochromosomen“ existieren. Er nennt so die Chromo- somen, welche aus zwei ungleichen Teilen bestehen; Beispiele hierfür bieten Euchistus, Coenus delius, Lygaeus usw. Bei der zweiten Reifeteilung verteilen sich diese beiden ungleichen Teile

Die Spermatogenese von Blatta germanica. 25

auf zwei Spermatiden resp. Spermatozoen. Bei Befruchtung mit dem grösseren Chromosom entwickeln sich die Eier zu Weibchen, im anderen Falle zu Männchen. Trotzdem schreibt Wilson nicht dem Spermatozoon allein geschlechtsbestimmende Eigen- schaften zu, sondern auf Grund seiner logischen Erörterungen kommt er zu dem Schluss, dass auch zweierlei Arten von Eiern unterschieden werden müssen, männliche und weibliche, welche morphologisch nicht unterschieden werden können. Die ersteren werden nur durch männliche Spermatozoen befruchtet und die letzteren nur durch weibliche. Wilson zieht weiter folgenden Schluss: „Such a selective fertilization is therefore a sine qua non of the assumption that the heterotropie chromosome is a specific sex-determinant.“ (l.c. S. 29). Wenn wir von dem Standpunkt ausgehen, dass das accessorische Chromosom ein de- generierender Bestandteil ist, so fällt es schwer, dem accessorischen Chromosom solche geschlechtsbestimmende Eigenschaften zuzu- schreiben. Ich möchte deshalb eine andere Erklärung für diese Erscheinungen versuchen. Vor allem nehme ich au, dass die „Idiochromosomen“, „Mikrochromosomen* usw. ebenso degene- rierende Chromosomen sind, wie das accessorische Chromosom, nur in anderen Stadien des Verschwindens. Diese Annahme, glaube ich, lässt sich auch durch die Entstehungsweise der be- treffenden Chromosomen stützen nach Wilsons Bild (Fig. 1, 6, Studies II), wo die zwei Mikrochromosomen bereits fertige kom- pakte Klümpchen bilden, während die übrigen Chromosomen noch diffus sind.

Ist meine Deutung richtig, so wird durch die Befruchtung mit einem Spermatozoon, das kein accessorisches oder nur ein kleines Idiochromosom enthält, weniger Chromatin ins Ei einge- führt als bei der Befruchtung durch ein Spermatozoon mit accessorischem resp. grossem Idiochromosom. Die normale Ent- wicklung von Eiern, die weniger Chromatin mitbekamen, kann vielleicht einen Hinweis bieten, dass die Entwicklung mit noch weniger väterlichem Chromatin möglich wäre, vielleicht sogar ganz ohne es, d. h. parthenogenetisch. Die Tatsache, dass die Befruchtung mit oder ohne accessorischem Chromosom haupt- sächlich bei Insekten beobachtet wurde und hier wieder bei den primitivsten (Orthopteren), kann einen phylogenetischen Weg weisen, wie sich die Parthenogenese bei den Insekten entwickelte.

26 A. Wassilieff:

Ein Beispiel hierfür bieten die Bienen, bei denen befruchtete Eier, d. h. solche mit grösserem Chromatingehalt, Weibchen geben, unbefruchtete, d. h. solche mit geringem Chromatingehalt, Männchen.

Sollte ich unter den früher aufgezählten Benennungen des „accessorischen Chromosoms“ die nach meiner Ansicht passendste auswählen, so möchte ich den Namen „Odd-Chromosom“ wählen, glaube jedoch, dass es aus Gründen der Einfachheit besser ist, die gebräuchliche Bezeichnung „accessorisches Chromosom“ bei- zubehalten.

Die Mitochondrien.

Im Jahre 1898 bezeichnete Benda fadenförmige Ein- schlüsse im Plasma verschiedener Zellen als Mitochondrien. Er erklärte sie für Differenzierungen des Protoplasmas und schrieb ihnen als Funktion die motorischen Leistungen der Zelle zu.

Unsere Kenntnisse der Mitochondrien wurden durch Meves gefördert. Dieser Forscher hat sehr genau die Mitochondrien bei Spermatogenese von Paludina vivip. und Phalera bucephala geschildert und ihre nähere Beziehung zur Nebenkernbildung gezeigt. Dabei hat Meves, die gewöhniche Eisen-Hämatoxylin- Methode angewandt und damit bewiesen, dass zum Sichtbar- werden der Mitochondrien die komplizierte Methode von Benda unnötig ist.

Ausserdem wurden von einer Reihe von Autoren die ver- schiedensten Gebilde beschrieben, die alle mit den Mitochondrien sehr viel Ähnlichkeit besitzen, z. B. Pseudochromosomen, Archo- plasmaschleifen, Oytomikrosomen usw.

In der Neuzeit wurde ein Umschwung in der Auffassung der Mitochondrien durch Goldschmidt angebahnt, welcher den Nachweis zu führen suchte, dass sie mit den von R. Hertwig bei Heliozoen, Thalamophoren und Eizellen beschriebenen Chro- midien (Chromidialapparat) identisch seien. Goldschmidt suchte ferner den Nachweis zu führen, dass dieselben Gebilde in stark funktionierenden Zellen eine weite Verbreitung besitzen, aber unter verschiedenen Namen beschrieben worden seien. In Übereinstimmung mit R. Hertwig, welcher die Entstehung der Chromidien aus dem Kern für Heliozoen und die Umbildung des Chromidialapparats der Thalamophoren und Radiolarien im Kerne

Die Spermatogenese von Blatta germanica. 27

bewiesen hatte, trat er für die Zugehörigkeit der Chromidien resp. Mitochondrien zum Kern ein, erklärte ihr Vorkommen aus einem Dualismus des Kernapparats, auf den ich weiter unten zurückkommen werde.

Für die Entstehung der Mitochondrien aus dem Kern er- geben meine Untersuchungen neue Belege. Wenn wir dieselben überblicken, so müssen wir in der Bildung der Mitochondrien zwei verschiedene Phasen unterscheiden: 1. Die Mitochondrienbildung in Spermatogonien und jungen Spermatocyten. 2. Die Mito- chondrien treten in Beziehung zum Nucleolus.

Ich wiederhole hier kurz die betreffenden Resultate bei DBlatta.

Die erste Andeutung von Mitochondrien findet man in den Spermatogonien in Gestalt kleiner chromatischer Körnchen, welche manchmal eine Tendenz zeigen, sich an einem Punkte der Kern- oberfläche zu sammeln (Fig. 1, 2, 6). In den ganz jungen Spermatocyten sind die Körnchen an der ganzen Kernoberfläche verstreut, während des Wachstums der Spermatocyten sammeln sie sich an der Stelle in der Nähe des Kerns, wo das meiste Protoplasma sich anhäuft (Fig. 18, 19, 21, 22). Von diesem Zeitpunkt an beginnt ein eigentümlicher Prozess der Ausscheidung chromatischer Substanz aus dem Kern. Die Nucleoli, welche bis- her keinen sichtlichen Anteil an der Bildung der Mitochondrien nahmen, beginnen jetzt eine lebhafte Tätigkeit, indem von ihnen eine stark färbbare Substanz abströmt. Ich halte den Ausdruck „abströmen“ für den treffendsten, weil ich diese Abtrennung vom Nucleolus nur mit dem Abfliessen einer flüssigen oder halb- flüssigen Substanz vergleichen kann.

Die Richtung dieses Stromes ist keine beliebige, sondern stets nach der erwähnten Mitochondrienanhäufung gelenkt. Manch- mal beschreibt er im Kern einen Bogen, als ob er nach der Aus- trittsstelle suchte. Mit der beginnenden'Abtrennung von Chromatin- substanz aus dem Nucleolus ins Plasma nimmt die Mitochondrien- masse zu, und einzelne Körnchen derselben fliessen zu Fäden zu- sammen. Der Abströmungsprozess aus dem Nucleolus hört erst mit der Abgabe der letzten Chromatintropfen auf.

Bei der Spindelbildung ordnen sich die Mitochondrien zu Fäden an, welche eine Spindelfigur nachahmen, die die Kern- spindel umhüllt. Während der Metaphase verteilen sich die Mito-

28 A. Wassilieff:

chondrien gleichmässig auf beide Tochterzellen, wobei anscheinend die Fäden ungeteilt überwandern und sich nicht quer teilen, wie bBenda meint. In der Ruhezeit zwischen der ersten und zweiten veifeteilung behalten die Mitochondrien ihre teils körnige, teils fadenförmige Beschaffenheit bei. Bei der zweiten Reifeteilung bilden sie dieselbe Hülle um die Spindel, wie bei der ersten, sind jedoch viel lockerer, da sie seit der ersten Reifeteilung keine Zunahme an Substanz erfahren haben. Das weitere Schicksal der Mitochondrien ist ebenso, wie es Meves beschreibt, ihre Haupt- menge bildet einen „Nebenkern“ in der Spermatide. Dieser teilt sich in zwei Kugeln, welche Spindelform annehmen und später aus der Spermatide ausgestossen werden. Der in Form diffus verstreuter Körnchen zurückbleibende Rest der Mitochondrien kondensiert sich im Mittelstück und umhüllt wahrscheinlich das Gentrosom.

Nach dieser Schilderung der Mitochondrienbildung dürfte kein Zweifel mehr bestehen, dass sie aus dem Kern stammen. Ihr Auftreten in den Spermatogonien und jungen Spermatocyten, wo der Nucleolus noch nicht in Tätigkeit getreten ist, erkläre ich mir ebenso, wie die Ausscheidung der Chromidialstränge bei Ascaris; die chromatische Substanz scheidet sich an der ganzen Kernoberfläche in feinen Partikelchen diffus aus. Bei Blatta ist dieses Austreten nicht so klar zu beobachten wie bei Ascaris (Goldschmidt) oder in anderen Fällen, wie bei den Eizellen von Helix (F. Henschen).

Man kann auch noch eine zweite Erklärung für die Ent- stehung der ersten Mitochondrien finden, wenn wir uns daran erinnern, dass die Nucleoli in den Spermatogonien und jungen Spermatocyten von zweierlei Beschaffenheit sind. Der eine Teil ist kugelig und färbt sich stärker als der andere halbkugelförmige, ist also stärker chromatisch. Sehr häufig beobachtet man sowohl iu den Spermatogonien als auch in den jungen Spermatocyten, dass der halbkugelförmige Teil allein ohne den kugelförmigen vorhanden ist, welch letzterer völlig verschwunden ist. Möglicher- weise ist der kugelförmige Teil in feine Körnchen aufgelöst und so aus dem Kern ins Plasma ausgestossen worden. Diese An- nahme ist um so wahrscheinlicher, wenn wir die Rolle bedenken, die später der Nucleolus bei der Bildung der Mitochondrien spielt. Die diffuse Chromatinausscheidung ist so lange zu er-

Die Spermatogenese von Blatta germanica. 29

warten, als das Chromatin noch nicht individualisiert ist, d. h. so lange es in Form von gröberen oder feineren Körnchen im Kern liegt. Bilden sich aber die chromatischen Fäden und weiterhin die Chromosomen, so übernimmt der Nucleolus diese Funktion.

Nachdem wir gesehen haben, dass der Nucleolus in engem Zusammenhang mit der Chromatinausscheidung steht, wollen wir näher auf die Natur der so gebildeten Mitochondrien eingehen.

In der letzten Phase der Mitochondrienbildung ergeben sich nahe Beziehungen des Chromatins zu der Substanz der Nucleoli. Der enge genetische Zusammenhang beider Teile ist wiederholt erörtert worden, so von OÖ. Hertwig, Carnoy und Lebrun, unda..R. Hertwig hat dann in seinen Veröffentlichungen über Actinosphaerien dargetan, dass die Nucleolar-Substanzen das Substrat bilden, in welche das Chromatin eingelagert wird. Nach dem Schema dieses Forschers ist der Nucleolus aus zwei Bestandteilen gebildet — Chromatin und Nucleolarsubstanz. Ich glaube, dass einem so gestalteten Nucleolus der in den Spermatogonien und Spermatocyten von Blatta vorkommende entspricht. Bei den Spermatogonien und Spermatocyten be- sitzen beide Teile des Nucleolus, der kugel- und der halbkugel- förmige, Chromatin, nur ist im kugelförmigen Teil mehr Chromatin als im halbkugelförmigen: im letzteren ist das Chromatin auf die Peripherie beschränkt, so dass er sehr scharf konturiert erscheint, der übrige schwach färbbare Teil besteht aus reiner Nucleolarsubstanz. In den Spermatocyten sind anfangs dieselben Verhältnisse, später wächst das Chromatin an. Es steht zu erwarten, dass ebenso wie das Chromatin auch die Nucleolarsubstanz anwächst, doch ist sie unter dem Chromatin nicht zu unterscheiden. Ein solches Wachstum ist während der ganzen Zeit der Mitochondrienausscheidung aus dem Nucleolus zu beobachten. Erst zum Schlusse dieses Prozesses, wenn der Nucleolus den letzten Chromatintropfen abgibt, treten deutlich zwei Substanzen im Nucleolus auf, eine birnförmige chromatische und eine kugelförmige Nucleolarsubstanz, die im Vergleich zu dem birnförmigen chromatischen Teil ein bedeutenderes Volumen besitzt. Dieser Umstand ist auch vollkommen verständlich, wenn man bedenkt, dass früher Chromatin und Nucleolarsubstanz mit- einander verbunden waren. Nach der Absonderung des Chromatins ins Plasma in Form von Mitochondrien bedarf es in dieser

(0) A. Wassilieff:

(SB)

unorganisierten Form keiner Nucleolarsubstanz mehr. Der im Kern zurückbleibende Rest der Chromatinsubstanz bildet später, wie wir sahen, das „accessorische Chromosom“. Die für ihn nötige Nucleolarsubstanz erhält es von dem kugelförmigen Teil des Nucleolus.. Da das „accessorische Chromosom“ nur einen kleinen Teil der Nucleolarsubstanz beansprucht, geht der grösste Teil derselben zu Grunde, wie durch den merkwürdigen Prozess der Fig. 33, 34, 35 dargestellt wird.

Der zurückgebliebene Teil der Nucleolarsubstanz hilft das „accessorische Chromosom“* aufbauen.

Ich habe schon erwähnt, dass ich die Bilder der Mitochon- drien nur auf solchen Präparaten erhielt, die nach Fixierung mit Flemmingscher Flüssigkeit mit Eisenhämatoxylin gefärbt waren. Andere spezielle Kernfärbemethoden, z. B. Magenta, Safranin liessen nur das Chromatin, den Nucleolus und das ab- laufende Chromatin bis an die Kernmembran sichtbar werden, jedoch nicht die Mitochondrien im Plasma. Bei starker Ditffe- renzierung nach der Heidenhainschen Färbung verliert das Chromatin seine Farbe, nicht jedoch der Nucleolus, das ablaufende Chromatin und die Mitochondrien. Hieraus schliesse ich, dass die Mitochondrien bei ihrem Austritt aus dem Kern die Fähigkeit zu chemischen Veränderungen verloren haben, die dem Chromatın im Kern innewohnt, und daher färben sich die Mitochondrien auf allen Stadien gleich.

Einige Autoren wollen die Natur dieser chromatischen Substanz etwas näher bestimmen. So nimmt Goldschmidt an: „jede tierische Zelle ist ihrem Wesen nach doppelkernig: sie enthält einen somatischen und einen propagatorischen Kern“, und weiter: „ist innerhalb eines Amphinucleolus die Existenz beider Kernarten durch ihr verschiedenartiges Chromatin nach- zuweisen, so sprechen wir von Idiochromatin und Trophochromatin“.

Wenn nun alles oder nur ein Teil des Trophochromatins ins Plasma austritt, so spricht Goldschmidt vom Chromidial- apparat, unter welchem Namen er eine ganze Menge von Gebilden zusammenfasst, darunter auch die Mitochondrien. So erscheint nach Goldschmidt die Natur der Mitochondrien ganz klar, sie sind Chromatin und zwar eine besondere Art von Chromatin, nämlich Trophochromatin, das aus dem Kern ausgeschieden werden muss und das Idiochromatin im Kern allein zurücklässt, damit

Die Spermatogenese von Blatta germanica. al die Zelle ihre Funktion erfüllen kann. Ich glaube, dass man diese zwei Chromatinarten nicht stets scharf auseinander halten kann, und im vorliegenden Falle sind die Mitochondrien keine besondere Art von Chromatin, sondern nur überflüssiges Chromatin. Ich möchte dies jedoch erst im nächsten Abschnitt zu beweisen suchen, wo ich über das Chromatin im allgemeinen sprechen will. Doch möchte ich schon hier bemerken, dass man zwar vom theoretischen Standpunkt aus eine solche Unterscheidung zugeben kann und auch die Ausscheidung des Trophochromatins in den Geschlechtszellen, doch ist es schwer verständlich, warum z. B. Muskelzellen bei Ascaris Chromatin ausscheiden müssen, wenn es dort nur aus einer Art von Chromatin, aus Tropho- chromatin besteht.

Wenn nach der oben geäusserten Ansicht die Mitochondrien eine unnötige Chromatinmasse darstellen, so ist Koltzoff (1905) direkt entgegengesetzter Ansicht, indem die Mitochondrien bei den Dekapodenspermien eine wichtige Rolle spielen sollen. Nach Koltzoffs Behauptung erscheinen sie hier als formbestimmende Gebilde. Die Untersuchungen von Koltzoff sind deshalb sehr interessant, weil sie manche neue Gesichtspunkte für cytologische Prozesse bieten. Eine sehr wichtige Stellung nehmen die harten Gebilde in den Zellen ein; in diesem Falle sind die Mitochondrien solche harte Gebilde, indem sie das Skelett für die Fortsätze der Dekapodenspermien abgeben. Sehr richtig ist in dieser Arbeit dargestellt, wie die Mitochondrialkörner zuerst halbflüssig sind und in Fäden zusammentliessen, welche später erhärten und so das Skelett der Spermien bilden. Dasselbe Zusammenfliessen “der Körner findet augenscheinlich auch bei Blatta statt.

Spielen also so die Mitochondrien in den Dekapodenspermien eine so wichtige und klare Rolle, so kann man in anderen Fällen nicht dasselbe behaupten. Die Frage über die Bedeutung des Nebenkerns ist noch nicht klar entschieden.

Nach meiner Auffassung unterscheidet Meves (1900) sehr richtig verschiedene Zellteile ausser dem eigentlichen Nebenkern oder Mitochondrialkörper, nämlich Sphäre und Spindelrestkörper. Bei Blatta bildet unzweifelhaft der grösste Teil der Mitochondrien den Nebenkern, welcher später ausgeschieden wird, der zurück- bleibende Teil der Mitochondrien bildet die Hülle, welche das Centrosoma im Mittelstück umgibt.

[80]

A. Wassilieff:

wi

Korschelt und Heider geben drei Möglichkeiten für die Entstehung des Nebenkerns an:

1. „Die Entstehung aus Resten der Spindel- oder Ver-

bindungsfasern (Mitosoma von Platner).*

2. „Die Differenzierung aus dem Cytoplasma durch Ver- dichtung einer bestimmten Partie desselben.“

„Die Herkunft aus dem Kerninnern durch Abgabe chromatoider Bestandteile des Kerns.“

Was die Entstehung des Nebenkerns aus dem Spindel- restkörper betrifft, so muss diese Möglichkeit ganz wegfallen, weil das Mitosom von Platner einen ganz anderen Körper vorstellt als einen Nebenkern. Die Möglichkeiten 2. und 3. lassen sich vielleicht jetzt in einem Satz zusammenfassen : Die Verdichtung der im Plasma liegenden, aus dem Kern entstandenen Mitochondrien.

>

Chromatin, Chromosomenbildung und Gentrosom.

Wenn wir uns nun zu den Veränderungen im Chromatin wenden, welche im Laufe der Spermatogenese bei Blatta eintreten, so müssen wir die Bilder ins Auge fassen, welche uns die Teilung der Spermatogonien und die jungen Spermatocyten bieten.

Fig. 6—10 stellen die Teilung der ersten Spermatogonien vor, Fig. 11—15 die der zweiten, Fig. 16—21 die jungen Sperma- tocyten. Vergleichen wir diese drei senkrechten Reihen von Zeichnungen, so fällt uns der Parallelismus der verschiedenen Stadien ins Auge. So zeigen die drei Figuren 6, 11 und 16 im Grunde dasselbe Bild, d.h. der Kern ist durchzogen von einem Lininnetz, in dessen Knotenpunkten Chromatinkörnchen ein- gelagert sind. Der Unterschied der beiden (11 und 16) letzten Figuren besteht nur darin, dass sie mehr Chromatin enthalten als die erste. Ebenso stellen die Fig. 7, 12, 18 entsprechende Stadien vor, in dem das Chromatin sich in allen dreien zu Klumpen ansammelt. Im weiteren Verlauf bilden diese Klumpen die Chromosomen (Fig. 8, 13), die Zellen teilen sich und liefern im ersten Fall die zweiten Spermatogonien und im zweiten Fall die Spermatocyten I. Ordnung.

Bei dem letzten Vergleich habe ich nur zwei Zeichnungen angeführt (Fig. 8, 13) und die entsprechende Zeichnung der dritten Reihe (Fig. 19) weggelassen, da von diesem Zeitpunkt an

Die Spermatogenese von Blatta germanica.

> >

.der Prozess in den Spermatocyten nicht mehr parallel mit den Spermatogonien weiter geht. Hier bilden sich keine Chromo- somen aus, sondern es tritt ein Prozess ein, den ich früher als Verstäubung des Chromatins bezeichnet habe. Wenn also anfangs die Entwicklung der Spermatogonien und Spermatocyten parallel verläuft und bei den ersteren zur Chromosomenbildung und Teilung führt, bei den letzteren dagegen nicht, so scheint bei den letzteren nach dem Stadium mit den „tetradenähnlichen“ Gebilden die Teilung unterdrückt zu werden.

Eine solche Bildung von Chromatinklumpen, ohne darauf folgende Ausbildung von Chromosomen, wurde meines Wissens bei der Spermatogenese noch nie beschrieben, bei der Ovogenese liegst ein Analogon nur bei Dytiscus vor, nach der Darstellung Giardinas. In den Nährzellen von Dytiscus kommen echte Tetraden zustande, die aber später in kleine Körnchen aus- einanderfallen und im ganzen Kern gleichmässig verteilt werden, ohne dass eine Teilung zustande kommt.

Eine ebensolche gleichmässige Verteilung des Chromatins im Kern beschreibt uns L&ecaillon in den Nährzellen von Campodea und nennt diesen Vorgang „pulverisation chromatique“. Meves (1895) nennt diese „Tetradenbildungen“ Pseudotetraden und vermutet darunter eine vorzeitige Reifeteilung (in den Ovo- cyten von Salamandra). Die Zellen degenerieren jedoch ohne Teilung.

Es wäre sehr wünschenswert alle diese Erscheinungen zu erklären und ich möchte deshalb unternehmen, dies vom Ge- sichtspunkt des Zusammenhanges zwischen Kern und Plasma zu versuchen. Wir müssen hierbei von der R. Hertwigschen Kernplasmarelation ausgehen. Nach dieser Theorie ist zur Teilung eine gewisse Kernplasmaspannung erforderlich. R. Hertwig (1903) sagt: „Jede Zellteilung setzt eine Kernplasmaspannung voraus, d. h. ein Missverhältnis zwischen Kernmasse und Plasma- masse zu Gunsten der letzteren, ein Missverhältnis, welches bei der Teilung ausgeglichen wird, indem die Substanzmasse des Mutterkerns auf die Masse der beiden Tochterkerne, also auf das Doppelte der ursprünglichen Masse heranwächst (l. ce. S. 16).

Ein Beispiel für solche Teilungen bietet die Eifurchung, wo,nach der ersten Teilung die Kernplasmaspannung noch nicht

ausgeglichen ist, weshalb die Teilung weiter geht, bis die normale Archiv f.mikrosk. Anat. Bd. 70. 3

34 A. Wassilieff:

Kernplasmarelation erreicht ist. Ich denke, dass zu diesem Beispiel auch unser Fall mit der Spermatogonienteilung heran- gezogen werden kann. Gewöhnlich wird bei der Spermatogenese beschrieben, dass nach wiederholter Spermatogonienteilung eine Ruhe- und Wachstumsperiode eintritt. Wie lässt sich diese Er- scheinung erklären und weshalb muss die Zelle so bedeutend wachsen ?

Die Antwort auf diese Frage gibt vielleicht auch die Hertwigsche (1905) Kernplasmatheorie: „wird auf dem kritischen Stadium durch schädigende Einflüsse die Teilung der Zelle unter- drückt, d. h. die Kernplasmaspannung ausgeglichen, ohne dass es zur Teilung kommt, dann muss durch erneutes Wachstum der Zelle — entsprechend der doppelten Grösse des Kerns auf das Doppelte der gewöhnlichen Teilungsgrösse der Zelle — der zur Teilung der Zelle nötige Grad der Kernplasmaspannung neu erzielt werden (l. ce. S. 189).

Wie wir sehen, machen die jungen Spermatocyten von Blatta einen Teilungsversuch, indem sie tetradenartige Gebilde erzeugen, ähnlich wie in den Spermatogonien. Der Unterschied zu den Spermatogonien besteht nur darin, dass dort sich Chromosomen ausbilden und Teilung eintritt, während hier das Chromatin keine Chromosomen bildet, sondern verstäubt, die Teilung ist somit unterdrückt. Ein Grund hierzu ist nicht ersichtlich, jedoch offenbar vorhanden.

So trifit also die in dem Hertwigschen Zitat angeführte Grundbedingung bei Blatta zu; was die Forderung Hertwigs wegen des Wachstums der Zelle anbetrifit, so ist es aus jeder Spermatogenese bekannt, dass eine Wachstumsperiode eintritt.

Es findet ein Wachstum des Kerns statt, welches unter dem Namen „funktionelles Wachstum des Kerns“ bekannt ist.

Es beginnt ein lebhafter Stoffaustausch, die Zelle wächst, der Kern vergrössert sich und mit ihm wächst das Chromatin. Geht der Prozess so weiter, so tritt die Gefahr der Kernhyper- trophie ein. Die Spermatocyten können in dieselbe Lage kommen wie Protozoen in „Depression“. In Wirklichkeit kommt es jedoch nicht so weit. Ebenso wie bei den Protozoen die funktionelle Kernhypertrophie durch Kernresorption vermieden werden kann, so erfolgt auch bei den wachsenden Spermatocyten eine Art von Chromatinresorption durch Ausscheidung der Mitochondrien.

Die Spermatogenese von Blatta germanica. 35

Wir sehen in der Tat, dass die Ausscheidung der Mito- chondrien nur sehr langsam und diffus von statten geht, solange die assimilatorische Tätigkeit der Zellen nur gering ist (Sperma- togonien zwischen erster und zweiter Teilung, junge Sperma- tocyten). Mit der erhöhten Assimilation wird auch die Aus- scheidung der Mitochondrien energischer.

Also erscheint Ausscheidung der chromatischen Substanz in Form von Mitochondrien als ein regulatorischer Vorgang zur Erhaltung der normalen Kernplasmarelation.

Nach der Mitochondrienbildung sind die Spermatocyten wieder teilungsfähig, und in der Tat tritt bald die erste Reife- teilung ein.

Lassen wir diese Erklärung des Zustandekommens der Mito- chondrien gelten, so erscheinen diese nicht als eine besondere Art von Chromatin (Trophochromatin), sondern als ein über- flüssiges Chromatin, das der Zelle schädlich ist. Die Ausscheidung der Chromidien bei der erhöhten Tätigkeit der verschiedenen Körperzellen von Ascaris, nach Goldscehmidts Beschreibung, kann vielleicht ebenso erklärt werden, dass dort das überflüssige Chromatin aus dem Kern ausgeschieden wird, um ihn funktions- fähig zu erhalten.

Wenn der Spermatocyt von seinem überflüssigen Chromatin befreit ist, erfolgt die erste Reifeteilung. Wie bereits aus der früheren Beschreibung der Chromosomenbildung bekannt ist, findet hier eine Konjugation der Chromosomen statt, und zwar konjugieren sie „End to End“. Dieser Vorgang verläuft also analog, wie Montgomery bei verschiedenen Insekten dar- stellte. Ein echtes Synapsisstadium, bei welchem das Chromatin auf einem Klumpen znsammengeballt liegt, während der übrige Kernraum leer erscheint, existiert, wie gesagt, bei Blatta nicht. Das Chromatin bildet hier eine gleichmässig färbbare, durch den ganzen Kern sich erstreckende Masse, aus der sich die Fäden differenzieren.

Man glaubt, dass im Synapsisstadium die väterlichen und mütterlichen Chromosomen konjugieren, indem sie sich parallel aneinanderlegen und bei einer der nächsten Teilungen wieder

getrennt werden können. Einige Autoren, wie z. B. Schreiner, 2%

36 A. Wassilieff:

sahen, dass zwei feine Fäden parallel nebeneinander laufen und glauben, dass so die Konjugation der Chromosomen zustande kommt. Da bei Blatta keine echte Synapsis existiert und ich keine parallel nebeneinanderliegende Fäden beobachtete, so glaube ich, dürfte es verständlich sein, dass die Chromosomen „End to End“ zu einem bivalenten Uhromosom konjugieren, wie es Mont- gomery beschreibt. Die Längsspaltung bemerkt man verhältnis- mässig spät, erst im Bucketstadium. Bei der ersten Reifeteilung sehen die beiden Chromosomen, die ein bivalentes gebildet hatten, auseinander, und so haben wir es mit einer Reduktionsteilung zu tun. Das darauffolgende Ruhestadium verschleiert etwas die Sache in dem Sinn, dass man nicht entscheiden kann, ob die zweite Reifeteilung nach dem Längsspalt stattfindet, der bei der ersten Reifeteilung schon präformiert war. Die nach dem Ruhe- stadium auftretenden Chromosomen zeigen wieder einen Längs- spalt, und die zweite Reifeteilung ist also eine Äquationsteilung. Wenn man diesen Umstand von dem Gesichtspunkte der Indi- vidualitätslehre der Chromosomen betrachtet, so muss man diesen Längsspalt für denselben erklären, wie den früheren. Ob das in der Tat der Fall ist, möchte ich nicht entscheiden. Das „acces- sorische Chromosom“ ist bei der zweiten Reifeteilung von den anderen nicht zu unterscheiden und teilt sich wie sie durch eine Äquationsteilung.

In den Spermatocyten bemerkt man gewöhnlich einen kleinen dunklen Punkt im Kern, welcher später verschwindet. Ich glaube nicht, dass wir es hier mit einem „accessorischen Chromosom“ zu tun haben, da dieser Punkt in allen jungen Spermatiden zu bemerken ist, während in den fast reifen Spermatocyten dieser Punkt nie zu finden ist.

Zum Schluss bleiben, mir nur noch wenige Worte über das Centrosom zu sagen. Nachdem Goldschmidt bei Zoogonus gezeigt hat, dass sich das stäbchenförmige Centrosom zu einem kugeligen umbildet, kann kein Zweifel mehr sein, dass auch die anderen, ähnlich gebildeten Formen, wie z. B. V-förmige Gebilde, keine ÜUentriolen sind, sondern Uentrosomen.

Wie ich erwähnte, sind in den jungen Spermatocyten bei Blatta, gleich nach der letzten Spermatogonienteilung, zwei kleine

os

—1

Die Spermatogenese von Blatta germanica.

punktförmige Centrosomen zu treffen. Auf den nächstfolgenden Stadien erscheint das Centrosom als ein einziges stark ver- grössertes Korn. Wahrscheinlich findet hier die Verschmelzung der beiden früheren punktförmigen Uentrosomen statt.') Später treten zwei V-förmige Centrosomen auf. Obwohl ich sehr viel Mühe darauf verwandte, ihre erste Entstehung zu verfolgen, ge- lang es mir nicht. Selbstverständlich kann es nur zwei Möglich- keiten geben; die V-förmigen Uentrosomen entstehen entweder aus den kugelförmigen oder sie entstehen de novo. Ich neige mich mehr der ersten Möglichkeit zu, denn spielte das punkt- förmige Centrosom später keine Rolle und ginge es zugrunde, warum bleibt es dann so lange erhalten? Allerdings sah ich öfters zwei V-förmige Centrosomen dem Kern so unmittelbar anliegen, dass die Kernmembran nicht zu unterscheiden war und glaubte deshalb an eine Entstehung der Centrosomen aus dem Kern. Da ich sie aber im Kern selbst nie beobachtete, halte ich ihre Entstehung aus dem punktförmigen Chromosom für wahrscheinlicher. Das weitere Schicksal der Centrosomen habe ich schon früher beschrieben und will es hier nicht wiederholen.

Sehr beachtenswert ist Koltzoffs Erklärung der ver- schiedenen Formen des ÜOentrosoms. Nach Koltzoff sind die punktförmigen, stäbehenförmigen und V-förmigen Centrosomen harte Gebilde, während im kugelförmigen Centrosom ein flüssiger Zustand dominiert. Mir scheint dieser Deutung sehr geeignet um die verschiedenen Formen des Centrosoms zu erklären.

Zusammenfassung.

1. In den Spermatogonien und jungen Spermatocyten ist ein Nucleolus von doppelter Struktur. Das Centrosom in den Spermatogonien ist punktförmig.

2. Die jungen Spermatocyten machen einen Teilungs- versuch, der unterdrückt wird, dann tritt die Wachs- tumsperiode ein.

'') Deutet der Umstand, dass hier gleich zwei Centrosomen auftreten, nicht darauf hin, dass hier eine Teilung stattfinden sollte, welche, wie wir sahen, unterdrückt wird?

o&

an

en

10.

A. Wassilieft:

. Die erste Reifeteilung ist Reduktionsteilung; das „acces-

sorische Chromosom“ geht ungeteilt in eine der Sper- matocyten II. Ordnungüber. Die Centrosomen sind V-förmig.

. Die zweite Reifeteilung ist AÄquationsteilung. Das

„accessorische Chromosom“ teilt sich wie die anderen Chromosomen. Die Centrosomen sind stäbchenförmig.

. Die Spermatiden und Spermatozoen mit und ohne

„accessorisches Chromosom“ sind nicht voneinander zu unterscheiden.

Die Mitochondrien entstehen aus chromatischer Substanz, die aus dem Kern ausgeschieden wird; sie sind über- flüssiges Chromatin, nicht Trophochromatin.

. Die Mitochondrienabsonderung geschieht zuerst diffus an

der ganzen Kernoberfläche, später aus dem Nucleolus. Sie bilden in den Spermatiden den Nebenkern.

. Das „accessorische Chromosom“ entsteht aus dem

Nucleolus und muss als ein Chromosom aufgefasst werden, das zum Untergang bestimmt ist.

Befruchtung mit „accessorischem Chromosom“ ergibt Weibchen ohne „accessorisches Chromosom“ — Männchen (Zahl der Chromosomen in den Spermatogonien 23, in den Ovogonien 24).

Die Befruchtung ohne „accessorisches Chromosom“ kann als Übergang zur Parthenogenese aufgefasst werden.

München, August 1906.

Die Spermatogenese von Blatta germanica. 39

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Erklärung der Abbildungen auf Tafel I—-II.

Sämtliche Figuren sind mit dem Abb&schen Zeichenapparat auf der Objekt-

tischhöhe entworfen. Alle Zeichnungen sind bei derselben Vergrösserung

App. Öl-Imm. 1,5 und Komp.-Ok. 12 ausgeführt. Die Fixierungsmethode und Färbung sind bei jeder Zeichenerklärung angegeben.

Fig. 1 u. 2. Erste Spermatogonien im Ruhestadium. Flemming. Eisenhämat.

Fig. 3 u. 4. Äquatorialplatte und Spindel der ersten Spermatogonien. Flemming. Eisenhämat.

Fig. 5 u.5a. Äquatorialplatte eines Ovogoniums. Flemming. Magenta-Pikrin- Indigokarmin.

Fig. 6. Erstes Spermatogonium im Ruhestadium. Flemming. Eisenhämat.

Fig. 7 u.8. Erste Spermatogonien auf Vorbereitungsstadien zur Teilung. Flemming. Magenta-Indigokarmin.

Fig.

Fig.

ig. 36.

Die Spermatogenese von Blatta germanica. 41

.9u.10. Äquatorialplatte und Spindel von ersten Spermatogonien. Flemming.

Magenta usw. Zweites Spermatogonium im Ruhestadium. Flemming. Magenta.

u. 13. Zweite Spermatogonien auf Vorbereitungsstadium zur Teilung.

Flemming. Magenta.

u.15. AÄquatorialplatte und Spindel von zweiten Spermatogonien.

Flemming. Magenta.

u. 17. Spermatocyten I. Ordnung nach der letzten Vermehrungs-

teilung. Flemming. Magenta.

Spermatocyte I. Ordnung mit „Tetradenähnlichen“ Gebilden. Flem- ming. Eisenhämat. Spermatocyten I. Ordnung. Anfang der Verstäubung des Chromatins. Flemming. Eisenhämat.

Spermatocyten I. Ordnung. Weitere Verstäubung. Flemming. Magenta.

u. 22. Spermatocyten I. Ordnung. Chromatin ganz verstäubt. Flem-

ming. Eisenhämat.

Spermatocyte I. Ordnung. Chromatin beginnt einen Faden zu bilden. Flemmig. Magenta.

Spermatocyte I. Ordnung. Chromatin in Form eines Fadens. Flemming. Eisenhämat.

5 u.26. Spermatocyten I. Ordnung. Kleiner Nucleolus beginnt seine

Tätigkeit. Flemming. Eisenhämat. Spermatocyte I. Ordnung. Grosser Nucleolus beginnt seine Tätig- keit. Flemming. Eisenhämat.

. 28 u.29. Spermatocyten I. Ordnung. Mitochondrien bilden Faden.

0.

Kk:

88.

. 38—

. 4.

ig. 42.

As

. 44.

Nucleolus in voller Tätigkeit. Flemm. Eisenhämat.

Spermatocyte I. Ordnung. Bucket-Stadium. Zwei U-förmige Centro- somen. Sublimat, Eisenhämat.

Spermatocyte I. Ordnung. Bucket-Stadium. Ende der Tätigkeit des Nucleolus. Flemming. Eisenhämat.

. 32—55. Spermatocyten I. Ordnung. Umbildungen des Nucleolus. Flem-

ming. Magenta.

Spermatocyte I. Ordnung. Nucleolusreste in Form zweier Körperchen. Flemm. Magenta.

Spermatocyte I. Ordnung. Chromatische Schleifen konjugiert. ‚End to end.“ Flemm. Magenta.

40. Spermatocyten I. Ordnung. Chromosomenbildung. Flemming. Magenta.

Spermatocyte I. Ordnung. Fadenförmige Mitochondrien. Flemming. Eisenhämat.

Spermatocyte I. Ordnung. Erste Reifungsspindel mit Mitochondrien. Flemming. Eisenhämat.

Spermatocyte I. Ordnung. Erste Reifungsspindel mit „accessorischem

- Chromosom‘“ und V-förmigen Centrosomen. Flemm. Magenta.

Spermatocyte I. Ordnung. Äquatorialplatte der ersten Reifungs- spindel. Flemm. Magenta.

A.

.-

55. . 96—

. 63.

Wassilieff: Die Spermatogenese von Blatta germanica.

Spermatocyte I. Ordnung. Das ‚„accessorische Chromosom“ zeigt seine doppelte Natur. Flemm. Magenta.

Spermatocyte II. Ordnung im Ruhestadium. Die Centrosomen sind stäbchenförmig. Sublimat, Eisenhämat.

Spermatocyte II. Ordnung im Ruhestadium. Mitochondrien umgeben den Kern. Flemming. Eisenhämat.

. 48 u. 49. Spermatocyten II. Ordnung. Bildung der längsgespaltenen

Chromosomen. Flemm. Eisenhämat.

Spermatocyte II. Ordnung. Chromosomen in Form der Dyaden. Flemming. Eisenhämat.

Spermatocoyte II. Ordnung. Äquatorialplatte der zweiten Reifungs- teilung mit zwölf Chromosomen. Flemm. Eisenhämat. Spermatocyte II. Ordnung. AÄquatorialplatte der zweiten Reifungs- teilung mit elf Chromosomen.

Spermatocyten II. Ordnung. Zweite Reifungsspindel. Flemming. Eisenhämat.

Spermatocyten II. Ordnung. Zweite Reifungspindel mit stäbchen- förmigen Centrosomen. Flemm. Magenta.

Spermatide mit Nebenkern. Flemming. Eisenhämat.

62. Spermatiden. Verschiedene Stadien der Umwandlung in Sperma- tozoon. Flemming. Eisenhämat.

Reifes Spermatozoon. Flemming. Eisenhämat.

43

Aus dem zoologischen Institut in München.

Eibildung bei Paludina vivipara und Chromidien

Zu

bei Paludina und Helix. Mit Anhang: der Frage nach dem Spermatozoendimorphismus bei Paludina vivipara. Von Methodi Popofif.

Hierzu Tafel IV’—VII und 1 Textfigur.

Inhalt:

I. Einleitung. — Untersuchungsmethoden. II. Entstehung und Anatomie des Ovars.

IH. Chromatinveränderungen im Kern: Keimepithel, Follikelzellen, Ovogonien, leptotene, synaptene, pachytene, diplotene, diety&ene Kerne. Ausbildung der Chromosomen, Tetraden, Richtungskörper.

IV. Nucleolusfrage. Plastin- und Chromatinnucleoli, — Doppelnucleoli.

V. Veränderungen im Plasma: Chromidien, Dotterbildung.

Hr

Eier von Paludina. a) Erste Periode: Veränderungen im Plasma vor der Dotterbildung ; b) zweite Periode: Vermehrung der Chromidien, — Dotterbildung.

. Männliche Geschlechtszellen von Paludina: Erste Entstehung der

Chromidien.

. Männliche Geschlechtszellen von Helix pomatia. Chromidien. Chro-

midialfädchen, Pseudochromosomen, Nebenkern. Schicksal der Chromidien und des „Nebenkernes‘ bei der Spermienhistogenese. — Kopsch’sche und Sjövall’sche Osmiumsäure Methoden : Gangliennetze und Chromidien bei Helix.

. Weibliche Geschlechtszellen von Helix pomatia: Erste Entstehung

der Chromidien.

VI. Allgemeiner Teil.

1,

Allgemeiner Überblick auf den ganzen Eibildungsvorgang. — Gemein-

same Momente mit der Ovogenese bei den Säugetieren. — Umbildungs- vorgänge des Chromatins. — Synapsisstadium. — Bildung der Tetraden. — Wachstumsperiode.e — Auflösung der Chromatin- schleifen. — Individualitätshypothese der Chromosomen.

. Chromidien bei Paludina und Helix. — Entstehung: enger Zusammen- hang zu dem Kern. — Deutungsmöglichkeiten. — Die Chromidien als Kernprodukt. — Allgemeiner Überblick. — Befunde am Helix:

Chromidien—Mitochondria—Pseudochromosomen—=Nebenkern (Archo-

44 Methodi Popoff:

plasma, Sphere attractive, Idiozom ete.). — Ähnlichkeit mit den Osmiumnetzen bei den Ganglienzellen. Bedeutung der Chromidien: Auffassung Goldschmidts. — R. Hertwigs. — Einblick in die Phy- siologie der Zelle — Das Chromatin als Vererbungsträger. — Som- matische und Geschlechtszellen. — Reifungserscheinungen. — Resume. VI. Anhang: Zu der Frage nach dem Spermatozoendimorphismus bei Paludina vivipara. Einleitung.

Die vorliegende Untersuchung über die Eientwicklung von Paludina vivipara sollte auch mit dem genaueren Verfolgen der Befruchtungsprozesse bei denselben vervollständigt werden. Durch diesen letzten Teil der Arbeit hoffte ich in der Frage nach der Bedeutung der beiden Spermienarten. wie sie in den Hoden von Paludina vorkommen, nähere Aufschlüsse zu bekommen. Und in der Tat, nachdem die Untersuchungen von Meves die grossen Unterschiede, welche in der Spermiogenese der beiden männlichen Geschlechtszellarten vorkommen, aufgeklärt haben, ist die Frage nach deren biologischen Bedeutung in den Vordergrund getreten. Für die endgültige Entscheidung derselben konnten nur die Befruchtungsstadien Aufschluss geben. Im Laufe der Arbeit hat sich aber gezeigt, dass diese Stadien bei Paludina ausserordentlich selten und daher schwer zu .bekommen sind. Dieser Umstand ist auch die Ursache für die Unvollständiekeit dieses Teils meiner Arbeit. Trotzdem die von mir in dieser Richtung gesammelten Tatsachen für die endgültige Entscheidung der Frage nicht aus- reichen, enthalten sie aber manche neue Beobachtungen, bezw. manche Bestätigung von solchen schon von anderen Autoren nebenbei gemachten. Ich lasse sie daher als Anhang zu dieser Arbeit folgen.

Neben der Eientwicklung fand eine eingehende Besprechung die Chromidialfrage, welche durch die Arbeiten R. Hertwigs begründet und angeregt eine grosse Bedeutung in der Cytologie bekommen hat und Ausgangspunkt für wichtige cytologische Arbeiten geworden ist.

An dieser Stelle möchte ich nicht versäumen, meinem hoch- verehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. Richard Hertwig für die Anregung zu dieser Arbeit und für seine Unterstützung während derselben, meinen verbindlichsten Dank auszusprechen. Ich erfülle eine angenehme Pflicht, wenn ich dem Herrn Privat

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 45

dozenten Dr. Richard Goldschmidt, für die vielen Ratschläge und für das stets grosse und gütige Interesse, welches er an meiner Arbeit nahm, meinen herzlichsten Dank sage.

I. Untersuchungsmethoden.

Indem ich die eingehende Besprechung der Gewinnung des Materials und die daran anknüpfenden biologischen Beobachtungen an Paludina, in dem Anhang der Arbeit bringe, werde ich mich hier nur auf die angewandten Untersuchungsmethoden beschränken. Es waren Ovarien von Tieren in verschiedenem Alter und in verschiedenen Jahresperioden: Frühling, Sommer und Herbst fixiert, um möglichst alle Stadien der Eientwicklung zu bekommen. Zur Fixierung wurden hauptsächlich und mit sehr gutem Erfolg, die von Zencker, Petrounkewitsch und Flemming vorgeschlagenen Gemische angewandt. Besonders gut haben sich die beiden ersten bewährt. Die Fixierung mit Flemmingschem Gemisch gab bei Paludina ausgezeichnete Resultate für die Kerne, aber das Plasma wurde, wegen des hohen Fettgehaltes zu stark geschwärzt. Besonders günstig hat sich dagegen die Flemmingsche Flüssigkeit für Helix erwiesen; fast alle Beobachtungen bei diesem Tier sind an solchen Präparaten gemacht. Seltener habe ich auch die Hermannsche Flüssigkeit, reines konzentriertes Sublimat, Sublimat-Alkohol usw. angewandt. Die meisten Bilder für die Chromatinumwandlungen sind von Präparaten, welche mit der Eisenhämatoxylinmethode nach Heidenhain gefärbt waren, entnommen. Als Kontrollfärbungen, besonders für die Nucleolusfrage wurden ausserdem noch die Delafieldsche Hämatoxylinfärbung, Hämatoxylin-Eosin, Hämatoxylinsäurefuchsin, die zweifache Flemmingsche Färbung, die Berlinerblau Methode, Boraxkarmin, die Gentiana-violett Färbung usw. an- gewandt.

Gute Dienste haben mir auch die mit Borax-Karmin gefärbten und in Nelkenöl untersuchten Zerzupfungspräparate erwiesen. Beim Schneiden benutzte ich eine Schnittdicke von 5—10 « und Aufkleben mit Wasser. Die meisten Bilder sind wegen der ausser- ordentlichen Kleinheit der Zellen bei einer Vergrösserung mit 2 mm approchrom. Öl-Immersion Leitz und Komp.-Okul. 18, bei Tubuslänge 170 mm, auf der Höhe des Mikroskoptisches mit dem Abbeöschen Zeiss Zeichenapparat entworfen. Wo eine andere

46 Methodi Popoff:

Vergrösserung in Anwendung gekommen ist, wird an Ort und Stelle angegeben werden.

II. Entstehung und Anatomie des Ovars.

Nachdem ich mit dem Studium der Wachstumsveränderungen der Eier schon fertig war, wollte ich durch eigene Beobachtungen auch über die erste Anlage der Geschlechtsdrüse meine Arbeit vervollständigen. Ein Teil von den dazu nötigen Präparaten war auch schon fertig, als die umfangreiche und eingehende Arbeit von H. Otto und C. Tönniges (06) über die Entwicklung von Paludina vivipara erschien, in welcher H. Otto auch die Anlage und die weitere Entwicklung der weiblichen Geschlechtsdrüse behandelte. Bei dieser Sachlage und angesichts der Tatsache, dass dasselbe Thema auch von v. Erlanger und Drummond untersucht ist, und dass allee mit kleinen Unterschieden (v. Erlanger) zu denselben Resultaten gekommen sind, sah ich von einer erneuten Untersuchung ab, die in dem Umfang, in welchem ich sie speziell für die mich interessierende Frage aus- zuführen gedachte, kaum etwas neues mehr versprach. Darum werde ich im folgenden die Entwicklung des Ovars hauptsächlich auf Grund der Untersuchungen Ottos kurz schildern.

Die erste Anlage der Gonade findet noch in den Üterus- embryonen statt und zwar nachdem die Niere und das Herz sich schon angelegt haben. ,‚Sie (die erste Anlage der Gonade) er- folgte ebenfalls als solide Wucherung im linken Pericardteile, dorsal und dicht neben "der linken Nierenanlage und dem Leber- rande angelagert, eine Lage, die sie stets beibehält. Die anfangs aus wenigen Zellen bestehende Wucherung vergrössert sich durch schnelle Vermehrung ihrer Zellen zu einem ansehnlichen Zell- strang, der stets an Ausdehnung zunehmend, sich längs der Leber hinschiebt. Er bleibt auch in steter Verbindung mit der eng benachbarten linken Niere und erfährt wie sie, dieselbe Verlagerung auf der rechten Seite des Tieres“ (H. Otto und C. Tönniges, p. 465). Zu gleichen Resultaten ist auch J. H. Drummond gekommen, nur dass sie die erste Anlage der Gonade auf ein späteres Stadium verlegte: „Dorsal ist das Pericard eingeengt zu einem Punkt neben der Leber, und hier ist eine Wucherung (Proliferation) von Zellen im Entstehen begriffen, welche die Anlage der Gonade ist.“ (Zitiert nach

Eibildung bei Paludina vivipara ete. 47

Otto und Tönniges, p. 466). v. Erlanger (91) beschreibt . die erste Anlage der Gonade auch als eine Ausstülpung der Herzbeutelwand. Eine Diskussion der kardinalen Differenzpunkte, die sich in der Auffassung des Zellkomplexes, der die erste Anlage des Pericards darstellt, würde zu weit führen. Ich ver- weise über alle diese Fragen an die schon erwähnten Arbeiten von H. Otto und C. Tönniges, J. H. Drummond, v. Erlanger, Ich möchte nur kurz bemerken, dass sowohl v. Erlanger wie auch H. Otto und C. Tönniges trotz den tiefgreifenden prinzipiellen Unterschieden, die Zellanlage des Pericards als eine sekundäre Leibeshöhle (Coelom) auffassen und ‚dass damit die Geschlechtsdrüse dasselbe Verhältnis zeigt wie die Geschlechts- drüse der Anneliden zum Peritoneum des Uoeloms . . . .* (Otto).

Während aber nach Erlangers Angaben das Coelom eine Ausstülpung des Darmes darstellt, d. h. denselben Bildungsprozess wie man ihn bei vielen Tierklassen (Chaetopoden, Echinodermen, Vertebraten etc.) findet, aufweist, bildet es sich nach Otto und Tönniges zuerst als eine kompakte Zellenanlage aus, welche von eingewanderten Ektodermzellen ihren Ursprung nimmt. Letzterer Bildungsprozess würde seinen Analogon in nur noch einigen anderen Molluskenarten finden.

Nach diesen Bemerkungen lasse ich gleich die Beschreibung des Ovars selbst folgen. Das Ovar zieht sich wie ein feines nur !s—1 mm dickes Rohr an der, der Columella zugekehrten Seite der Leber vom Receptaculum seminis bis zu deren Spitze hin. Bei manchen Tieren habe ich bemerkt, dass von der Mitte des Ovars sich ein Ast abzweigt. der mit dem Övarialrohr einen spitzen Winkel bildet und sich zu dem oberen Teil der Eiweiss- drüse begibt, wo er, ohne in sie einzumünden, blind endet. Dieser ziemlich lange Ovarialast, der nur in seltenen Fällen zu finden ist, ist ganz mit normal entwickelten Eiern erfüllt. Das ÖOvar ist mit einer dünnen strukturlosen Membran umhüllt, an die nach aussen hin eine dünne Schicht faserigen Bindegewebes angrenzt. Diese Schicht, die sich der Länge nach am Ovar hin- zieht, verdickt sich an seinem vorderen Teil in der Nähe vom Ovidukt beträchtlich, indem auch einige Muskelfaserchen auftreten. In der Bindegewebeschicht, welche die Umhüllung des Ovars bildet, sind überall platte, längsausgezogene Kerne verstreut, die mit kleinen Chromatinbröckchen erfüllt sind. Das Ovar ist mit

45 Methodi Popoff:

seiner Umhüllung in einem weitmaschigen Bindegewebe eingelagert. Nach dem Lumen des Ovars zu ist die ganze Ovarialwand mit einem einschichtigen Epithel ausgekleidet, das eine fast kubische Form besitzt. Diese Schicht ist als Keimepithel anzusehen, weil von ihr die Differenzierung der Ureier und der Follikelzellen ausgeht: eine scharf begrenzte Keimungszone existiert nicht. Vielmehr können die Eianlagen an den verschiedensten Stellen des Ovarialrohres liegen. Ganz am unteren Teile des Ovars, in der nächsten Nähe des Oviduktes, nehmen die Zellen an Breite ab und bekommen dadurch eine mehr ausgesprochene zylindrische Form. Dieser Teil des Ovars nimmt keinen Anteil an der Ei- bildung.

III. Chromatinveränderungen im Kern. Varel IV:.v. u. Vl. Keimepithel. Tafel IV.

Sehr vorteilhaft für das Studium des Keimepithels sind die mit Borax-Karmin gefärbten und im Nelkenöl zerzupften Präparate. Bei guter Zerzupfung bekommt man isolierte Zellen, die eine längliche, unregelmässig konturierte Form aufweisen (Fig. 2). Der Plasmaleib bildet eine dünne Hüllschicht des Kerns, deren Dicke an den beiden ausgezogenen Enden der Zelle zunimmt. Besonders interessante Formen sind an den Kernen zu beobachten. Die gewöhnliche Kernform ist die längliche, sehr oft findet man aber auch gelappte Kerne, welche zwei, drei eventl. auch mehr Lappen besitzen (Fig. 3). In den Zerzupfungspräparaten bemerkt man, wie manchmal ein Lappen mit nur sehr schmalem Hals an dem Kern hängt. Die gelappte Kernform ist schon oft, auch in den Keimepithelien anderer Tiere - beobachtet, so z. B. von Meves (03) in den Spermatogonien von Paludina, an denen ich mich selbst über die grosse Ähnlichkeit mit den in dem Ovar vorkommenden Formen überzeugen konnte: dann in den Keimzellen von verschiedenen Amphibien (Nussbaum, Meves (96) u. a.), in den Keimzellen (noyaux protobroques b) der Säugetiere (Wini- warter (00), usw. Wie bekannt, hatte Nussbaum diesen Kernformen grosse Bedeutung beigemessen und aus ihnen auch eine direkte Kern- und Zellteilung geschlossen. Mit der Deutung dieser Kernform stimme ich im Gegensatz zu Nussbaum mit

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 49

Meves überein, dass sie in gar keiner Beziehung zur Teilung stehen. Ich sehe in derselben nur den Ausdruck von funktionellen Zuständen des Kernes, und das um so mehr, als die gelappte Kernform sehr regelmässig auch in den Leberzellen von Paludina vorkommt. Auffallend in diesem Stadium ist das öftere Auf- treten von degenerierenden Zellen. Dieselben lösen sich von der Ovarialwand ab und kommen im Lumen des Ovars zu liegen.') Teilungen der Keimzellen sind besonders oft in den Ovarien von noch ganz jungen Tieren zu beobachten. Sie lassen sich schwer von den Mitosen gewöhnlicher Gewebszellen unterscheiden. Bemerken möchte ich nur, dass in mitotischen Zellen die Zahl der Chromosomen 14 beträgt. Sie stimmt mit derZahl überein, welche von Meves an Gewebszellen und Spermatogonien, wie auch von mir an Furchungszellen und Leberzellen von Paludina festgestellt ist. Mit ausserordentlicher Deutlichkeit und sehr leicht zu konstatieren ist diese Zahl besonders in den ersten Furchungsstadien (Fig. 61, Taf. VI), wo die Zellen gross sind und die Chromosomen lange schleifenähnliche Form haben.

Das Chromatin ist in den Keimzellen in kleinen Bröckchen auf dem feinen achromatischen Netz verteilt. Es sind ein bis zwei, eventl. auch mehrere Nukleolen vorhanden, welche öfters von den grösseren Chromatinklümpchen schwer zu unterscheiden sind.

Follikelzellen. (Taf. IV,Fig: 1).

Ausser Eizellen enthält das Epithel des Ovarialrohrs noch Zellen, welche den Follikel zu bilden bestimmt sind; sie sind zunächst von den Keimzellen kaum zu unterscheiden. Später ist dieser Unterschied leichter festzustellen, da die Follikelzellen sich an die Oberfläche der schon ziemlich stark ausgewachsenen Ovocyten dicht anschmiegen und dadurch eine abgeplattete und längliche Form annehmen. Gleichzeitig damit nimmt auch der in den jungen Follikelzellstadien ovale Kern eine längliche Form an. Das Chromatin ist in sehr kleinen Körnchen überall auf das Liningerüst des Kernes verstreut. Dieses Verhalten des Uhromatins ist eines der Hauptmerkmale der Follikelzellen.

ı) Näheres über die Deutung der gelappten Kerne siehe in meiner Arbeit „Depression der Protozoonzelle und der Geschlechtszellen der Meta-

zoen“ (Archiv f. Protistenkunde 1907). Zusatz bei der Korrektur. Archiv f. mikrosk. Anat. Bd. 7U. 4

0 Methodi Popoff:

Dagegen fehlt eine dritte, bei Gasteropoden meist vorhandene Kategorie von Zellen, die Nährzellen. Nachdem ich mich ein- gehend über die Charaktere, das Auftreten und das Aussehen der Nährzellen bei Helix orientiert habe, kann ich das mit Bestimmtheit betonen. Die Nährzellen wären in dem Ovar von Paludina überflüssig gewesen, weil, wie ich später auch zu schildern habe, eine ausserordentlich grosse Zahl von den in Entwicklung

Fig. 1. (Objekt. 3, Okul. 8, Tubuslänge 170.)

begriffenen Eiern degeneriert, und nur eine sehr geringe Zahl zur Reifung gelangt. Die degenerierten Eier lösen sich von der Wand des Ovars ab und fallen in dessen Lumen, wo das Plasma allmählich in eine breiähnliche Masse zerfällt (Textfig. 1). In dieser Weise sind die wachsenden Eier fast stets von einer Nähr- flüssigkeit umspült. Die Zahl der zerfallenen, im Ovariallumen liegenden Eier ist bei den jungen Ovarien am geringsten.

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 5l

Ovogonien. (Taf. IV, Fig. 4—12).

Die Differenzierung der Ovogonien (Ureier) aus dem Keim- epithel wird eingeleitet mit Verdichtung des Chromatins zu grösseren Klümpchen und durch seine Verlagerung gegen die Peripherie der Zelle, was dieselbe lichter erscheinen lässt. Gleichzeitig tritt auch das achromatische Netzwerk deutlicher hervor. Es ist von sehr feinen, sich in verschiedener Richtung durchkreuzenden Lininfäden gebildet. An manchen Stellen bemerkt man, wie das Chromatin in dicke, plumpe Fortsätze auf das Liningerüst hinströmt. In dem Kern sind zwei bis drei Nukleolen zu bemerken; Kerne mit einem einzigen Nukleolus sind selten. Der Kern hat kaum an Grösse zugenommen. Im allgemeinen sind bei allen Chromatinumwandlungen bis zu der Hauptwachstumsphase !) die Grössendifierenzen der Kerne, zweier aufeinander folgenden Stadien so gering, dass man sie kaum merken kann: um die langsame Grössenzunahme fest- zustellen, ist es nötig, zwei in der Entwicklung weit von ein- ander stehende Stadien zu vergleichen. Bei den Ovogonien ist auch die gelappte Kernform sehr oft zu finden. Bevor ich zu der Schilderung der Ovogonienumwandlungen eingehe, will ich hier kurz auch einiges über deren Teilung berichten.

Vor der Teilung nimmt der Kern eine mehr rundliche Form an, das Chromatin beginnt auf das Liningerüst über- zuströmen (Fig. 5). Durch weitere Verdichtung des Chro- matins (Fig. 6) kommen wir zu dem Stadium, wo die durch feine Lininfäden miteinander verbundenen Chromosomen (14) schon ausgebildet sind (Fig. 7). In Fig. 7 ist neben den Chro- mosomen ein rundlicher Körper mit schwarzen Rändern und grau gefärbtem Zentrum zu sehen: das ist der Rest eines Nucleolus In der Metaphase, Anaphase und der Telophase ist kein Nucleolus mehr zu bemerken. In einzelnen Chromosomen der Aequatorial- platte (Fig. 8) ist der Länge nach eine undeutliche, verschwommene

') In der Ovogenese .von Paludina sind die drei bekannten, noch von 0.Hertwig (90) aufgestellten Perioden zu unterscheiden: die Vermehrungs-, die Wachstums- und die Reifungsperiode.e Die Wachstumsperiode zerfällt ihrerseits in zwei Phasen, die zweite von denen die eigentliche Wachstums- periode darstellt. In der ersten Phase dagegen finden hauptsächlich die komplizierten Chromatinveränderungen statt.

4*

52 Methodi Popoff:

Lichtung wahrzunehmen, welche die erste Andeutung einer Längs- teilung darstellt. Über den weiteren Verlauf der Mitose ist nichts besonderes zu bemerken (Fig. S—11). In Fig. 8 ist die Tochter- platte, vom Pol aus gesehen, abgebildet. Über die Zahl der Teilungen, die eine Ovogonie durchmacht, kann ich nichts berichten. Nachdem der Kern in den Ruhezustand eingetreten ist, bemerkt man von neuem das Auftreten der Nukleolen.

Leptotene Kerne.) (Taf. IV, Fig. 13—18).

Nun beginnen die grossen Chromatinklümpchen der Ovogonien- kerne allmählich in kleinere zu zerfallen und auf dem Kerngerüst sich zu zerstreuen (Fig. 13). In Fig. 14, 15 und 16 haben wir den weiteren Verlauf dieses Vorgangs vor uns: die Zahl der grösseren Chromatinklümpchen nimmt immer mehr und mehr ab. Die Körnchen ihrerseits beginnen der Länge nach sich aus- zuziehen, das Chromatin beginnt, so zu sagen, auf die Lininfäden überzuströmen und schliesslich werden dieselben durch eine Chromatinschicht überzogen (Fig. 17, 15). In diesem Stadium sind noch kleine Knotenanschwellungen des Chromatins zu bemerken, die die letzten Reste der Chromatinkörnchen darstellen (Fig. 18). Noch einen Schritt weiter, verschwinden auch diese kleine Anschwellungen und das Chromatin nimmt in seiner Aus- breitung, dem Verlauf des Lininfadens folgend, die Form desselben an und schlingt sich in verschiedensten Richtungen wirr durch- einander, ein Umstand, der das Verfolgen seines Verlaufes unmöglich macht. Das konnte ich nicht einmal an isolierten Zellen machen. Begreiflich ist dann, dass die Frage, ob hier nur ein einheitlicher Faden vorliegt, oder ob das Chromatin sich schon in mehrere lange Fäden abgeteilt hat, nicht mit Sicherheit zu beantworten ist. Ohne einzelne Arbeiten aufzuzählen, möchte ich nur allgemein erwähnen, dass in allen Fällen, wo ein typisches Leptotenstadium bis jetzt beschrieben wurde, die Frage nach der Konstitution des Fadens niemals mit Sicherheit beantwortet worden ist, was von Wichtigkeit und grossem Interesse für das Verständnis des Synapsisstadiums wäre. Ich neige zu der Auffassung,

!, In der Bezeichnung der einzelnen Stadien folge ich der Nomen- klatur von Winiwarter (O0).

Eibildung bei Paludina vivipara ete.

| =

tiere geteilt wird, dass in diesem Stadium der Chromatinfaden seiner Entstehung nach, ein einheitliches Gebilde darstellt.

Die ganze Zelle weist ein kaum merkliches Wachstum auf. Die Kernform wechselt nunmehr zwischen oval und rundlich.

Synapsis-Stadium. (Tafel VII, Fig. 19—23.)

-Auf diesem Stadium nimmt der Chromatinfaden durch schwach ausgesprochene Verkürzung etwas an Dicke zu (Fig. 158), und gleichzeitig beginnt der Knäuel an einem Punkt des Kernes, welcher gewöhnlich exzentrisch gelagert ist, dichter zu werden. Selten sind die Fälle, wo gleichzeitig zwei Verdichtungszentren erscheinen (Fig. 22). Der andere Teil des Kernes lichtet sich mit dem Fortschreiten dieses Prozesses allmählich. Fig. 19, 20 zeigen den Prozess der Verdichtung in seinen Anfangsstadien. Da fällt es gleich ins Auge, dass hie und da freie Enden einzelner, getrennter Fäden vorhanden sind. Diese Fälle sind wahrscheinlich durch Durchschneiden der Fadenschlingen entstanden. Noch einen Schritt weiter in der Zusammenballung des Fadens, und wir kommen zu dem typischen Synapsis-Stadium. Die Fig. 21 und besonders Fig. 23 stellen zwei Stadien dar, auf welchen dieser Prozess seinen höchsten Punkt erreicht hat. In diesem dichten Knäuel ist noch zu erkennen, dass ein wirr verlaufender Faden vorhanden ist, ihn auf seinen einzelnen Windungen zu verfolgen, ist freilich unmöglich. Niemals kommt es zu einer formlosen Zusammenballung des Chromatins, wie dies bei anderen Tieren öfter angegeben worden ist. In diesen Fällen bin ich mit Schreiner (04) geneigt, eine schädigende Wirkung der Reagentien anzunehmen. Von dem Knotenpunkt ragen in dem chromatinfreien und lichten Teil des Kernes einzelne Schlingen vor, welche selten bis zu der Kernperipherie gehen und manchmal einen parallelen Verlauf zeigen. In der Synapsis ist der Faden nicht der ganzen Länge nach gleichmässig dick: er weist einzelne Knotenpunkte, welche durch Verdichtung des Chromatins entstehen, auf, ein Zeichen für das Fortschreiten der schon im leptotenen Stadium be- gonnenen Kontraktion des Chromatinfadens.

Der grosse, gewöhnlich in Einzahl vorhandene Nucleolus, der durch Zusammenfliessen der früheren zwei bis drei Nucleolen entstanden ist, und der in den Übergangsstadien von der Lepto-

54 Methodi Popoff:

tenie zur Synapsis noch sichtbar war, ist mit dem Eintritt dieses Stadiums nicht mehr zu beobachten, wahrscheinlich wird er durch den zusammengeballten Faden verdeckt, um gleich nach der Synapsis wieder zu erscheinen.

Der Kern hat im Vergleich zum Leptoten-Stadium wenig an Grösse zugenommen; das Plasma bildet immer noch eine dünne Schicht um den Kern herum.

Pachytene Kerne. (Taf. IV, Fig. 24—31 a.)

Die weiteren Veränderungen des Chromatins bestehen darin, dass der Chromatinfaden sich immer mehr und mehr verkürzt; Hand in Hand mit dieser Verkürzung findet auch eine merkliche Verdickung des Fadens statt; gleichzeitig schreitet die Zusammen- ziehung des Chromatins in einzelnen Knötchen weiter fort. Die schon in der dichten Synapsis aufgetretene Tendenz nach einer gleichmässigen Anordnung der Chromatinbröckchen auf dem Faden (Fig. 22, 23) tritt m dem Stadium, wo sich der Synapsisknäuel allmählich aufzulockern beginnt, deutlicher hervor. Fig. 24, die einen Teil von dem Kern eines solchen Stadiums darstellt, ver- anschaulicht diese Veränderungen. Sie zeigt ausserdem auch andere wichtige Besonderheiten. Man merkt, dass die die Uhroma- tinknötchen verbindenden Stücke von achromatischer Substanz schon wieder deutlich geworden sind und dass eine Neigung zur polaren Anordnung des Fadens verhanden ist. Noch wichtiger in diesem Stadium ist aber der Umstand, dass eine feine Längs- spaltung des verdickten Fadens zu bemerken ist, die an manchen Stellen besonders deutlich zu sehen ist. In dieses Stadium fällt die hochbemerkenswerte Erscheinung, dass dort, wo die Längs- spaltung deutlich wahrzunehmen ist, die einzelnen Chromatin- stückchen der beiden Spalthälften genau gegenüberliegen. Nie habe ich eine Ausnahme «davon gefunden, d.i. nie habe ich an den Chromatinknoten von zwei nebeneinanderliegenden Spalt- hälften eine alternierende Anordnung bemerkt. Das Gesagte ist sehr deutlich an Fig. 25 zu sehen, wo die Verdickung des Fadens und zugleich auch die polare Anordnung weitere Fortschritte ge- macht hat. Das Nebeneinanderliegen der Chromatinknötchen ist sehr stark ausgesprochen, so dass der ganze Faden eine regel- mässige Rosenkranzform aufweist. Ob in diesem Stadium eine

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 55

Abteilung in viele Fäden schon vorhanden ist, oder ob noch ein einheitlicher Faden vorliegt, ist schwer zu sagen. Beim Studium anderer ähnlicher Stadien bekommt man den Eindruck, dass der einheitliche Faden noch erhalten geblieben ist, nur dass er eine beträchtliche Verkürzung und seine Schlinge eine polare Anordnung angenommen haben. Nach einer anderen Deutung sollten in diesem Stadium schon getrennte Fäden sein und die an den letzteren zu beobachtende Längsspaltung Ausdruck einer in Synapsis stattgefundenen Konjugation sein. Nach dieser An- nahme würde das genaue Zusammenpassen der einzelnen Chromatin- knötchen der nebeneinanderliegenden Fäden unerklärt bleiben, was dagegen leicht verständlich wird, wenn wir diese Knötchen als Hälften von anfänglich einheitlichen und nachträglich ge- spaltenen Chromatinknoten ansehen. Das geschilderte Stadium bildet den Übergang zu dem typischsten pachytenen Kern (Fig. 26). Das Wichtigste, was gleich am Anfang dieses Stadiums wahrzu- nehmen ist, ist das Vorhandensein von sieben deutlich abge- grenzten Chromatinfäden, welche die in dem Zwischenstadium (Fig. 25) schon vorhandene polare Anordnung des Fadens beibe- halten und dieselbe noch deutlicher hervortreten lassen. Die Zahl 7, welche der halben Chromosomenzahl von Paludina entspricht, habe ich durch Zählungen an vielen diesbezüglichen Stadien fest- stellen können. Die Verdickung der Fäden ist im Vergleich zu dem früheren Stadium mehr ausgesprochen, gleichzeitig haben auch die knotigen Verdickungen des Chromatins mehr an Grösse zugenommen, und die zwischen ihnen vorhandenen achromatischen Verbindungsbrücken sind deutlicher geworden. Besonders deut- lich ist hier die Längsspaltung zu sehen, die von jetzt an mit der grössten Deutlichkeit bis zum folgenden Diplotenstadium zu verfolgen ist. Durch noch weitere Verkürzung der Fäden und durch Zusammenfliessen einzelner Chromatinknötchen kommen wir durch das Stadium Fig. 27 zu dem Stadium Fig. 25, wo ganze, durch Eisenhämatoxylin gleichmässig schwarz gefärbte, dicke Fäden vorhanden sind, die in regelmässigen Abständen Einschnitte auf- weisen, und an welchen die achromatischen Verbindungsstellen nicht mehr zu sehen sind. Von jetzt an beginnen Umänderungen, die die allmähliche und gleichmässige Ausbreitung der Fäden in dem ganzen Kerne herbeiführen. Schon in den Fig. 27, 28 ist zu bemerken, dass einzelne Fäden sich mit dem einen Ende von

56 Methodi Popoff:

dem Attraktionspol losgelöst haben und in den freien Raum des Kernes hineinragen. Dieser Prozess schreitet weiter fort, und in der Fig. 25 haben wir ein Stadium, wo die meisten Fäden diese Umlagerung schon durchgemacht haben. Die anderen noch an dem Attraktionspol des Kernes anhaftenden Enden rücken allmählich auseinander, und so kommen wir zu einem Stadium, wie es in den Fig. 30, 31 dargestellt ist, an dem die schon oft beschriebene strahlige Anordnung der Chromatinfäden um den excentrisch gelegenen Nucleolus zu bemerken ist. Das Wichtigste an diesen Stadien, (Fig. 29, 30, 31) ist das Auftreten einer neuen (uerteilung bei manchen Chromosomen. In den Figuren 29a, 31a habe ich zwei solche quergeteilte Chromatinfäden, die von den entsprechenden Figuren 29 und 31 entnommen sind, ge- zeichnet. Da ist gleich zu bemerken, dass der seiner ganzen Länge nach einheitlich schwarz gefärbte Chromatinfaden in der Mitte eine durch Linin überbrückte Unterbrechung aufweist. Genau solche Teilungen in dem gleichen Stadium sind auch von Schreiner in der Spermatogenese von Myxine beschrieben worden. Dass wir es hier nicht mit einer zufälligen Erscheinung zu tun haben, beweisen die immer gleichmässig von Chromatin bedeckten Fäden und das stete Vorhandensein von nur einer achromatischen Verbindungsbrücke innerhalb eines Chromosoms ; nie habe ich zwei Querteilungen an ein und demselben Faden beobachtet, was ja manchmal eintreten müsste, wenn der Vor- gang nur eine zufällige Erscheinung wäre. Durch diese vorüber- gehende Querteilung und die immer deutlich vorhandene Längs- teilung haben wir eine typische Tetradenbildung vor uns; durch diesen Prozess bekommen wir einen Anhaltspunkt für die Be- urteilung der erst viel später, vor der ersten Reifungsteilung auftretenden Tetraden. Darum möchte ich hier diesen Bildungs- prozess besonders betonen.

Erwähnen möchte ich‘ noch die öfters zu beobachtenden degenerierenden Ovocyten besonders im Stadium Fig. 26—29.

Diplotene Kerne. (Taf. V, Fig. 32—38.) Die beschriebene Querteilung ist vorübergehender Natur, denn kurze Zeit nachher verwischt sich alles wieder, der Längs- spalt wird breiter, die Fäden verdünnen sich und beginnen von

Ribildung bei Paludina vivipara ete. 57 neuem sich der Länge nach auszuziehen. Die Figuren 32, 33 stellen zwei solche Stadien dar: es ist nur ein Teil des Kernes im Schnitt enthalten gewesen. In Figur 32 ist der Längsspalt schon um ein beträchtliches breiter geworden. Er ist sowohl in den seitlich gesehenen. wie auch an den quer durchschnittenen Fäden deutlich zu unterscheiden. An den letzteren konnte ich mich mit den stärksten Vergrösserungen über das Vorhandensein von einem anderen, senkrecht zu dem ersteren sich ziehenden Längsspalt, wie er von manchen Beobachtern (Schneider [04]. Strassburger etc.) für andere Objekte beschrieben worden ist, nicht überzeugen. Noch breiter erscheint der Längs- spalt in dem Stadium, das in Figur 33 wiedergegeben, wo zwar bei einem Teil der Fäden noch die parallel verlaufenden Hälften dicht nebeneinander stehen, bei einem anderen Teil dagegen die beiden Hälften weit auseinander gerissen sind und sich umein- ander schlingen. Das Gleiche zeigt auch Figur 34, welche einen ovalen, senkrecht in seiner Breitachse durchschnittenen Kern darstellt. Sehr weit fortgeschritten und am schönsten ist aber dieser Prozess in Figur 35 zu sehen, welche zugleich die für den pachytenen Kern typische radiäre Anordnung der Fäden um den Nucleolus herum zeigt. Man sieht gleich, dass je zwei von den sich umeinander schlingenden Fäden noch vor kurzem einen ein- heitlichen Faden bildeten. Die so entstandenen Fäden sind dünner und länger. Dictyene Kerne. (Taf. V, Fig. 39—48, Taf. VI, Fig. 49—54.)

Die Verlängerung schreitet weiter fort, und gleichzeitig damit beginnt das Chromatin sich regelmässig auf die Fäden zu verbreiten (Fig. 36, 37, Taf. V, die nur einen kleinen Kernteil durchgeschnitten zeigen). Noch weiter verwischt sich allmählich die strahlige Anordnung um den Nucleolus, die Fäden behalten aber eine zeitlang ihren parallelen Verlauf, indem sie sich in verschiedener Weise verschlingen, unter Bildung achter — oder noch mehr komplizierter Figuren (Fig. 37, 36, Taf. V). Wir kommen so zu dem Stadium (Fig. 38), in dem die einzelnen Fäden so stark verlängert und ineinander verwickelt sind, dass ihre Zahl, wie es auch bis zur Pachytenie der Fall war, wieder ganz unbestimmbar ist. In diesem Stadium kann man nur selten noch von einzelnen Fäden reden und das umso weniger, weil

58 Methodi Popoff:

das Chromatin die Tendenz zeigt, sich auf dem übrigen Kern- gerüst zu verbreiten, ein Prozess, der sich an den stachelförmigen Fortsätzen, die von den Seiten der Fäden auslaufen, erkennen lässt (Fig. 36 und 38). Allmählich schwinden auch die letzten Spuren von parallelem Verlauf, und wir bekommen Bilder, wie die, welche in Figur 39 und 40 wiedergegeben sind, die wieder ein unentwirrbares Knänelstadium darstellen, indem das Chromatin das Gerüstwerk des Kernes gleichmässig überdeckt (Fig. 39). Gleich darauf beginnt das Chromatin sich in Klümpchen anzu- sammeln, zwischen denen der entblösste Lininfaden durch- schimmert (Fig. 40). Dies ist ein Stadium, das mit den Vor- stadien der leptotenen Kerne Ähnlichkeit hat, wo das Chromatin ebenfalls in kleinen Klümpchen über das achromatische Netzwerk verteilt war. Noch weiter vereinigen sich die kleineren Klümpchen zu grösseren, ein beträchtlicher Teil von dem achromatischen Ge- rüst wird seines Chromatins beraubt, und das Kernnetz tritt wieder deutlich hervor (Fig. 44—54). Zwischen dem Beginn dieses Prozesses und seinem Endresultat, wo das ganze Chromatin zu einem unregelmässigen, zackigen Klümpchen sich angehäuft hat, sind alle möglichen Übergangsstadien zu bemerken, wie ein Blick auf Figur 42—54 in überzeugendster Weise zeigt.

Bisher war das Wachstum sowohl des Kernes, wie auch des Plasmas nur ein beschränktes und das besonders ausgesprochen bis zum Diplotenstadium, wo das Plasma immer nur als eine dünne Schicht den langsam an Grösse zunehmenden Kern umgab. Mit der beginnenden Auflösung des diplotenen Kerns (Fig. 39 und 40) beginnt dagegen allmählich ein stärkeres Wachstum der ganzen Eizelle. (Zweite Eientwicklungsphase.) Von diesem Stadium an sind die Chromatinveränderungen im Kern nicht von so tief- gehenden Umwandlungen begleitet, wie es in den vorhergehenden der Fall war. Das Hauptgewicht fällt in die Veränderungen, die sich im Plasma abspielen.- In diese Phase fallen auch die inter- essanten Veränderungen, die die Nucleolen durchlaufen, Ver- änderungen, die nicht nur in einer blossen Wachstums- und Zahlenzunahme bestehen, sondern auch durch das Auftreten von neuen Nucleolusarten gekennzeichnet sind.

Hier auch möchte ich bemerken, dass am Anfang des Dietyestadiums (Fig. 40—44) die Zahl der degenerierenden Eier beträchtlich zunimmt.

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 59

Ausbildung der Chromosomen. — Richtungskörper. (Tafel VI.)

Um mit der Schilderung der Veränderungen des Chromatins bis zu der Bildung des ersten Richtungskörpers abzuschliessen, habe ich nur noch wenig beizufügen, weil die jetzt folgenden Stadien sehr schwer zu finden sind. — Gleich nach dem Stadium in Fig. 54 beginnt eine Auflockerung und Auflösung des grossen Chromatinklumpens in kleinere, die sich allmählich über das Kerngerüst ausbreiten, ohne dass es aber zur Bildung eines gleichmässigen Fadens käme (Fig. 55). In äusserst seltenen Fällen ist zu beobachten, dass die Chromatinbröckchen sich in Reihen anzuordnen beginnen, zu je zwei kurzen, unregelmässig geformten, bröckeligen, stäbchenartigen Gebilden. In diesem Stadium löst sich das Ei von der Wand ab, um wahrscheinlich im Ovarial- lumen die weitere Ausbildung der Chromosomen zu vollenden, und gleich in die Bildung der ersten Richtungsspindel überzu- gehen. Trotz den vielen Präparaten ist es mir leider nicht geglückt, alle Prozesse, die sich bis zu der Ausbildung der Chromosomen abspielen, Schritt für Schritt zu verfolgen und die Beteiligung der Nucleolen dabei festzustellen'), In allen vier

!) Um sich eine richtige Vorstellung darüber machen zu können, wie selten diese Stadien sind, möchte ich nur einige Zahlen anführen. In 700 Ob- jektträgern, voll mit Schnitten durch Oviduct und Ovar, konnte ich nur vier Eier in dem Stadium der ersten Richtungsspindel finden. Aus dem Ovidukt konnte ich nur ein Ei bekommen und drei andere Eier an der Mündungsstelle des Oviducets in das Receptaculum. Und alles das in einer Periode, in welcher die Geschlechtstätigkeit der Tiere am stärksten war! Alles spricht dafür, dass die Reifungsprozesse sich sehr rasch abspielen und zweitens, dass die Zahl der zur Reifung gelangenden Eier ausserordentlich gering ist, was auch aus der Zahl der jungen Embryonen, die sich im Uterus von Paludina von Frühling bis Ende Herbst vorfinden, zu schliessen ist. (Siehe den Anhang der Arbeit.) — Die Ursache dieser Seltenheit der späteren Stadien liegt in der grossen Zahl der Eier, welche in diesen Perioden degenerieren. Bis dahin sind die Eier immer an der Ovarialwand befestigt und haben ganz normales Aus- sehen. Sie haben die Dotterbildung und das Wachstum ganz normal durch- gemacht. Die Degenerationserscheinungen fallen hauptsächlich in die Zeit, wo die Eier sich von der Ovarialwand ablösen und in das Ovariallumen zu liegen kommen. Das Plasma verliert allmählich sein normales Aussehen, er- scheint stark mit Wasser imbibiert und schliesslich zerfällt es zu einer breiähnlichen Masse, die sich im Lumen des Ovariums ansammelt. Die Kerne leisten grösseren Widerstand beim Zerfallen. Man findet sie noch gut er- halten, mit einer Kernmembran umgeben und mit normal aussehendem

60 Methodi Popoff:

von mir beobachteten Richtungsspindeln fand ich die Chromo- somen ganz ausgebildet an der Äquatorialplatte liegen. Die Spindeln sind sehr gross und ziehen sich durch das ganze Ei hin (Fig. 56). Solch grosse Richtungsspindeln sind bei den Eiern von Polystomum (zoldschmidt [02]), von Limax (Obst [99]) und anderen Mollusken beschrieben worden. Die beiden stark entwickelten Pohlstrahlungen reichen bis zu der Zellperipherie. An der abge- bildeten Spindel waren mit der Delafieldschen Hämatoxylin-Färbung keine Öentrosomen zu bemerken. Die Centrosomen konnte ich auch durch die Eisenhämatoxylin-Nachfärbung nicht nachweisen, trotzdem dass in demselben Präparat sich befindende Ovogonien- teilungsspindeln sehr schön ausgebildete, körnchenartige CGentro- somen besassen (Fig. 9, Taf. IV). In. dieser Spindel (Fig. 56), wie in den anderen Richtungsspindeln ist nur eine dunkler gefärbte Sphäre zu sehen, an der die Polstrahlungen anstossen. In einem Ei war die Spindelfigur beträchtlich verkürzt und die Äquatorial- platte mehr an die Kernperipherie gerückt. Gleich nach diesem Stadium muss die Ausstossung des ersten Richtungskörpers er- folgen; — beobachten konnte ich den Vorgang nicht. (Zwei Mal habe ich im Uterus Eier mit zwei ausgebildeten Richtungs- körpern bekommen — die Kerne der Eier waren aber schon ins Ruhestadium eingetreten.) |

Die Richtungskörperbildung — hier ist die Rede immer für die erste Richtungsspindel, die zweite Richtungsspindel konnte ich nicht bekommen, — kann sowohl im Lumen des Oviductes (Fig. 56), wie auch im Uterus vor sich gehen. Die Zeit der sildung ist Schwankungen unterworfen, die wahrscheinlich von dem Entwicklungsgrad, in dem sich das Ei von der Ovarialwand ablöst, in Zusammenhang stehen. Z. B. neben den Eiern, die schon im Ovar die Richtungsspindel ausgebildet zeigten, habe ich das einzige vom Oviduct bekommene Ei mit Ruhekern gefunden. In

Uhromatin und Liningerüst in dem umgebenden Plasma liegen (Textfig. 1). Der Zerfall der Kerne wird durch die schwächere Färbbarkeit des Chromatins und.der Auflösung der Kernmembran eingeleitet. Im Lumen des Ovars findet man auch Eier in noch jungen Entwicklungsstadien, die von der Degeneration befallen sind. Es ist auffallend, dass die Degenerationswellen in nur be- stimmten Stadien des Eiwachstums auftreten, erstens nach dem Stadium mit gelappten Kernen, zweitens nach dem Synapsis- und Diplotenstadium, drittens (und .hauptsächlich) im Stadium vor der Richtungskörperbildung. Alle diese degenerierenden Eier sind von den normalen sehr leicht zu unterscheiden.

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 61

genau demselben Stadium (mit Ruhekern) waren auch die drei im Receptaculum gefundenen Eier. Ein Ei aus dem Uterus (Fig. 57) war im Stadium, wo die sieben Chromosomen schon ausgebildet, die Spindel aber noch nicht angelegt war. Ähnliche Schwankungen sind auch beim Eindringen des Spermatozoons zu bemerken, — es kann sowohl vor, wie auch nach der Richtungskörperbildung eintreten.

Nach den drei Ovarialeiern zu urteilen, ist man geneigt, die Form der Chromosomen nach dem heterohomeotypischen Schema Gregoires zu deuten. (Näheres in Kapitel VI.) Die Sache klärt sich aber gleich auf, wenn man die Form der Chromo- somen von einem Ovarialei (Fig. 59) und von dem in Fig. 57 abgebildeten Uterusei (Totalpräparat — Fixierung Pikrinessigs., Färbung mit Borax-Carmin und Hämatoxylin nach Delafield) be- trachtet. Da sind alle sieben Chromosomen typische Tetraden. Die Einwendungen und die kritische Beurteilung, die Gr&egoire (05) gegen die Tetradenchromosomen bei vielen Objekten geltend gemacht hat!), kennend, habe ich mit grösster Sorgfalt die mir zur Verfügung stehenden Bilder studiert: es hat sich gezeigt, dass hier in Wirklichkeit echte Tetraden verhanden sind, wie es aus den genau wiedergegebenen Abbildungen in Fig. 58 deut- lich hervorgeht. Jede Tetrade ist, von je zwei Paaren bogenförmig gekrümmten, mit den konvexen Seiten aneinanderstossenden Stäbchen gebildet, die hintereinander gelegen, mit einer deutlichen achromatischen Brücke verbunden sind. Von dieser Tetraden- struktur ausgehend, ist die Längsteilung und die darauf folgende Querteilung der Chromatinbänder, wie ich sie nach der Synapsis eingehend beschrieben habe, besser verständlich. Da haben wir auch ganz ausgebildete Tetraden gehabt, die dieselbe Beschaffen- heit, wie die hier geschilderten, aufwiesen. An Fig. 57 sind die verschiedenen Chromosomen von verschiedener Seite dargestellt, sie erscheinen dadurch ungleich gross.

Die erste Teilung der Tetraden ist eine Längsteilung: die Tetraden sind parallel mit der Längsachse am Äquator einge- stellt. Für die zweite Reifungsteilung kann ich nur die Vermutung aussprechen, dass sie durch die achromatische Verbindungsbrücke

') Durch das Anhäufen des Chromatins, hauptsächlich an den Enden von zwei nebeneinander liegenden Chromatinstäbchen, wird nach Gregoire häufig eine Tetradenfigur vorgetäuscht.

62 Methodi Popoff:

vor sich geht. Diese Annahme halte ich, nach den bis jetzt be- kannten Fällen bei anderen Tieren, für die wahrscheinlichste. Bevor ich dieses Kapitel abschliesse, möchte ich noch erwähnen, dass neben der ausgebildeten Richtungsspindel immer ein nucleolusartiges Gebilde im Plasma liegen bleibt, — ein Befund, welcher in dem Kapitel über die Nucleolusfrage eingehender besprochen werden soll.

IV. Nucleolen. (Tafel VII.)

In ihrer Entwicklung stehen die Nucleolen m engem Zu- sammenhang mit den sich im Kern abspielenden Prozessen. Übersichtlichkeit halber betrachte ich sie aber in einem besonderen Kapitel. Für das Studium der Nucleolen haben sich am besten die zweifache Flemmingsche Färbung (Safranin-Gentianaviolett) und die Färbung mit Borax-Carmin — Berlinerblau bewährt, ferner die Borax-Carmin — Bleu de Lyon-Färbung, die Färbung mit Hämatoxylin nach Delafield — Eosin, das reine Borax-Carmin, die reine Gentianaviolett-Färbung, die Färbung mit Jodgrün- fuchsin usw.

Zuerst werde ich die Resultate, welche ich mit diesen Färbemethoden erzielt habe, besprechen und erst am Schluss deren einheitliche Auffassung versuchen.

Bei Anwendung der Doppeltinktionsmethode ist zu bemerken, dass die Nucleolen der ersten Entwicklungsphase (vom Ovogonien- stadium bis zum Stadium des dietyenen Kerns, Fig. 62—67) ganz anderes Tinktionsvermögen als das Chromatin aufweisen. So wird bei der Safranin - Gentianaviolett- Färbung (nach Flemming) das Kernchromatin rot, die Nucleolen dagegen schön tiefblau gefärbt. Letztere Farbe weisen auch kleine im Kern verstreute Körnchen auf. Durch Zusammenfliessen derselben werden kleine neue kugelige Nucleolen gebildet. Dieser letzte Prozess ist besonders gut an Präparaten, welche nur mit Gentianaviolett gefärbt sind, zu sehen, an denen auch die kleinsten Nucleoluspartikelchen tief- blau gefärbt sind und dadurch stark von dem blassblau gefärbten Chromatin hervorgehoben werden. Das Zusammenfliessen der kleinsten tiefblauen Körnchen in Nucleolen ist dabei sehr leicht zu verfolgen. Die entstandenen kleinen Nucleoli fliessen dann allmählich mit der fortschreitenden Entwicklung des Eies in nur

Eibildung bei Paludina vivipara ete. 63

ein bis zwei grössere Nucleoli zusammen, sodass im Stadium des pachytenen und diplotenen Kerns nur noch ein grösserer Nucleolus vorhanden ist. Sobald aber das Ei im Stadium des dietyenen Kerns eintritt, d. i. in dem Stadium, in welchem die Zusammen- ballung des Chromatins beginnt und das Ei in die eigentliche Wachstumsperiode eintritt, tritt auf einmal eine starke Vermehrung der blau gefärbten Nucleolen ein. Daher sind auch Eizellen mit zwei bis drei grossen blauen Nucleoli sehr oft zu sehen.

Mit Beginn des Stadiums des dietyenen Kerns entstehen aber auch Nucleolen, welche ein ganz anderes Färbungsvermögen wie die bisherigen aufweisen. Sie färben sich nämlich rot wie das Chromatin selbst und liegen von Anfang ganz dicht an den Chromatinklümpchen (Fig. 68, 69, 70) an. Diese Nucleolen zweiter Art entstehen durch Zusammenfliessen kleiner chromatischer Körperchen. Dieser Prozess nimmt mit der fortschreitenden Zu- sammenballung des Chromatins an Intensität zu, sodass schliesslich zwei, drei, ja sogar viel mehr chromatische Nucleolen entstehen können. Nachdem die beiden Nucleoliarten ausgebildet sind, treten zwei verschieden gefärbte Nucleoli zusammen und bilden so die für die Mollusken und viele andere Tiere charakteristischen Doppelnucleoli (Fig. 72, 73, 74). Die Fälle, wo zwei rot gefärbte Nucleoli an einen blau gefärbten sich anlegen, sind ziemlich selten. Die ausgebildeten Doppelnucleoli können weiter an Grösse zunehmen, indem sowohl der chromatische, wie auch der achro- matische Nucleolus durch Aufnahme geeigneten Materials wächst. In einer Zelle ist gewöhnlich ein Doppelnucleolus zu finden: nicht sehr oft sind die Fälle, wo zwei, manchmal sogar drei solche vorhanden sind. Es ist dabei nicht ausgeschlossen, dass neben Doppelnucleoli auch einfache Nucleoli und zwar chromatinhaltige und chromatinfreie vorhanden sind, — diese Fälle sind sogar sehr oft.

Die Entstehung der ersten Art Nucleoli und das Auftreten der chromatischen, die Vermehrung der beiden und die Aus- bildung der Doppelnucleoli ist genau so gut auch mit den anderen Doppeltinktionsmethoden zu verfolgen. So mit der Borax-Carmin — Bleu de Lyon Färbung sind in der ersten Eientwicklungsphase nur rot-bläulich gefärbte Nucleoli nachzuweisen. Sobald aber das Ei in die Wachstumsphase eingetreten ist, tritt auch die reichliche Ausbildung der zweiten Nucleolusart, — der chroma-

v4 Methodi Popoff:

tischen Nucleoli — auf, welche sich ganz blau wie das Chromatin selbst färben. Besonders dentlich treten aber diese Verhältnisse mit der Borax-Carmin-Berlinerblau Methode hervor. Hier auch ist mit dem Beginn der zweiten Phase das Entstehen von Nucleolen zu beobachten, welche hellblau wie das Chromatin selbst gefärbt sind und sich von den rot-bläulich gefärbten Nucleolen der ersten Phase scharf hervorheben. Sehr instruktive Bilder gibt auch die Hämatoxylin-Eosin Färbung: in der ganzen ersten Phase sind nur blass-rötlich gefärbte Nucleoli vorhanden. Mit Beginn der zweiten Phase bilden sich aber auch ganz blau, wie das Chromatin selbst gefärbte Nucleoli. In allen diesen Fällen ist die Entstehung der Doppelnucleoli durch Zusammen- legen von je einem Nucleolus der beiden Arten — sehr leicht zu verfolgen.

Interessant und in mancher Beziehung sogar instruktiver sind die Bilder, die mit den gewöhnlichen einfachen Färbungs- methoden zu bekommen sind. Das einfache Gentianaviolett färbt z.B. nur die Nucleolen der ersten Eientwicklungsphase und das in einer tiefblauen Farbe. Die Nucleolen der zweiten Art da- gegen bleiben so blass-blau gefärbt wie das Chromatin selbst. Ganz ähnliche Verhältnisse zeigt auch die Jodgrünfuchsin-Färbung, d.i. die Nucleolen der zweiten Art stimmen in ihrem Farbenton mit dem Chromatin überein und unterscheiden sich dadurch von den Nucleolen der ersten Eiwachstumsphase, — die blass gefärbt bleiben. Mit der Borax-Carmin-Färbung sind auch dieselben Verhältnisse nachzuweisen. Nämlich während der ganzen Dauer der ersten Eientwicklungsphase sind nur blassrot gefärbte Nuc- leolen vorhanden; mit Beginn der zweiten Phase aber treten auch solche auf, die tiefrot wie das Chromatin selbst gefärbt sind. Die nachträglich entstehenden Doppelnucleoli zeigen daher eine blasse grössere und eine dunkle kleinere Hälfte, die der zweiten Nucleolusart entspricht.

Die feinere Struktur der Doppelnucleoli ist mit allen bisher besprochenen Färbungsmethoden von Anfang an schwer zu ver- folgen; sie sehen gewöhnlich ganz kompakt aus. Erst in den späteren Stadien der Entwicklung tritt eine deutliche Vakuoli- sierung der kleineren Hälfte des Doppelnucleolus auf. Die Vacuolen sind manchmal in beschränkter Zahl, doch vermehren sie sich öfters sehr stark (Fig. 74), um durch Zusammenfliessen grössere

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 65

Vakuolen zu bilden (Fig. 78; in Fig. 78a ist derselbe Nucleolus wie in Fig. 78, nur stärker vergrössert dargestellt). Selten, und das nur an den mit Borax-Carmin-Berlinerblau gefärbten Präparaten, konnte ich eine undeutliche, fein vakuolisierte Struktur an der grösseren Hälfte des Doppelnucleolus wahrnehmen.

Die Entwicklung der Nucleolen im Zusammenhang mit den CUhromatinveränderungen im Kern und die verschiedenen Tink- tionsvermögen betrachtend, habe ich mir folgende Auffassung über sie bei Paludina gebildet. Die noch in den Ovogonien auftretenden und different von dem Chromatin sich färbenden Nucleoli sind mit den echten oder Plastinnucleoli (Hertwig [98], Carnoy [97—03], Hartmann [02] etc.) zu vergleichen. Mit diesem Namen haben die genannten Forscher, besonders aber Hertwig, Nucleolen bezeichnet, die aus blosser Grundsubstanz — Plastin — bestehen. Das letztere dient ge- wöhnlich als Unterlage des Chromatins, unter gewissen Umständen aber, wie z. B. bei der Ausbildung der chromatischen Figuren, wird ein Teil des Plastins frei, und in Nucleolen — Plastin- nucleolen — zusammengeballt.!) Die in denselben aufgespeicherte Plastinsubstan z findet bei einer neuen Differenzierung des Chro- matins in Chromosomen wieder Verwendung. Dieser letzte Fall ist auch bei der Ovogonienteilung von Paludina zu beobachten. Mit der fortschreitenden Ausbildung der Chromosomen ist bei derselben zu bemerken, dass ein Nucleolus nach dem anderen schwindet; zuletzt bemerkt man manchmal noch einen kleinen Rest von nicht ganz verbrauchtem Nucleolus (Fig. 7, Taf. IV) der an einem Chromosom hängt. Dieser Prozess erinnert lebhaft an denjenigen, welchen R. Hertwig (98) bei der Chromosomen- ausbildung von Actinosphaerium beobachtet hat. An diesem Heliozoon konnte er in einer lückenlosen Reihe das allmähliche Schwinden der Plastinnucleoli und deren Verbrauch als Kittsub- stanz bei der Ausbildung der Chromosomen verfolgen.

Für die Anschauung, dass die Nucleolen, welche in der ersten Phase von der Eientwicklung bei Paludina auftreten, Plastinnucleoli sind, spricht in hohem Maße ferner das Zusammen- fallen des starken Wachstums der Plastinnucleoli auf dem be- treffenden Stadium der beginnenden Zusammenballung des Chro-

%) Die chromatischen Nucleoli entstehen, indem Chromatin in den

Plastinnucleoli aufgelagert wird. Archiv f. mikrosk. Anat. Bd. 70. >

66 Methodi Popoff:

matins, und während derselben, zu einem einheitlichen Klumpen. In Folge dieses Prozesses bleibt ein Teil von der Plastinunter- lage des Chromatins übrig. Dieser Teil ballt sich dann allmählich zusammen und bildet die Plastinnucleoli.

Gleichzeitig mit der beginnenden Zusammenziehung des Chromatins, bildet sich auch die andere Nucleolusart. Der Moment der Entstehung, die Färbung und die Ausbildung dieser Nucleolen dicht an dem zusammengeballten Chromatin zeigt unzweifelhaft, dass sie reine Chromatinnucleoli sind. — Folglich werden die nachträglich entstehenden Doppelnucleoli aus einer Plastin — und einer Chromatinhälfte bestehen. Diese Auffassungs- weise stimmt mit derjenigenHertwigs(98) und Hartmanns (02) über die Natur der Doppelnucleoli überein, d. i. dass der Doppel- nucleolus ursprünglich einen chromatischen Nucleolus darstellt, in welchem das Chromatin sich nur an einer Stelle zusammen- gezogen hat und dadurch ein Teil von der Plastinunterlage entblösst geblieben ist. Die beiden so entstandenen differenten Hälften weisen infolgedessen auch eine differente Färbung auf. Ein Unterschied in dem Fall von Paludina ist nur darin gegeben, dass der Doppelnucleolus hier nicht aus einem einheitlichen Nucleolus entsteht, sondern aus zwei nachträglich sich ver- einigenden Nucleoli, — eine Entstehungsweise, welche auch von Obst (99) an Limax und Unio beobachtet worden ist. Es ist leicht möglich, dass genau solche Prozesse sich auch in den Echinodermeneiern abspielen, da ja in seinen Untersuchungen Hartmann diese früheren Stadien nicht beobachten konnte.

Zur Unterstützung der oben vertretenen Auffassung über die Natur der Doppelnucleoli dient ferner die folgende Beobachtung. In den mit Gentianaviolett gefärbten Präparaten sind manchmal die beiden Hälften des Doppelnucleolus ganz blau gefärbt, d.h. die beiden Hälften weisen die Eigenschaften der Plastinnucleoli auf. Bei allen diesen Fällen ist auffallend, dass das in den früheren Stadien zusammengeballte Kernchromatin wieder in dem Keimbläschen sich zu verstreuen begonnen hat (Fig. 54, Taf. VI). Ich erkläre mir diese Befunde folgendermaßen: Das in dem chromatischen Teil des Doppelnucleolus aufgespeicherte Chromatin ist beim Eintreten des Stadiums in welchem die Verstreuung des zusammengeballten Kernchromatins beginnt, aus der chro- matischen Hälfte des Doppelnucleolus allmählich ausgewandert

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 67

und dadurch ist die Plastinunterlage frei von Chromatin geblieben. Von der ursprünglich chromatischen Hälfte des Doppelnucleolus bildet sich somit ein reiner Plastinteil. Dieser Umwandlungs- prozess ist in den Fig. 77—75 veranschaulicht, in denen mit der fortschreitenden Auswanderung des Chromatins allmählich auch die tiefblaue Färbung des Plastins auftritt.

Solche Beobachtungen, dass die beiden Teile der Doppel- nucleoli statt different, manchmal sich einheitlich und zwar in der Farbe der grösseren Hälfte (welche nach meinen Be- obachtungen dem Plastinnucleolus entspricht) färben, sind oft auch an anderen Objekten gemacht worden, — von Obst (99) an Limax usw. ohne aber nach dieser Weise gedeudet zu werden. So z.B. in den Fällen wo eine Doppeltinktionsmethode zur An- wendung gekommen ist suchte man dieses abweichende Färbungs- verhalten durch den verschiedenen Ausziehungsgrad der Farbe zu erklären. Damit der gleiche Erklärungsversuch nicht auch in dem beschriebenen Fall von Paludina Verwendung finden konnte, habe ich ausschliesslich solche Fälle besprochen wo nur eine Farbe zur Anwendung kam; — da ist diese Deutungs- möglichkeit ausgeschlossen.

Das Verhalten der Nucleoli bei der Ausbildung der Richtungs- spindelchromosomen konnte ich nicht beobachten. Im Stadium der ausgebildeten Spindel fand ich aber immer einen Nucleolus im Plasma liegen. Solche Bilder und in gleichem Stadium haben auch Obst bei Limax und Wheeler (95) bei Myzostoma ver- zeichnet. Mit Eisenhämatoxylin färbt sich dieser Nucleolus

schwarz, mit Hämatoxylin (Delafield) — blau, mit Borax-Carmin — Hämatoxylin nach Delafield — schwach rötlich blau, d.h. er

zeigt die Eigenschaften eines Plastinnucleolus. In diesem Fall würden daher die Verhältnisse bei Paludina mit den Befunden Hartmanns an den Echinodermeneiern zu vergleichen sein. Bei seinem eingehenden Studium über das Schicksal des Doppel- nucleolus bei der Ausbildung der Richtungsspindel der Seeigeleier., hat Hartmann nämlich dasselbe Gebilde im Plasma gefunden und dessen Entstehung aus dem ursprünglichen chromatischen Nucleolus (wie er in dem Keimbläschen dieser Tiergruppe vor- handen ist) verfolgen können, d. i. dass das Chromatin mit einem Teil von Plastin allmählich aus dem chromatischen Nucleolus aus-

wandert um zur Ausbildung der Chromosomen der ersten Rich- Hr

65 Methodi Popoff:

tungsspindel verbraucht zu werden. Das übrige Plastin bleibt dann im Plasma neben der ausgebildeten Richtungsspindel, als Plastinnucleolus liegen. Der letztere, wie das der Fall auch bei Paludina ist wird allmählich aufgelöst. Ich begnüge mich hier auf diese Ähnlichkeit der Befunde hinzuweisen, ohne ihre Bedeutung weiter zu besprechen.

Zum Schluss möchte ich noch auf einige Bilder aufmerksam machen, von denen ich auf die Fig. 79—82, welche von einem mit Hämatoxylin — Eosin gefärbten Präparat entnommen sind, eine vollständige Serie gegeben habe. Man bemerkt in manchen Eiern, dass der Doppelnucleolus sich der Länge nach auszieht (Fig. 78 und 54), um schliesslich an der Kernmembran anzu- stossen. An der Berührungsstelle wird die Kernmembran auf- gelöst (Fig. 80), durch welche Öffnung eine Herauspressung der Nucleolarsubstanz in das Plasma stattfindet. Für diese Deutung sprechen die Bilder S1 und 82, welche in anderen Eiern zwei weitere Stadien dieses Prozesses zeigen. Man sieht, dass die Nucleolarsubstanz allmählich schwindet. Im Plasma selbst konnte ich von ihr nichts bemerken. Wahrscheinlich wird sie bald ver- ändert oder sehr rasch aufgelöst. Bei der grossen Zahl der Nucleolen im Paludina-Ei, ist die gegebene Deutung der Bilder — d.i. dass ein Teil der Nucleolen ins Plasma ausgestossen wird, — Bilder die nicht selten zu finden sind, die einzig an- nehmbare, zumal solche Fälle auch bei anderen Tieren beobachtet und beschrieben worden sind (Schreiner [04] Myxine).

Dieser Befund spricht durchaus nicht gegen die hier ver- tretene Auffassung der Nucleolen. Eine Auflösung von einem Teil der Plastinsubstanz findet immer bei der Bildung der ersten Richtungsspindel statt (Hartmann, Obst). Bei der grossen Zahl der Plastinnucleoli bei Paludina ist eine Ausstossung der- selben ins Plasma, noch vor dem Richtungsspindelstadium, — nicht unbegreiflich.

V. Veränderungen im Plasma: Chromidien, Dotterbildung. Angesichts der Aktualität der Frage nach den funktionellen

Veränderungen im Plasma und den damit eng verbundenen wichtigen theoretischen Anschauungen über Zellstruktur und

Eibildung bei Paludina vivipara ete. 69

Zellphysiologie, habe ich diesen noch wenig aufgeklärten Fragen meine Aufmerksamkeit gewidmet. Das war auch der Grund, dass ich mich entschlossen habe, auch andere Vergleichsobjekte in die Untersuchung heranzuziehen um eine möglichst genaue und vollkommene Vorstellung über die hier sich anknüpfenden Problemen zu bekommen. So habe ich ausser den weiblichen Geschlechtszellen von Paludina, noch die männlichen Geschlechts- zellen, sowie die weiblichen und männlichen Geschlechtsprodukte und Ganglienzellen von Helix untersucht. Die durch Beobachtung gewonnenen Tatsachen, lasse ich in diesem Kapitel folgen. Die theoretische Auffassung und Bedeutung derselben wird in dem allgemeinen Teil der Arbeit besprochen.

1> Eier’von Paludına: Try Ne

Bevor ich mit der Beschreibung der Plasmaveränderungen beginne, will ich einige allgemein gültige Bemerkungen voraus- schicken. — Alle Präparate an welchen ich die Chromidien ') und die Deutoplasmabildung untersucht habe, waren mit Petroun- kewitsch’s Gemisch oder mit reinem Sublimat fixiert und mit Eisenhämatoxylin nach Heidenhain gefärbt. Die in den Abbildungen wiedergegebenen Stadien sind nicht immer auch die typischsten für die Chromidien. In manchen Zellen sind die Uhromidien weit zahlreicher und schöner entwickelt. Bei der Auswahl der Bilder musste ich aber, um nicht die Abbildungen weiter zu vermehren, auch die für mich wichtigen Verhältnisse im Kern berücksichtigen, ein Umstand, welcher mir die freie und die passende Auswahl der Bilder für die Chromidienent- wicklung beschränkte. Von einer Kombinierung verschiedener

!) Wie bekannt, wurde der Begriff der Chromidien durch R. Hert- wig (1899) in die Wissenschaft eingeführt. Mit diesem Namen hat er chromatisch sich färbende Teile im Protoplasma der Protozoen bezeichnet, die aus dem Kern stammen. Später (1904) hat R.Goldschmidt dem Begriff der Chromidien eine breitere Auffassung gegeben. Durch eigene Beobachtungen und durch zusammenfassende Erörterungen hat er versucht, die Identität der Protozoenchromidien, mit den chromatisch färbbaren Ge- bilden im Plasma stark funktionierender Gewebszellen der Matozoen, wie auch mit den bei den letzteren wiederholt unter dem Namen Mitochondria, Pseudochromosomen, Archoplasma, Nebenkern etc. bezeichneten Gebilde nach- zuweisen, — eine Betrachtungsweise der ich mich vollkommen anschliesse

0 Methodi Popoff:

Bilder habe ich abgesehen. Darum werde ich bei der Besprechung auch Verhältnisse berücksichtigen, die zwar in den Abbildungen nicht wiedergegeben, aber in den Präparaten reichlich vor- handen sind.

Die Veränderungen im Plasma sind in zwei Phasen einzu- teilen, die mit den zwei, schon früher besprochenen Phasen des Eiwachstums eng zusammenfallen. Die eine Phase, in welcher als Plasmaeinschlüsse hauptsächlich fast nur die Chromidien zu bemerken sind, reicht bis zum Dietye Stadium, von welchem Stadium an die ausserordentlich reiche Entwicklung der Chro- midien beginnt, und gleichzeitig damit auch die Prozesse, die zu der Bildung der Fetttropfen und des Deutoplasmas führen.

a) Erste Phase: Veränderungen im Plasma vor der Dotterbildung.

Die ersten Veränderungen treten gleich nach der begonnenen Differenzierung der Ovogonien auf. In dem gleichmässig fein- wabig strukturierten Plasma, bemerkt man das Auftreten von kleinen, schwarz gefärbten Körnchen und Stäbchen, die in un- mittelbarer Nähe von der Kernmembran sich befinden, ja gewöhn- lich sogar sich ganz dicht an dieselbe anschmiegen (Fig. 13, 18, 21, Taf.IV). Das sind die Chromidien (bei der Beschreibung werde ich überall diese Gebilde mit dem Namen Chromidien bezeichnen; — die Gründe dafür werde ich in dem allgemeinen Teil erörtern). welche genau so tiefschwarze Färbung aufweisen, wie das Chromatin des Kernes selbst. In noch früheren Stadien — in den Ovogonien, — konnte ich die Chromidien nicht konstatieren, was mit der dichten Nebeneinanderlagerung der Zellen und die dadurch er- schwerte Beobachtung in Zusammenhang zu bringen ist. ‚In den folgenden Stadien nehmen allmählich die Chromidien an Quantität zu (Fig. 27,28, Taf. IV) um in dem Schlussstadium dieser Periode eine ziemlich beträchtliche Menge zu erreichen. Gleichzeitig damit wird auch die Stäbchenform mehr und mehr ausgesprochen. Die Stäbchen weisen keinen gleichmässigen Durchmesser auf, sondern lassen kleine Höckerchen an ihrer Peripherie wahrnehmen. Für die ausgesprochenen Stäbchen, die sich in den späteren Stadien (Fig. 34,35, Taf. V) und besonders in Stadien der zweiten Phase finden, ist die Entstehung durch Zusammenfügung von Körnchen und kleinen Stäbchen sehr gut denkbar. In den

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 71

Ohromidialstäbehen sind manchmal stärker gefärbte Partien wahrzunehmen (Fig. 29, Taf. IV). Gewöhnlich sind die einzelnen Chromidien eingeschlossen in einer Hülle, die tiefer als das um- sebende Plasma gefärbt ist.') Das ist die Ursache, dass die zu- sammengehäuften Chromidien in einen dunkleren Grund eingebettet sind (Fig. 35). Erwähnenswert und augenfällig ist die stets vorhandene enge Beziehung zwischen Chromidienausbildung und Kernchromatin, was besonders in dem Stadium hervortritt (Fig. 25, 27, 28, 29 und Fig. 35), in welchem die Chromatin- schleifen eine heteropole Anordnung annehmen. In diesem Stadium sind die Chromidien nur auf die Stelle beschränkt, an welcher die Chromatinschleifen die Kernmembran berühren. Da bemerkt man auch, dass die Chromidien so eng an die Kern- membran sich anschmiegen, dass diese undeutlich wird. Manchmal sieht es aus, als ob ein kontinuierlicher Zusammenhang zwischen den Chromidien und dem Kernchromatin vorhanden ist (Fig. 25, 27, 28 und 35).

Gegen das Ende der ersten Wachstumsphase beginnen einzelne Stellen von dem Plasma hier und da eine dunklere Färbung aufzuweisen (Fig. 30, 34, 35), Vorgänge, die, wie wir gleich sehen werden, ihre höchste Entwickelung in der zweiten Phase erreichen und die in engem Zusammenhang mit den in dieser Phase sich abspielenden Dotterbildungsprozesse stehen.

b. Zweite Phase: Vermehrung der Chromidien, Dotterbildung. (Taf. VsVN.

Gleich zu Beginn dieser wichtigen Phase, tritt eine reich- liche Bildung von Chromidien auf (Fig. 42, 43, Taf. V). Dieser Umstand ist beachtenswert, denn er zeigt den engen Zusammen- hang, der zwischen Chromidienbildung und den Funktionszustand der Zelle existiert. Wie schon erwähnt, ist diese Phase durch eine rege Zelltätigkeit gekennzeichnet: die bis jetzt nur eine geringe Grössenzunahme aufweisenden Zellen, beginnen auf ein- mal sehr stark an Grösse zuzunehmen und gleichzeitig damit tritt die Bildung des Deutoplasmas ein. Die Chromidienbildung in dieser Phase, ist nicht allein auf gewisse Stadien beschränkt. Wie ein Blick auf die gegebenen Figuren zeigt, findet sie in

') Diese dunklere Färbung der umhüllenden Plasmaschicht ist Folge der begonnenen Auflösung der Chromidien.

72 Methodi Popoff:

allen Entwicklungsstadien statt. Bilder, wie die in Fig. 47, 49 wiedergegebenen, zeigen ausserdem noch, dass, nachdem ein Teil von den Chromidien sich schon im Plasma verstreut hat, die Bildung neuer Chromidien weiter vor sich gehen kann.

In dieser Phase weisen die Chromidien abermals die schon früher erwähnte enge Beziehung zum Kern auf. Bilder, wie die in Fig. 42, 43, 46, 49 wiedergegebenen finden sich sehr oft. Das Anschmiegen an der Kernmembran ist so eng (Fig. 42, 43), dass dieselbe undeutlich wird und aussieht, als ob sie an dieser Stelle aufgelöst sei. Sehr oft sind daher auch Bilder zu sehen, ‘von denen man den Eindruck bekommt, dass ein Teil mancher Chromidialstäbchen im Kern liegt, während ein anderer Teil ins Plasma ragt (Fig. 42, 43, 47). Die dicht an der Kernmembran auftretenden Chromidien entfernen sich allmählich und kommen in andere Plasmapartien zu liegen. Gleichzeitig mit diesem Prozess ist auch eine Länge- und Dickenzunahme der Chromidien zu beo- bachten (Fig. 40, 46, 47, 51, 53) welche sowohl durch Verschmelzung kleinerer Chromidialstäbchen, wie auch durch Aufqueilen derselben bedingt seinkann. Es sind Anhaltspunkte vorhanden, welche zeigen, dass die beiden Prozesse gleichzeitig stattfinden. Für das Auf- treten von Aufquellungserscheinungen spricht der Umstand, dass die Grenzen der vom Kern entfernten Chromidien etwas ver- schwommen werden und der graue Saum, der sie umgibt, ausge- sprochener wird. Dieser letztere Prozess ist auch eine Andeutung für die beginnende Auflösung der Chromidien, was besonders gegen das Ende der zweiten Phase stattfindet. Neben den stark schwarz gefärbten Chromidien, sind dann auch solche zu sehen, die nur noch hier und da schwarze Körnchen aufweisen, der übrige Teil dagegen hat beträchtlich von seiner Färbbarkeit verloren und einen licht- grauen Farbenton angenommen. Von diesem Stadium, bis zu dem, wo die Chromidien sehr schwache Färbbarkeit aufweisen, um später noch ganz zu zerfliessen, sind alle möglichen Über- gänge zu beobachten (Fig. 41, 49, 50, 53).

Die ersten Andeutungen der Plasmaveränderungen, die die Dotterbildung einleiten, sind, wenn auch sehr selten, schon am Ende der ersten Phase zu bemerken. Manche Partien von Plasma nehmen ein dichteres Aussehen an und weisen dadurch dunklere Färbung als das übrige Plasma auf (Fig. 30, 34); Veränderungen,

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 13

welche besonders stark ausgesprochen in der zweiten Phase auf- treten (Fig. 46-—54). Diese dichteren Plasmapartien — die Deutoplasmakugel — haben eine rundliche oder schwach ovale Form. Sie treten anfangs in der Nähe vom Kern auf, später aber finden sie sich in verschiedenen Teilen der Zelle angelagert, indem sie immer mehr und mehr an Menge zunehmen (Fig. 43, 46, 47, 48, 50). Diese Dotterkugeln erreichen eine beschränkte (arösse und zeigen dann eine konzentrische Schichtung nach aussen. Im Innern der Kugel dagegen ist ein heller, stark lichtbrechender Körper eingebettet, der an den lebenden Eiern tlüssiger Natur ist (Fig. 49, 52). Die weiteren Veränderungen, die an den Deutoplasmakugeln zu bemerken sind, bestehen darin, dass in den konzentrischen Plasmaschichten, die unmittelbar an dem helleren zentralen Körper anliegen, die Ausscheidung von meistens eckigen Körnchen, — Fettkörnehen — beginnt. Letztere nehmen nach Behandlung mit Eisenhämatoxylin eine eigentümlich glänzende schwarze Färbung an, welche ermöglicht, dass sie schon vom ersten Blick an leicht zu unterscheiden sind. Die Bildung der Fettkörnchen kann allmählich von den tieferen Rindenschichten der Deutoplasmakugel nach den peripher gelegenen sich ausbreiten. Figur 60 stellt eine stark vergrösserte Deuto- plasmakugel dar. Die Fettkörnchenbildung ist so weit fort- geschritten, dass der helle Zentralkörper von ihnen ganz bedeckt erscheint. Bei manchen, und zwar gewöhnlich den kleineren Deutoplasmakügelchen ist auch zu bemerken, dass die scharfe Unterscheidung von zentralem Körper und Rindenschicht nicht vorhanden ist. Die Fettkörnerausscheidung geschieht dann im Zentrum der Kugel. Manche von solchen Deutoplasmakugeln, in deren Zentrum nur zwei schwarz gefärbte Körner vorhanden sind, die ihrerseits mit gesonderten dünneren, konzentrischen Plasmaschichten umgeben sind (Fig. 46, 47), erinnern sehr viel an die Bilder, die van der Stricht (05b) bei der Dotter- bildung in den Eiern von Vesperugo patula beobachtet hat. Ob eine volle Gleichartigkeit zwischen diesen Gebilden (corps vitellins) van der Strichts und die bei Paludina beobachteten existiert. kann ich mit Sicherheit nicht sagen, da die diesbezüglichen Zeichnungen van der Strichts nicht genügend detailliert sind. Trotzdem spricht der Eindruck, den man durch seine Beschreibung bekommt, sehr viel für diese Annahme.

74 Methodi Popoff:

Die an Grösse zugenommenen Deutoplasmakugeln zerfallen schliesslich in kleinere Kügelchen, indem dabei die in den ersteren aufgehäuften Fettkörperchen frei ins Plasma zu liegen kommen und sich später ganz in dasselbe verstreuen. Durch das allmähliche Ausfüllen des Plasmas von den kleinen Deutoplasmakügelchen bekommt dasselbe ein vakuoläres Aussehen. Am lebenden Ei sind die Deutoplasmakügelchen gelblich, wodurch auch die gelb- liche Farbe der Eier bedingt ist. An den mit Sublimat fixierten und mit Hämatoxylin nach Heidenhain gefärbten Präparaten, erscheinen die Deutoplasmakügelchen als stark lichtbrechende Körper, welche an Präparaten, die mit Ösmiumgemische hergestellt wurden, besonders deutlich hervortreten. Durch die fortschreitende Vermehrung der Deutoplasmakügelchen wird schliesslich die ganze Zelle ausgefüllt und das Ei bekommt allmählich das Aussehen der Fig. 54. Also, wir haben gesehen, dass die grossen Deuto- plasmakugeln den Ausgangspunkt für die Fetttropfenbildung und die Bildung der kleinen Deutoplasmakügelchen darstellen. Durch diese Prozesse hat das Ei seine. deffinitive Grösse angenommen. In dieselbe Zeit, an der sich das Ei mit Dottermaterial versorgt, fällt auch die Abnahme der Chromidien. Sie verschwinden aber nicht gänzlich, denn, wenn auch in nicht so grosser Zahl, sind sie in Eiern, welche schon die erste Richtungsspindel haben, noch vorhanden. In noch späteren Stadien werden sie ganz und gar aufgelöst; in den Furchungsstadien konnte ich sie nicht nachweisen. !)

Ähnliche Dotterbildungsprozesse hat sehr eingehend auch van der Stricht (04, 05 a, b) bei den Säugetieren (Homo, Vesperugo) beschrieben. Einen gleichen Bildungsvorgang konnten auch seine Schüler F. d’Hollander, H. Lams, Eug. deSomer bei der Dotterbildung anderer Wirbeltiere (Aves, Pisces) fest- stellen. Es scheint, dass diese Bildungsweise allgemein verbreitet ist, da auch die Befunde Bluntschlis (04) an den Ascidien- eiern (Cynthia microcosmus) sehr viel gemeinsames aufweisen.

!) Alle Bilder der zweiten Phase, an denen die Plasmastruktur nicht detailliert ausgeführt ist, stammen von Präparaten her, welche die Fett- tropfen und die Dotterkörper ganz deutlich aufweisen, an denen die Chromidien aber nicht genügend deutlich gefärbt sind. In dem Stadium der ersten Richtungsspindel habe ich von einer detaillierten Wiedergabe der Plasma- struktur abgesehen, weil sie nichts neues (Fig. 54) bietet.

m.

Eibildung bei Paludina vivipara ete. (En)

Über das Verhalten der Chromidien zu der Dotterbildung kann ich nichts bestimmtes aussagen. Ein Eingreifen der Chromidien in diesen Prozessen ist möglich, wie man sich aber dieses vor- zustellen hat, ist mir unklar, das morphologische Bild gibt keine Anhaltspunkte darüber. Ganz in seinen Einzelheiten analysierbar ist dieser Anteil der Chromidien bei der Dotterbildung auch durch die ausgedehnten Untersuchungen van der Strichts und seiner Schüler nicht dargestellt worden, trotzdem dass van der Stricht mit Bestimmtheit sagt, dass „Les mitochondries inter- viennent dans la genese du vitellus plastiques et du deutoplasme.“ Den engen Zusammenhang zwischen dem reichlichen Auftreten der Chromidien und der Dotterbildung konstatiert auch Bluntschli in seiner oben erwähnten Arbeit, ohne zu ganz bestimmter Deutung dieses Vorgangs zu kommen.

Auf diese Fragen werde ich nochmals Gelegenheit haben zurückzukommen.

2. Männliche Geschlechtszellen von Paludina. (Tafel VI.)

Nach den eingehenden Untersuchungen Meves (00) über die Mitochondria (unter welchem Namen er die Chromidien be- schrieben hat) bei der Spermatogenese von Paludina, habe ich gar nichts neues anzufügen. Seine Beobachtungen über ihr Verhalten und ihr späteres Schicksal kann ich nur bestätigen. Ich möchte nur einiges über ihre erste Entstehung, so wie ich sie an meinen Präparaten beobachten konnte, berichten, um die grosse Ähnlichkeit mit den entsprechenden Prozessen bei den Eiern von Paludina hervortreten zu lassen.

Die Chromidien entstehen auch hier als feine und dicht zusammengedrängte, stark schwarz gefärbte Körnchen, die eng an die Kernmembran angelegt, eine Kernhaube bilden (Fig. 121 — 123), wodurch die Kernmembran an dieser Stelle undeutlich wird. In späteren Stadien rücken die hier und da zu kleinen Stäbchen zusammengetretenen Körnchen von der Kernmembran zurück und kommen immer noch haufenartig zusammengeballt in das Protoplasma zu liegen.

Die Zahl der Chromidien ist weit grösser, wie in den Bildern wiedergegeben ist, wo sie nur im optischen Querschnitt nach Aufstrich mit Sublimat cone. fixierten und Eisenhämatoxylin gefärbten Präparaten gezeichnet sind.

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Methodi Popoff:

Bemerkenswert ist das Bild Fig. 123, an welchem ausser den Chromidien noch die beiden Centrosomen sehr deutlich zu sehen sind. Sie liegen in einer schwachen Einbuchtung der Kernmembran und sind von einem deutlich auftretenden Hof um- geben, dem Idiozom der Autoren. Ich habe das Bild nur darum wiedergegeben, weil es zeigt, dass der oft zu beobachtende Zu- sammenhang zwischen Chromidien und Üentrosomen nur topo- graphischer Natur ist, bedingt wahrscheinlich durch den Umstand, dass sowohl Chromidien, wie auch Gentrosomen gewöhnlich an der Stelle der grössten Plasmaanhäufung entstehen. Ausnahmen von diesem Verhalten sind sehr gut möglich.

3. Männliche Geschlechtszellen von Helix pomatia. (Tafel VIII.)

Trotzdem die Chromidien bei den männlichen Geschlechts- zellen von Helix schon öfters gesehen und beschrieben wurden, fehlt es an einer eingehenden Untersuchung, die es sich zur Aufgabe gestellt hätte, ihr Schicksal von der ersten Entstehung bis zur Ausbildung des fertigen Spermatozoons zu verfolgen. Das wäre aber bei Helix wünschenswert gewesen, da hier gerade so vielerlei strittig ist. wie z. B. die Frage nach dem Ursprung und die wechselseitigen Beziehungen der Mitochondrien, Pseudo- chromosomen, Nebenkern usw. Seit Platner, dem ersten, welcher ‚den Nebenkern bei Helix gesehen hat, bleiben diese Fragen noch (regenstand der Diskussion, ohne dass eine merkliche Aufklärung eingetreten ist. Durch die folgenden Beobachtungen hoffe ich, genauere Aufschlüsse bringen zu können.

Alle Bilder sind nach einem mit Flemmingscher Lösung fixierten und mit Hämatoxylin nach Delafield und Safranın ge- färbten Präparate entworfen. Die Farben der Abbildungen ent- sprechen genau den Farben im Präparate. Die Chromidien sind ausserordentlich deutlich tingiert, weit deutlicher, als ich es in den Abbildungen wiedergeben konnte. Zum Vergleich waren auch mit Flemmingscher Lösung fixierte und mit reinem Safranin oder mit Eisenhämatoxylin nach Heidenhain gefärbte Präparate herangezogen, die genau dieselben Bilder ergaben. Weilmich hauptsächlich die Ver- änderungen im Plasma interessierten, habe ich die Umwand- lungen, welche das Kernchromatin durchmacht, nur angedeutet.

Das erste Auftreten der Chromidien ist schon an den Jüngsten Spermatoeyten zu bemerken. Die Chromidien liegen nur ganz

—] u |

Eibildung bei Paludina vivipara etc.

dicht an der Kernmembran angeschmiegt und bilden eine kleine Kernhaube (Fig. 56). Dieser enge Zusammenhang zu dem Kern tritt sehr deutlich auch in den folgenden Stadien hervor (Fig. S7—91). Besonders in Fig. S7 und 88 ist das Anschmiegen so stark, dass die Kernmembran an der betreffenden Stelle undeutlich wird. In diesem Stadium sind schon grössere Körner und feine Fädchen zu bemerken, die sich um den Kern herum zu verbreiten be- einnen (Fig. 88). Mit dem Eintritt der Spermatocyten in das pachytene Stadium beschränkt sich die in den früheren Stadien ausgebreitete Chromidialanhäufung auf die Stelle, wo die Chromatin- schleifen die Kernmembran berühren, wie es auch der Fall bei Paludina war. Dieser enge Zusammenhang, der zwischen der Uhromidienanhäufung und den Chromatinumwandlungen im Kern besteht, ist auffallend (Fig. S9—90). In noch weiteren Stadien nehmen allmählich die Chromidialfädchen an Menge zu, indem sie sich mehr und mehr um den Kern herum ausbreiten (Fig. 90, 91, 92). Zugleich wird ein Teil von den Chromidialkörnchen und Chromidialfädchen durch diekere Fäden ersetzt, die dicht zusammengedrängt in der Nähe vom Kern liegen (Fig. 91). In Fig. 92, die ein Stadium darstellt, in dem das Chromatin sich von neuem in dem ganzen Kern unregelmässig verstreut hat, be- merken wir, dass die Chromidialfädchen sich sehr viel vermehrt haben und den ganzen Kern umgeben, von den Körnchen sind nur kleine Reste geblieben. Es ist unzweifelhaft, dass die Körnchen und Fädchen in sehr engem Zusammenhang mitein- ander stehen und dass die ersteren als Entstehungsquelle für die zweiten zu betrachten sind. Diese Umwandlung der Chromidial- körnchen (die Mitochondrien der Autoren) in Chromidialfädchen (Chondromiten) ist so oft beobachtet und beschrieben worden (Benda [02], Meves [00], Ancel [02] u. a.), dass ich mich damit begnüge, sie an dieser Stelle nur nochmals zu betonen. Fig. 92 und 93 sind auch insofern wichtig, weil sie zwei /wischenstadien für die Entstehung der dicken, zuerst von Platner (85) gesehenen und abgebildeten Chromidialfäden darstellen, die von den späteren Beobachtern (Heidenhain [00]) den Namen „Pseudochromosomen“ erhalten haben. In Fig. 90 und 91 ist schon die erste Andeutung für die Pseudochromo- somenbildung vorhanden. Deutlich treten sie aber erst in Fig. 92 und 93 hervor. In diesem Stadium haben sie schon an Menge

18 Methodi Popoff:

zugenommen, erinnern aber ihrer zarten Form nach noch an die Chromidialfädchen, von welchen sie durch Verkürzung entstehen. Die Pseudochromosomen können aber auch durch Zusammen- legung und Verschmelzung einzelner Chromatinkörner ihren Ur- sprung nehmen. Beide Prozesse sind ganz gut möglich. Z.B. in Fig. 90, 91 macht es den Eindruck, dass die dicken Fäden durch Zusammenlagerung von Körnern entstanden sind, für welchen Prozess auch die Fig. SS und 89 sprechen. Fig. 92 und 93 sprechen dagegen mehr zu Gunsten der Annahme, dass hier eine Verkürzung der feinen Fäden stattgefunden hat. Prinzipiell wichtig in allen diesen Fällen ist der enge genetische Zusammenhang, der zwischen den Chromidialkörnern (Mito- chondrien), Chromidialfädchen (Chondromiten) und den dicken Chromidialfäden (Pseudochromosomen) existiert, was aus den Bildern ganz deutlich hervorgeht. In den Präparaten sind zahl- reiche diesbezügliche Übergangsstadien vorhanden. In ihrer typischen Form sind die Pseudochromosomen in den nächst- folgenden Stadien entwickelt (Fig. 94—95). Die Pseudochromo- somen stellen dicke, zusammengeknäuelte Fäden dar, die gleich- mässig stark gefärbt sind oder einen liehten Längsstreifen auf- weisen.

Um die Aufzählung der Plasmaeinschlüsse, die sich in den Spermatocyten erster Ordnung vor der Teilung finden, zu be- enden, möchte ich auch das rot gefärbte Gebilde (Fig. 94—95) erwähnen, das als „Spindelrestkörper“ beschrieben ist und dem A.Bolles Lee (02) den Namen Hyaloplast gibt, indem er es nur aus dem zentralen Teil der Spindel entstehen lässt. — Auf die Diskussion dieser Frage will ich nicht eingehen, erwähnen möchte ich nur, dass nach dem, was ich gesehen habe, dieses Gebilde in der Tat als Spindelrestkörper zu bezeichnen ist. Ob aber die ganze Spindel (samt den „rayons fusorial* Bolles Lees) oder nur ihr zentraler Teil bei dieser Bildung beteiligt ist, lasse ich dahingestellt. Ich habe dieses Gebilde hier nur darum er- wähnt, weil, wie wir später sehen werden, Bolles Lee will be- obachtet haben, dass die Spindelfaserreste (die „rayons fusorial“) in den Spermatiden den Ursprung des „Nebenkerns“ geben, eine Behauptung, die, wie aus meinen Befunden klar hervortreten wird, sich nicht aufrecht erhalten lässt.

Die Umwandlungen, die sich bei der Teilung der Sperma-

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 19

tocyten I. und II. Ordnung abspielen, bringen nichts neues. Bei diesen Prozessen verteilen sich auch die Chromidien auf die neu entstehenden Zellen. Die Spermatiden weisen genau dieselben Bestandteile wie die Spermatocyten erster Ordnung auf, nur sind die Pseudochromosomen in geringer Zahl vorhanden, was damit zusammenhängt, dass sie sich bei der Teilung nicht vermehren, sondern auf die Teilprodukte nur verteilt werden. Ein weiterer Unterschied von den Spermatocyten erster Ordnung ist nun darin gegeben, dass von jetzt an auch die zwei Centrosomen ständig in der Nähe von Zellperipherie vorhanden sind. Gleich darauf beginnen wichtige Umwandlungen mit den gewöhnlich ın der Nähe von Kernmembran liegenden Pseudochromosomen (Fig. 96), die ich näher schildern möchte. Fig. 98 zeigt, dass die Pseudo- chromosomen sich mit ihren Enden zusammengelegt und eine fast dreieckige oder in manchen Fällen polyedrische Figur ge- bildet haben. Fig. 97 stellt ein Übergangsstadium von der Um- wandlung der Pseudochromosomen in das eben geschilderte Ge- bilde dar, welches der „Nebenkern“ der Autoren ist. Ein Blick auf die Fig. 96, 97 und 98 zeigt, dass der Nebenkern nicht ein Gebilde für sich, sondern ein Zwischen- stadium in den Umwandlungen der Pseudochromosomen dar- stellt. Gleichzeitig mit der Ausbildung des Nebenkerns beginnt auch dieser Teil der Chromidialfädchen, der bei der Ausbildung der Pseudochromosomen nicht teilgenommen hat, in der Nähe vom Nebenkern sich anzusammeln. Durch diese Veränderungen kommen wir zu dem Stadium Fig. 99, auf welchem die ersten Umwandlungen der Spermatide zum Spermatozoon zu erkennen sind. Der Kerninhalt hat sich kondensiert, und der Kern ist infolgedessen kleiner geworden; die Zelle hat eine länglich-ovale Form angenommen; die Chromidialfädchen sind in der nächsten Nähe von dem Nebenkern gelegen und zeigen dabei die sehr bemerkenswerte Erscheinung, dass sie wieder in Körner zu zer- fallen beginnen. Durch diesen Prozess bekommen wir wieder einen Körnchenhaufen, der von kleinen, feinen Fädchen um- sponnen ist. Die Pseudochromosomen, die den Nebenkern bilden, haben sich dichter zusammengelegt und ihm ein kompakteres Aus- sehen gegeben. In diesem Stadium sind aber noch an den Ecken des Nebenkerns die schwach vorspringenden Enden der Pseudo- chromosomen zu sehen. Die Pseudochromosomen des Nebenkerns

Ss0 Methodi Popoff:.

haben gar nichts von ihrer Färbbarkeit verloren. Sie färben sich genau so intensiv wie früher und zeigen genau dieselbe, früher geschilderte Struktur. Noch interessanter sind die weiteren Umwandlungen, welche die Chromidien und der Nebenkern bei den fortschreitenden Veränderungen der Spermatiden erfahren. Die Zelle (Fig. 100, 101) zieht sich mehr und mehr der Länge nach aus, der Kern zeigt immer eine zunehmend kompaktere Struktur und nimmt Herzform an. Von dem proximal am Kern gelegenen Uentrosomalkorn ist ein Faden nach dem zukünftigen Kopf des Spermatozoons, von dem distalen Centrosomalkorn dagegen ist die Schwanzgeissel ausgewachsen.

Von jetzt an beginnt der Chromidialhaufen sich dem distalen Ende des Spermatozoons zu nähern, indem dabei auch eine feine Chromidialhülle um den Längsfaden herum zurückbleibt, von welcher wahrscheinlich der von Koltzow nachgewiesene Spiral- faden entsteht. Der Nebenkern folgt der Umlagerung des Chromidialhaufens langsam nach, wobei erneut eine Auflockerung der ihn bildenden Pseudochromosomen eintritt: die einzelnen Pseudochromosomen sind dadurch wieder ganz deutlich zu unter- scheiden, doch behalten sie noch ihre gegenseitige Lagerung (Fig. 100, 101). Fig. 102 zeigt schon das beginnende Auseinander- sehen der einzelnen Pseudochromosomen. Von diesem Stadium an bis zum Stadium Fig. 102—104, wo die Pseudochromosomen wieder ganz frei in dem Chromidialhaufen liegen, sind alle mög- lichen denkbaren Übergänge.

Inzwischen hat sich das Spermatozoon mehr und mehr seiner endgültigen Form genähert. Der Kopf hat Spindelform ange- nommen, das Plasma hat sich mehr und mehr gegen das Ende des Spermatozoons angesammelt und um den Faden herum nur eine dünne Plasmahülle zurückgelassen !). Gleichzeitig ist zu

!, Ich benütze hier die Gelegenheit einer von Bolles Lee in seiner letzten Arbeit (04) vertretenen Auffassung entschieden entgegenzutreten. Dieser Auffassung zufolge werde der ganze Plasmakörpor der Spermatide abgestreift. „De sorte que le Corps du Spermatozoide achev& ne posscde pas m&me le plus faible revötement de cytoplasme (p. 425). „..... le Spermatozoide de l’escargot n’est pas m&me une cellule histologiquement differenti6e. — Il n’est qu’un noyau differenti6; son corps ayant &te forme tout entier par l’hyaloplaste, qui n’est autre chose que l’axe de noyau de la spermatide, et sa tete ayant &t@ forme par le reste de ce noyau.*“ — Aus weinen Beobachtungen und den gegebenen Abbildungen geht mit Sicherheit.

Eibildung bei Paludina vivipara etc. sl

bemerken, dass die dünne Chromidialschicht, die um den Faden herum abgelagert war, nicht mehr zu unterscheiden ist, sie sieht jetzt gleichmässig gefärbt aus und bildet eine dunkler gefärbte Scheide. Der übrig gebliebene Chromidialhaufen und die „Pseudo- chromosomen“ sind in dem grossen Plasmaklümpchen an dem Schwanzende des Spermatozoons angesammelt. Die Pseudo- chromosomen sind dabei parallel dem Längsfaden orientiert. Fig. 103 zeigt einen Spermatozoenhaufen in gleichem Ausbildungsstadium. Fast in der Mitte der Spermatozoen sieht man eine Zone, in der die Chromidien und die Pseudochromosomen angehäuft sind. Solche Bilder sind sehr oft und zeigen das allmähliche Gleiten der Chromidien dem Längsfaden nach, gegen das Ende der Spermatozoen. Fig. 103a zeigt einen ziemlich schief ausgefallenen Querschnitt eines Spermatozoons, gerade von der Stelle wo die Chromidialansammlung sich findet. Die den Achsenfaden um- gebenden Pseudochromosomen sind als kurze Stäbchen zu sehen. Die Fig. 105 und 106 stellen weitere Stadien der Ausbildung des Spermatozoons dar. Es zeigt fast seine endgültige Form, nur an seinem Ende ist noch ein kleines Plasmaklümpchen, mit an Zahl reduzierten Pseudochromosomen und Chromidien zu sehen. Noch einen Schritt weiter und diese, bei der Ausbildung des Spermatozoons nicht verwendete Plasmamasse und Chromidien sind abgestreift. (Die von mir gegebenen Bilder für diese letzten Stadien [Fig. 103, 104] der Chromidienumwandlung zeigen eine grosse Ähnlichkeit mit den entsprechenden von Pygaera[Meves,03]).

Um den Achsenfaden des fertigen Spermatozoons (Fig. 107 bis 108) ist nur eine dunkler gefärbte Scheide zu sehen, die ein gleichmässiges Aussehen hat.

Im Anschluss an diese Schilderung möchte ich die Resultate erwähnen, die ich durch die Osmiumsäure-Methoden von Kopsch

hervor, dass ein Teil vom Plasma wirklich ausgestossen wird, aber mit nicht minderer Sicherheit ist auch festgestellt, dass das Plasma bei seiner Wan- derung eine Umhüllung um den Achsenfaden herum zurücklässt Übrigens widersprechen alle bisherigen Beobachtungen an der Spermiogenese anderer Tiere vollkommen den Behauptungen Boller Lees. In der Rolle, welche der Hyaloplast bei der Ausbildung des Spermatozoons spielen sollte, kann ich Boller Lee auch nicht zustimmen, denn das von ihm als Hyaloplast beschriebene Gebilde ist deutlich im Plasma der sich ausbildenden Sperma- tozoon zu sehen. Auf diese Einzelheiten möchte ich aber hier nicht näher eingehen. Archiv f. mikrosk. Anat. Bd. 70. 6

82 Methodi Popoff:

und Einar Sjövall, welche zur Darstellung den Netzbildungen in den Ganglienzellen dienen, auch an die Geschlechtszellen von Helix erzielt habe.

Nach der Methode von Kopsch (02) wurden zwei Versuchs- serien gemacht:

a) Zwitterdrüse und Gehirn von Helix pomatia in 2°/o Osmiumsäure bei einer Temperatur von 25° C., 10 Tage lang behandelt.

b) Zwitterdrüse und Gehirn wurden in 1,5°/o Osmiumsäure nach der obenerwähnten Weise behandelt. Nach dieser Zeit wurden die beiden Serien 24 Stunden im Wasser ausgewaschen, in Paraffin eingebettet und geschnitten.

Für die Eimar Sjövallsche Methode (05) habe ich gleich- falls die Zwitterdrüse und das Gehirn von Helix pomatia ge- nommen. Die Objekte waren gemeinsam mit 10°/o Formol acht Stunden lang bei Temperatur 5° C. fixiert, eine Stunde lang im Wasser ausgewaschen, zwei Tage bei Temparatur von 35° C. mit 2°/o Osmiumsäure behandelt, nochmals mit Wasser (zwei Stunden) ausgewaschen und im Paraffin eingebettet.

Die Schnitte zeigten, dass die Chromidien, sowohl der männlichen wie auch der weiblichen Geschlechtszellen mit ausser- ordentlicher Deutlichkeit und Präzision geschwärzt waren. Der Kern war gelb tingiert mit tiefgelber Andeutung des Uhromatins, das Plasma hellgrau und in ihm die feinsten Chromidialfädchen tief geschwärzt. In Fig. 109—113, Taf. VI gebe ich Bilder der nach der Sjövallschen Methode behandelten Präparate wieder. Um eine Vermehrung der Abbildungen zu vermeiden, habe ich nur die wichtigsten Stadien gezeichnet. Nach der schon früher über die Chromidien gegebenen Schilderung, brauche ich die Figuren kaum zu erläutern. Von ihrer ersten Entstehung (Fig. 109) kann man alle Zwischenstadien bis zur Ausbildung der Pseudo- chromosomen (Fig. 110, 111), des Nebenkerns (Fig. 112) und dessen nachträgliche Auflösung (Fig. 113) verfolgen. Hier tritt auch der allmähliche Übergang zwischen Chromidialkörnern, Chromidialfädchen, Pseudochromosomen und Nebenkern ganz deutlich hervor.

Um die grosse Ähnlichkeit zwischen den Chromidien bei den Geschlechtszellen von Helix und dem Netze der Ganglien- zellen zu zeigen, habe ich aufs Geratewohl drei Ganglienzellen

Eibildung bei Paludina vivipara ete. 83

(Fig. 114—116, Taf. VI) gezeichnet, die nach der Kopschschen Methode geschwärzt sind. Gerade solche Netzbilder habe ich auch mit der Sjövallschen Methode bekommen, nur mit dem Unterschied, dass dort die Fäden plumpere Gestalt zeigen.

Beim Durchsehen der Präparate fällt es gleich ins Auge, dass der Kerninhalt gar nicht geschwärzt, sondern eine gelbliche Färbung angenommen hat. Die Köpfe der Spermatozoen dagegen, wie auch die ganz kondensierten Kerne der Spermatozoenum- bildungsstadien sind stark geschwärzt. Über das Verhalten der Chromosomen gegen die Osmiumsäure während der Äquatorial- platte konnte ich nicht ins Klare kommen, und das nicht darum, weil die erwünschten Stadien fehlen (in den mit Safranin ge- färbten Präparaten sind diese sogar sehr oft zu sehen), sondern weil es ausserordentlich schwer ist, mit grosser Sicherheit eine Äquatorialplatte von den Pseudochromosomenanhäufungen zu unterscheiden. Die Spindelfiguren, welche mir dabei von grossem Nutzen gewesen wären, sind leider nicht zu sehen. Nach dem Gesehenen aber, wenn ich alle möglichen Fehler bei der Beob- achtung in Erwägung ziehe, bin ich geneigt anzunehmen, dass die frei im Plasma liegenden Chromosomen nicht geschwärzt sind.

Später werde ich nochmals die Gelegenheit haben auf alle diese Fragen zurückzukommen.

4. Weibliche Geschlechtszellen von Helix pomatia. (Tafel VI.)

Genau denselben engen Zusammenhang zwischen Chromidien und Kern finden wir bei den Ovocyten von Helix. Hier sind auch die Chromidien so dicht an den Kern angelagert, dass die Kernmembran an manchen Stellen gar nicht zu sehen ist. Dieser Zusammenhang ist von den jüngsten Eiern bis zu den ausge- bildetsten zu verfolgen. Die Chromidialkörnchen bilden bei den jungen Eiern eine dichte Kernhaube. Die Körnchen vereinigen sich zu kurzen, dicken Stäbchen, die allmählich in das Plasma sich verstreuen. Weiter werde ich mich auf die Schilderung nicht einlassen, weil dabei eine Wiederholung des schon früher von den anderen Objekten Gesagten nicht zu vermeiden ist; ich verweise darum auf die Abbildungen (Fig. 117—120), die ganz genau auch in den Farbentönen gezeichnet sind und von dem- selben Safraninpräparat stammen, wie die von den männlichen

6*

54 Methodi Popoff:

Geschlechtszellen. Von einer lückenlosen Bilderserie habe ich abgesehen. Die vier wiedergegebenen Bilder illustrieren zur Genüge die hier uns interessierenden Verhältnisse.

Die Osmiumsäure-Methoden ergaben auch bei den weiblichen Geschlechtszellen dieselben Resultate, wie bei den männlichen.

VI. Allgemeiner Teil.

Dies sind die Tatsachen. Sehen wir jetzt wie sie sich ver- halten zu den bis jetzt bekannten und was für Schlussfolgerungen daraus zu ziehen sind.

N

In der Ovogenese von Paludina sind die drei bekannten, noch von OÖ. Hertwig (90) aufgestellten Perioden zu unter- scheiden: die Vermehrungs-, die Wachstums- und die Reifungs- periode. Ein Überblick auf die zweite Periode von der Ovogonien- differenzierung bis hinauf zu der Bildung des ersten Richtungs- körpers zeigt die ausserordentlich grosse Kompliziertheit der Vorgänge, welche sich dabei abspielen. Dieser Blick lässt auch in den Umwandlungen, die dabei das Chromatin erfährt zwei grosse Phasen unterscheiden, die sich scharf hervorbeben. In der ersten Phase, welche mit der Differenzierung des Keimepithels beginnt, sehen wir das in Klümpchen zusammengeballte Chromatin sich allmählich zu einem Faden individualisieren, welcher durch Verkürzung und darauf folgende Längs- und Querspaltung die künftigen Tetraden andeutet, um gleich darauf durch Umdifteren- zierungsprozesse in den Zustand der klumpigen Chromatinanhäufung vollkommen zurückzukehren, welcher Zustand für die ganze, in anderer Beziehung wichtige zweite Phase charakteristisch ist. Das Vorhandensein dieser zweiten Phase nämlich, die gewöhnlich bei der Ovogenese der meisten wirbellosen Tiere fehlt, ist charakteristisch für Paludina. Sie ist es, welche mit der ersten zusammen, die grosse Übereinstimmung zwischen den Eireifungs- prozessen bei Paludina und, die von v. Winiwarter (00) ein- gehend untersuchten, der Säugetiere bedingt. Die Überein- stimmung ist so gross, dass sie bis in die Einzelheiten sich erstreckt. v. Winiwarter hat in seiner Arbeit über die Ovogenese der Säugetiere (Hase, Mensch) genau dieselben Stadien und in der gleichen Reihenfolge, wie ich sie bei Paludina wieder- gefunden habe, beschrieben. In den Säugetiereiern ist auch in

Eibildung bei Paludina vivipara ete. 85

den Ovogonien und in dem nächstfolgenden Ovocytenstadium das Chromatin zuerst klümpchenartig auf das Liningerüst ver- streut um sich später allmählich in einem Faden, vielleicht auch in mehrere, — anzuordnen und so den leptotenen Zustand des Kerns zu bedingen. Durch das Zusammendrängen dieses Fadens entsteht das Synapsisstadium, nach welchem v. Winiwarter die Verdiekung und die polare Anordnung der Fäden beobachtet, — Stadium des pachytenen Kerns. In diesem Stadium erst findet das deutliche Auftreten einzelner, eine deutliche Längsspaltung aufweisenden Chromatinschleifen statt.‘) Diese Andeutung zur Chromosomenbildung, wie das der Fall auch bei Paludina war, führt nicht zu der Teilung der Zelle, sondern es folgen gleich darauf Prozesse, welche die vollkommene Rückbildung und Auf- lösung der chromatischen Figuren bedingen. Die Längsspaltung der Chromatinschleifen erweitert sich mehr und mehr — Stadium des diplotenen Kerns. Die Chromatinschleifen selbst werden allmählich undeutlicher, das Chromatin fliesst auf das Liningerüst zu einzelnen Bröckchen und zieht sich schliesslich klumpenartig zusammen; — dietytenen Zustand des Kerns. Das Ei tritt in diesem Stadium in die zweite Phase, die Wachstumsphase, welche hier auch ausserordentlich lang ist und die eigentliche Wachs- tumsperiode des Eies darstellt. Die Ausbildung von Tetraden vor der ersten Reifeteilung konnte v. Winiwarter nicht be- obachten. Von manchen pathologischen Fällen noch in der ersten Entwicklungsphase aber, in welchen er richtige Tetraden be- obachten konnte, schliesst v. Winiwarter mit Recht auf ihr Vorhandensein auch in der ersten Reifungsspindel.

Diese in aller Kürze wiedergegebenen Befunde v. Wini- warters zeigen ohne weiteres die unverkennbare Ähnlichkeit der Ovogenese won Paludina mit der der Säugetiere. Wenn wir nach analogen Vorgängen bei der Eireife anderer Tiere suchen, so finden wir sie in keiner anderen Tierklasse mit solcher Deut- lichkeit ausgeprägt. Anklänge nur lassen sich in der Ovogenese der Selachier, der Amphibien und der Copepoden erblicken, und das meistens nur in der ersten Ovocytenentwickelungsphase, in

!) Diese Längsspaltung soll nach v. Winiwarter nicht einen ;zu- erst einheitlichen Faden in zwei dünnere Fäden zerlegen, sondern sie soll nur die in dem Synapsis parallel verlaufenden und miteinander verklebte Fäden wieder deutlich von einander trennen.

tel) Methodi Popoff:

welcher die Chromatinveränderungen zu ziemlich gleichen Kern- zuständen: leptotene, synaptene, diplotene etc., mit denen von Paludina führen. In dieser ersten Phase zeigen auch die Chro- matinveränderungen bei Paludina sehr viele vergleichbare Momente mit denen der Spermatocyten anderer Tiere (vergleiche besonders Schreiner O4). In der zweiten Phase dagegen weicht die Ovocyten- entwicklung der oben erwähnten Tiere beträchtlich von derjenigen bei Paludina ab. Bei den Selachiern z. B. kommt es nicht zu dieser so vollständigen Auflösung der chromatischen Figuren, wie sie bei Paludina und den Säugetieren zu beobachten ist. Mit der Ovogenese der Amphibien, welche in ihrer zweiten Phase durch komplizierte Umänderungen der Nucleolen ausgezeichnet ist, sind sogar die Berührungspunkte zu verschwommen.

Es frägt sich nun wie es kommt, dass die Ovogenese von Paludina so ausserordentlich grosse Übereinstimmung mit der Ovogenese der Säugetiere zeigt. Der wahrscheinliche Grund dafür ist wohl in den Bedingungen der Entwicklung und Reifung der Eier zu suchen, welche die Viviparatät mit sich bringt: bei den viviparen Tieren erfolgt die Reifung von je einem Ei in grossen Zwischenräumen von einander. Die vielen in der zweiten Phase vorhandenen Eier stellen somit einen ständigen Vorrat dar, von welchen von Zeit zu Zeit einzelne Eier zur Reifung kommen. So, in der ganzen Geschlechtstätigkeitsperiode von Paludina vivipara, welche Periode von April bis Ende Oktober dauert, reifen ungefähr 20—25 Eier, oder durchschnittlich ge- nommen ein Ei jede Woche. Neben diesem ersten Moment kommt ein zweites in Betracht, das ist, dass für ihre weitere Ent- wicklung die Eier Ernährung von aussen bedürfen. Bei den Säuge- tieren haben wir analoge Verhältnisse: in grossen Abständen und meistens einzeln oder gleichzeitig in nur sehr geringer Zahl zur Reifung gelangende Eier. Diese grosse Übereinstimmung in den Eientwicklungsprozessen der beiden erwähnten Gruppen spricht nur dafür, dass die gleichen Bedingungen auch in so weit ent- fernt stehenden Tierklassen, gleiche Entwicklungsmodi Zustande bringen können. Wir sind ja auch längst gewöhnt zu sehen, dass die früheren Stadien der Entwicklung mehr durch äussere Verhältnisse, als durch systematische Verwandschaft bestimmt werden. Besonders klare Beispiele geben in dieser Beziehung die Furchungsprozesse, welche, wie bekannt ungeachtet der syste-

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 37

matischen Stellung der Tiere hauptsächlich durch die äusseren Bedingungen bestimmt und modifiziert werden.

Zu genau denselben Schlüssen, die eine Abhängigkeit zwischen der Art der Eiablage und den Verhältnissen im Keim- bläschen zeigen, sind auch Häcker (92, 95) und Lübosch (Ul) gekommen. Der erstere von den Zuständen bei Oyklops aus- gehend und sie vergleichend auf andere Tiere ausdehnend, findet einen engen Zusammenhang zwischen der Existenz des feinfädigen Stadiums des Kerns und der Periodizität der Eiablage.

Trotz der vielfachen Ähnlichkeit, welche in der ersten Ovocytenentwicklungsphase bei Paludina und derjenigen der anderen Tiere besteht, bin ich durch meine Beobachtungen zu Deutungen gekommen, die mit denen, welche von anderen Autoren für die entsprechenden Stadien gegeben wurden, nicht übereinstimmen. Der Grund dieser voneinander abweichenden Deutungen liegt darin, dass die hintereinander folgenden Chro- matinveränderungen schwer mit Bestimmtheit zu fassen sind. In gleichem Maß, als die Stadien nach der Synapsis deutlich und leicht zu verstehen sind, ebenso sind sie vor und während der- selben verwickelt und schwer zu analysieren. Gerade dieses letzte Stadium aber ist der Ausgangspunkt von weitausblickenden Hypothesen geworden. In dieses Stadium nämlich, welches am undeutlichsten von allen übrigen ist, hat man Vorgänge verlegt, die bisher noch in keinem Fall ganz sicher erkannt worden sind. Ich meine die Konjugation der Chromosomen. Man hat (Mont- gomery, Sutton, Me. Clung, Boveri etc.) die Hypothese aufgestellt, dass das Zusammendrängen des Chromatins darin seinen Grund hat, dass die bis dahin getrennten väterlichen und mütterlichen Chromosomen sich dicht zusammenlegen, so dass schliesslich je ein väterliches Chromosom sich mit einem äqui- valenten mütterlichen verbindet. Das ist der Grundgedanke der Gonomeriehypothese. Nach der Aufstellung derselben haben sich die Untersucher bemüht ihre morphologischen Grundlagen besser zu begründen. Als Hauptbeweis für die Richtigkeit dieser Hypothese wurde dabei der in dem Synapsisstadium oft deutlich zu beobachtende parallele Verlauf der Chromatinschlingen an- geführt. Dem Verhalten des Chromatinfadens vor der Synapsis

88 Methodi Popoff:

wurde so gut wie gar keine Aufmerksamkeit geschenkt. Um aber mit Bestimmtheit sich für eine in dem Synapsisstadium stattgefundene Konjugation erklären zu können, muss man im Klaren über die sich noch im leptotenen Kern abspielenden Vor- gänge sein. Denn bis jetzt. so viel ich weiss, ist nicht sicher bewiesen worden, ob im Leptotenenstadium ein einheitlicher Faden oder schon Fäden in der Normalzahl der Chromosomen vorhanden sind. Wenn das letztere der Fall und die Zahl der im Pachytenstadium auftretenden Uhromatinschleifen halb so gross wäre, würde ja eine grosse Wahrscheinkeit für das Stattfinden einer Konjugation sprechen. Die in der Literatur bis jetzt vorhandenen Angaben leiden aber fast alle an diesem Uebelstand, d. i. die Stadien vor der Synapsis sind sehr wenig berücksichtigt. In den Fällen aber, in denen man sich intensiver beschäftigt hat, sind die Beobachter dazu gelangt, dass ein einheitlicher Faden vor- liegt; so z. B. v. Winiwarter (00). Er nimmt an, dass der einzelne Faden bis zum Stadium des pachytenen Kerns fort- besteht, von welchem Stadium an erst deutlich gesonderte Fäden zu sehen sind. Es soll daher nach v. Winiwarter die Kon- jugation in der Synapsis zwischen den parallel verlaufenden Schlingen eines kontinuierlichen Fadens stattfinden, was ja auch möglich wäre, aber für die Berechtigung der Gonomeriehypothese keine grosse Bedeutung haben würde. Nicht ganz überzeugend sind auch die Angaben K. und E. Schreiners (04). So ein- gehend auch die Untersuchungen der letztgenanten zwei Forscher sind, so wenig sind wir noch im Klaren über den morpho- logischen Wert der Chromatinfäden, welche in der Synapsis conjugieren sollen. Der parallele Verlauf der Chromatinschlingen m Synapsis Kern beweist noch nicht das Stattfinden einer Kon- jugation, denn dieser parallele Verlauf muss ja unbedingt ein- treten, wenn die Chromatinschlingen, wie das der Fall in der Synapsis ist, nach einem Zentrum hinströmen. Alle diese Be- trachtungen schliessen natürlich nicht aus, dass bei manchen, Ob- jekten wirklich eine Verklebung der Chromadinfäden stattfinden kann, ob aber die letztere im Sinne der Vertreter der Gonomerie- hypothese verlaufen würde, lasse ich dahingestellt. Bemerken möchte ich nur, dass es fast unmöglich ist, dsss in dem dichten, unentwirrbaren Knäuel des synaptenen Kerns eine Aufsuchung von gleichwertigen Chromosomen stattfinden kann. Dieser Prozess

Eibildung bei Paludina vivipara ete. 89

könnte ja leichter in einem Stadium vor sich gehen, in welchem die Fäden locker in dem ganzen Kern verstreut liegen.

Bei dieser Sachlage und bei Berücksichtigung der Prozesse, welche sich sowohl vor, wie auch nach der Synapsis abspielen, bin ich geneigt anzunehmen, dass speziell bei der Ovogenese von Paludina eine Konjugation von Chromosomen im Synapsys-Kern nicht stattfindet. Ich deute den ganzen Vorgang, welcher sich vom Leptotenstadium bis zu dem pachytenen Kern abspielt als allmäh- liche Verkürzung eines einheitlichen Fadens, der dementsprechend auch dicker wird. Erst im Anfang des pachytenen Stadiums, wenn der Faden schon ziemlich verkürzt, verdickt und polare Anord- nung angenommen hat, tritt eine Längsspaltung auf, die von einem deutlichen Zerfall des bis dahin einheitlichen Fadens in sieben hantelförmige, polar angeordnete Schleifen begleitet wird. Man könnte vielleicht daran denken, ob nicht die nach dem Synapsisstadium in reduzierter Zahl (7) auftretenden Chromatin- schleifen für eine stattgefundene Konjugation während demselben sprechen würde.!) Diese Vermutung verliert aber an Wahr- scheinlichkeit, wenn man die nächstfolgenden Vorgänge berück- sichtigt, — denn etwas später tritt eine nochmalige Querteilung der Chromatinschleifen auf, die aber nicht zu vollständiger Trennung führt, sondern die dadurch neuentstandenen zwei Teile bleiben durch eine deutliche achromatische Brücke miteinander verbunden Diese Querteilung ist sonst durchaus der ersten gleichwertig und wir bekommen so die Normalzahl — 14 — der Chromosomen, von welchen jedes längsgespaltet ist. Je zwei hintereinander liegende und durch achromatische Brücke verbundene Chromatin- schleifen stellen eine Tetrade dar. Durch diesen Modus ist die Bildung der typischen Tetraden (sieben an Zahl), wie sie später am Ende der zweiten Periode, zu beobachten sind, angedeutet. Es soll daher die halbreduzierte Zahl der Tetradenchromosomen als eine Pseudoreduktion aufgefasst werden, da jede Tetrade doppelwertig ist.

Gleich nach diesen Prozessen, welche sich in der ersten Ovocytenentwicklungsphase abspielen, treten Prozesse ein, welche die vollständige Auflösung der chomatischen Figuren bedingen.

!) Für diesen letzteren Vorgang würden besonders die Fig. 24 und 25 sprechen. Durch Konjugation der dort schon eventuell vorhandenen 14 getrennten Chromatinschleifen würde das Stadium in Fig. 27 entstehen.

90 Methodi Popoff:

Das Keimbläschen tritt somit wieder in ein Stadium ein, in welchem das Chromatin zunächst gleichförmig auf das Linin- gerüst verteilt ist; noch später tritt eine klümpchenartige Zu- sammenballung desselben auf. Es besteht somit kein Zusammen- hang zwischen den Tetradenähnlichen Figuren der ersten Phase und denjenigen, welche in die erste Richtungsspindel eingehen.

Die in der Richtungsspindel eingestellten Tetraden konnte ich sowohl an Schnitt- wie auch an Totalpräparaten beobachten. In dieser Beziehung vervollkommnen meine Beobachtungen die- jenigen v. Winiwarters, welcher die ausgebildete Tetrade in dem Stadium der ersten Richtungsspindel nicht beobachten konnte. Von manchen pathologischen Vorgängen in der ersten Periode, die zur Bildung von richtigen Tetraden führten (solche frühzeitig ausgebildete Tetraden — nach Diplotenstadium — sowie aber Mitosen mit nur längsgespaltenen Chromosomen — nach Pachyten- stadium —, konnte ich auch an Paludina beobachten), schliesst er mit Recht, auch für ihr Vorhandensein bei dem normalen Ent- wicklungsgang: „Toujours est-il, que l’observation de tetrades est un fait important, m&me lorsqu’il s’agit de noyaux en karyolyse, Tes formes patnologique pouvant servir a l’explication et A linter- pretation des formes normales.“ !)

Die von mir vertretene Auffassung der Tetraden bei Paludina als zwei längsgespaltene und hintereinander durch eine achro- matische Verbindungsbrücke verklebte Chromosomen steht im Einklang mit den Beobachtungen, welche Rückert (93) von der Eireife und Tetradenbildung von Cyclops beschrieben hat. Auch bei Cyelops bilden sich die Tetraden durch Längs- und Quer- teilung der schon in reduzierter Zahl vorhandenen Chromatin- schleifen. Die letzte Querteilung ist da auch unvollkommen und die beiden Hälften der Tetraden, die als gesonderte Chromosomen aufzufassen sind, bleiben durch eine achromatische Brücke dauernd verbunden. Ein fast gleicher Vorgang ist auch durch die Beobachtungen Korschelts (95) bei Ophryotrocha bekannt

‘) Bei anderen Säugetieren, nach den Beobachtungen von Sobotta (Maus), Taffani ete. kommen keine Tetraden vor. In diesen Fällen sollen ähnliche Chromosomen entstehen, wie sie Carnoy und andere bei den

Amphibien beschrieben haben, d. h. bei den Chromosomen der ersten Richtungs- spindel soll eine doppelte Längsspaltung vorkommen.

Eibildung bei Paludina vivipara etc. yl

geworden. Der Unterschied besteht nur darin, dass bei Öphryotrocha die Querteilung der in reduzierter Zahl vorkommenden Chromatin- schleifen zur vollständigen Trennung der beiden so entstandenen Chromosomen führt. Die Bildung der Tetraden kommt nun bei dieser Polychaete dadurch zustande, dass je zwei längsgespaltene Chromosomen sich hintereinander legen. Die nach dieser Weise - gebildeten Tetraden von Ophryotrocha sind sodann vollkommen gleichwertig mit denen von Cyelops und Paludina. Durch die Beobachtungen an Paludina finden ferner die Angaben Rückerts bei Cyclops ihre Bestätigung, Angaben, die neulich von Lerat (02) auf Grund neuer Untersuchungen bezweifelt worden sind, da er behauptet, dass die Tetraden bei Cyclops keine echten Tetraden sind, weil die von Rückert angegebenen Querspalte sich nicht nachweisen lässt. Die Ähnlichkeit der Chromosomen bei Cyclops mit Tetraden soll dadurch entstanden sein, dass das Chromatin sich mehr an den Enden des längsgespaltenen Chromosoms auf- gehäuft hat. Die Reifeteilungen bei Cyclops sollen daher dem heterohomoeotypischen Teilungsschema seines Lehrers Gr&goire (05) einzureihen sein. Wie bekannt, hat Gr&egoire den Versuch gemacht, alle Reifeteilungen, sowohl der tierischen wie auch der pflanzlichen Geschlechtszellen einem einheitlichen Schema ein- zureihen. Nach dieser Auffassung würden in der ersten Reifungs- teilung stets Chromosomen eintreten, die aus zwei Ästen bestehen. Die erste Teilung trennt diese beiden Äste von einander (heterotypische Teilung). Die Tochterchromosomen erleiden schon in der Anaphase eine Längsteilung, gelangen so auch in die zweiten Reifungsspindel in welcher die beiden Längshälften getrennt werden: homoeotypischer Teilungsmodus. Die zweite Teilung würde somit sicher eine Äquationsteilung sein. „Si done il intervenait iei (bei Cyclops) une reduction Weismannienne, elle se produirait non pas ä la seconde einese (d’apres le processus admis par Rückert et Häcker); mais ä la premiere.“ (Lerat (02), p. 411). Die Stadien Lerats sind aber gerade an der wichtigsten Stelle für diesen Nachweis, wie er selbst angibt, unzureichend gewesen; er konnte die Vorgänge, welche sich bei der zweiten Reifeteilung abspielen, nicht beobachten.

Beim Übergehen in die erste Richtungsspindel stellen sich die Tetraden von Paludina mit ihrer Längsachse parallel der Äquatorialplatte ein, die Karyokinese trennt sodann gleichwertige

92 Methodi Popoff:

Hälften der die Tetraden bildenden Chromosomen. Die erste Teilung wäre dann eine Äquationsteilung im Sinne Weismanns. Die Einstellung der Dyade in der zweiten Richtungsspindel konnte ich nicht beobachten, aber nach den bis jetzt bei anderen Tieren beschriebenen Fällen, spricht alles dafür, dass die Teilung durch die achromatische Brücke der Dyade stattfinden wird. In diesem Fall gelangen verschiedene Chromosomen zur Verteilung; es wäre also ein Fall von Reduktionsteilung vorhanden. Bei dem ganzen Reifungsprozess werden wir somit einePostreduktionsteilung haben. Ich begnüge mich, hier auf diese Deutung der Reifungs- vorgänge bei Paludina, die man ihnen von dem Weismannschen Standpunkt aus geben kann, hinzuweisen, ohne dass es der Aus- druck meiner persönlichen Auffassung ist. Wie ich es am Ende der Arbeit auseinandersetzen werde, bin ich mit Fick (05) geneigt, allen diesen komplizierten Vorgängen nicht jene Bedeutung zukommen zu lassen, die ihnen jetzt fast allgemein von dem Weismannschen Standpunkte aus zugesprochen wird.

Wir haben nun weiter zu prüfen, wie sich die Befunde an Paludina gegenüber der von Boveri in mehreren Schriften ver- teidigten Individualitätshypothese der Chromosomen verhalten.

Die gleich nach der ersten Andeutung der Tetradenausbildung beginnenden rückgängigen Prozesse führen im Stadium des dietyenen Kernes zu einer vollständigen Auflösung der Chromatin- schleifen und zu der Zusammenballung des Chromatins in einzelne Chromatinklümpchen, welche sich bald darauf in einen oder zwei grosse Chromatinhaufen ansammeln. Angesichts dieser tief- ereifenden Umwandlungen des Chromatins bleibt von der ersten Kernstruktur keine sichtbare Spur zurück; es kann dann von einer Erhaltung der Individualität der früheren Chromosomen keine Rede sein. Alles wird so umgeändert, so durcheinander geschoben, dass von einer Kontinuität der ursprünglichen Chromosomen nichts zu sehen ist. Genau solche tiefgreifende Umänderungen sind auch durch v. Winiwarter (00) bei den Säugetieren durch Carnoy und Lebruin (97—03) bei den Amphibien, von Fick (93) bei Axolotle, Lubosch (02) bei Triton etc. etc. beschrieben worden. Man kann nicht von der Kontinuität eines Gebildes sprechen, das während einer langen Periode voll- ständig verschwindet. Dem scheint nun zu widersprechen, dass

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 93

bei der Reifungsteilung die Chromosomen in derselben Zahl und in derselben Struktur, wie sie in der ersten Phase angedeutet wurden, auftreten. Ich kann aber „in der Zahlenkonstanz absolut keinen Beweis für die Erhaltung der Individualität“ (Fick 05) erblicken, übereinstimmend mit Fick, dessen Kritik über die Individualitätshypothese ich mich vollkommen anschliesse. Die Zahl der Chromosomen ist eine Zelleigenschaft, welche für jede Art charakteristisch ist und immer auftritt, wenn es nötig ist, das Chromatin gleichmässig auf zwei Zellen zu verteilen (siehe p: 105, auch Fick, Delage (99, 01). Die Individualitätshypothese kann sich daher in ihrem ursprünglichen Wert, der in der An- nahme von verschiedenem morphologischen und physiologischen Charakter der einzelnen Chromosomen besteht, kaum erhalten. Die Individualitätshypothese Boveris ünd die sich eng daran anknüpfende Gonomeriehypothese Rückerts und Häckers haben zur Folge gehabt, dass bei der Betrachtung der Zelle ein grosser, ja sogar ausschliesslicher Wert auf die chromatische Substanz der Zelle gelegt wurde. Man ist so weit gegangen, dass Boveri (04) sogar die Frage, ob nicht vielleicht zwischen Chromosomen und Plasma eine Art symbiose besteht, als diskutabel erklärt. Eine glückliche und epochemachende Wendung von dieser Überschätzung des Chromatins, machen die Arbeiten Prof. Hertwigs, die eine rein physiologische Auffassung der Zelle durch Erforschung der Wechselbeziehung zwischen Kern und Protoplasma zu ergründen suchen.

An dieser Stelle wäre auch die Frage aufzuwerfen, was für eine Bedeutung die Rückbildungsprozesse der chromatischen Figuren, wie sie bei Paludina nach der ersten Ovocyten- entwicklungsphase so deutlich hervortreten, hätten? Wie kommt es ferner zu einem Riesenwachstum der Eizelle unter gänzlichem Ausbleiben der Teilungen bei derselben? Wie kommt es, dass eine regelmässige Anordnung ‘des Chromatins, wie sie als Vor- bereitung zur Teilung aufzutreten pflegt, eine Rückbildung erfährt und in so offenkundiger Weise einer gleichförmigen Ver- teilung des Chromatins Platz macht? Ausgehend von seiner Lehre über die Kernplasmarelation hat R. Hertwig versucht, diese Prozesse als eine rückgängig gemachte Teilung auf-

94 Methodi Popoff:

zufassen.‘) Wie bekannt, besagt diese Lehre, dass der Quo- tient, den man erhält, wenn man die Masse der Kernsubstanz durch die Protoplasmamasse dividiert, eine gesetzmässige Grösse ist. Gelingt es, wie es Gerossimoff für Spirogyren gezeigt hat, durch experimentelle Eingriffe die Kernmasse auf das Doppelte zu vergrössern, oder wird durch physiologische Zustände eine Vergrösserung der Kernmasse herbeigeführt, so wächst auch die Zellsubstanz auf das Doppelte, beziehentlich auf eine der Kernzunahme proportionale Grösse, d.h. die gesamte Zelle wird in entsprechender Weise grösser.“ Bei den Ei- zellen sind auch dieselben Vorgänge zu beobachten, d.h. ein starkes Wachstum des Kerns mit nachfolgendem Wachstum des Plasmas. Wie die Befunde an Paludina zeigen, tritt nach der ersten Ovocytenentwicklungsphase eine Teilungshinderung des Kerns ein, welche dadurch zum Ausdruck kommt, dass der- selbe in dem Zustande der pulverisierten Chromatinverteilung; wie sie vor dem leptotenen Stadium zu beobachten ist, wieder- kehrt. Die Teilung des Kernes bleibt aus; er wächst dadurch ins Übermässige und infolgedessen tritt auch das starke Plasma- wachstum auf, welches für die zweite Phase der ÖOvocyten- entwicklung charakteristisch ist. „Sollten die hier angestellten Erwägungen sich als berechtigt erweisen, so wäre die Enstehung von Riesenzellen mit Riesenkernen in folgender Weise zu erklären. Infolge von Ernährung und Wachstum bildet sich eine Kern- plasmaspannung aus, welche ohne Kern- und Zellteilung nur durch Kernwachstum ausgeglichen wird. Dieser Prozess würde sich in regelmässigen Zwischenräumen wiederholen; wie es bei Eiern mit künstlicher Parthenogenesis geschieht, wenn die Teilungsimpulse nicht genügen um Kern — und Zellteilung zu bewirken.“ „Bei Protozoen- und Övarialeiern würde die Kern- plasmaspannung durch Ernährung immer neu erzeugt werden.“ Welcher Natur aber die Ursachen sind, welche die Auslösung der Hemmungsprozesse für die Teilung der Eizelle bewirken, lässt sich vorläufig nicht beantworten.)

t) Diese Gedanken von R. Hertwig sind in seiner noch nicht ver- öffentlichten Schrift „Uber Cytotypisches und organotypisches Kernwachstum‘“ enthalten. An dieser'Stelle möchte ich dem Herrn Professor bestens danken, dass er mir gütigst die Arbeit im Manuskript zum Lesen gegeben hat.

?) Inzwischen habe ich meine Gedanken über die Natur der Geschlechts- zellen und die bei denselben vorkommenden abortiven Teilungen näher präcisiert

Eibildung bei Paludina vivipara ete. 95

2.

Jetzt komme ich zur Besprechung einer der strittigsten, dabei aber auch der interessantesten Fragen der Cytologie — der Frage nach der Entstehung und physiologischen Bedeutung der Chromidien.

Wie sind die Befunde an Paludina und Helix zu deuten und was für Schlussfolgerungen sind daraus zu entnehmen’?

Bei den männlichen und weiblichen Geschlechtszellen von Paludina wie auch von Helix war ein Merkmal mit der grössten Konstanz und Regelmässigkeit immer wiederzufinden, d. i. bei ihrer Entstehung sind die Chromidien stets in engstem Zusammenhang mit dem Kern. Man sieht sie so dicht an der Kernmembran an- liegen, dass diese undeutlich werden kann, ja man bekommt manchmal sogar den Eindruck, als ob die Membran an gewissen Stellen gänzlich aufgelöst ist. Ziehen wir dabei die auffallende Erscheinung in Betracht, dass ein gewisser Zusammenhang zwischen der Entstehungsstelle der Chromidien und den Umwandlungen, welche das Chromatin im Kern erfährt, existiert, z. B. dass im Pachytenstadium die Chromidien nur an der begrenzten Stelle der Kernmembran angehäuft sind, nach der die Öhromatinschleifen kon- vergieren; dass die Chromidien sich erst später allmählich von dem Kern in das Innere des Plasmas verstreuen; dass jede neue Entstehung wieder dicht am Kern beginnt und dabei eine Ver- bindungsbrücke zwischen den neu entstehenden und den schon gegen die Peripherie der Zellen gerückten Chromidien erhalten bleibt; zieht man alle diese Befunde in Betracht, so ergibt sich als die nächstliegende Annahme, dass dieser enge Zusammenhang zwischen Kern und Chromidien nur genetischen Ursprungs sein kann. Alles deutet darauf hin, dass die Chromidien direkt aus dem Kern entstehen, um sich nachträglich in dem Plasma zu verstreuen. Für eine solche Deutung sprechen auch die Befunde Hertwigs (02, 03a, 04) an den Protozoen, bei welchen in ge- wissen Funktionszuständen Chromatin ins Plasma ausgestossen wird, dem Hertwig den Namen Chromidien gegeben hat. Es ist nur die Frage, ob wir berechtigt sind, die an der Protozoen- zelle gewonnenen Resultate auch auf die Zellen der Matazoen zu

und eingehend in meiner Arbeit „Depression der Protozoonzelle und der Geschlechtszellen der Metazoen“ ausgeführt. (Arch. f. Protistk. 1907.) Zusatz bei der Korrektur.

96 Methodi Popoff:

übertragen. Eine Antwort darauf geben uns die Experimente Goldschmidts (04a), welcher gefunden hat, dass, wenn man Ascariszellen stark funktionieren lässt, die Chromidien auch an Masse zunehmen. Er hat es ausserdem sehr wahrscheinlich ge- macht, dass die Chromidien bei Ascaris direkt aus dem Kern entstehen. Gerade solche Beziehungen zwischen Zelltätigkeit und Entwicklung der Chromidien hat auch Mathews (99) bei den Pancreaszellen der Amphibien konstatiert!) und sie als vom Kern entstehend betrachtet. In seiner Arbeit über die physiologische Degeneration bei Actinosphaerium Eichhorni (04) erwähnt auch R. Hertwig, dass bei gewissen Zuständen des Eies Chromatin vom Kern ins Plasma ausgestossen wird. Denselben Ursprung haben auch Henschen (04) für die Chromidien der Eizellen von Helix und Schmidt (04) für die der Proteuseier ange- nommen. Da Goldschmidt erst kürzlich die hier einschlägige Literatur zusammengestellt hat, brauche ich nicht noch einmal auf sie einzugehen und kann auf die Arbeit Goldschmidts ver- weisen. Ich begnüge mich, nur zu betonen, dass bei einer so grossen Verbreitung und einer so grossen morphologischen und physiologischen Übereinstimmung der Chromidien bei den Proto- und Metazoen ein verschiedener Ursprung derselben unwahr- scheinlich ist. Die grosse Verbreitung der Chromidien in stark funktionierenden Gewebszellen deutet darauf hin, dass sie nur Ausdruck eines wichtigen physiologischen Zustandes der Zelle sein können und dass dieser Zustand in dem ganzen Tierreich prinzipiell der gleiche sein muss.

Trotz der Angaben Hertwigs, welcher eine Entstehung der Chromidien aus dem Kern für Actinosphaerium bewiesen hat, konnte man nun die Ansicht verteidigen, dass es bei den Meta- zoen anders sei, dass die hier als Chromidien bezeichneten Ge- bilde im Protoplasma entstehen. Eine dritte Möglichkeit ist aus- geschlossen. Würde man. annehmen, dass die Chromidien Plasma- ursprungs sind, so bleibt der enge Zusammenhang, welcher zwischen Chromatin und Entstehung der Chromidien nachzuweisen ist, un- verständlich. Unverständlich bleibt auch die Tatsache, dass die

') Ich selbst habe von den Leberzellen von Planorbis Bilder, welche bis zu allen Einzelheiten vergleichbar mit denen von Mathews sind, be- kommen, Befunde, die noch nicht veröffentlicht sind.

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 37

Chromidien nur dicht an dem Kern entstehen und nicht irgendwo in dem Plasma.

So viel man über die Entstehung und die Bedeutung des Nebenkernes in den männlichen Geschlechtszellen von Helix, welcher (der Nebenkern) als grosses und leicht sichtbares Gebilde zuerst die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich gelenkt, geschrieben hat, so wenig ist die Frage nach seiner morphologischen und physiologischen Bedeutung geklärt. Um einen Überblick über die hier herrschenden Meinungsverschiedenheiten zu geben, will ich nur kurz die Anschauungen einiger Autoren wiedergeben, auf eine eingehende Berücksichtigung der einschlägigen Literatur ver- zichtend, da dies erschöpfend in der umfangreichen Arbeit Ancels (02) geschehen ist, auf die ich deshalb verweise.

Die erste Beobachtung des Nebenkernes in den männlichen Geschlechtszellen von Helix stammt von Platner (85). Über dessen Entstehung konnte damals der Verfasser nichts Bestimmtes sagen. Ein Jahr später (86) nimmt er an, dass der Neben- kern einen direkten Kernursprung hat, um in einer noch späteren Arbeit von dieser Meinung wieder abzukommen und die Ansicht zu vertreten, dass der Nebenkern aus dem Zwischenkörper der Spindel entsteht. Murray (98) bringt den Nebenkern in Zu- sammenhang mit der Sphäre und beschreibt in seinem Zentrum zwei Centrosomen. Die stärker gefärbten Ränder des Neben- kernes sind nur Teile von der Membran dieser Sphäre. von Korff (99) nimmt auch an, dass der Nebenkern von der Sphäre abstammt und bringt ihn in Zusammenhang mit dem Idiozom von Meves. Nach Bolles Lee (02) bildet sich der Nebenkern aus den Resten der Spindel (rayons fusorial). Diese seine Auf- fassung hält er auch in seiner neuesten Arbeit (04) aufrecht: „Le corps connus sous le nom Nebenkern n’est pas autre chose, qu’un paquet de rayons fusoriaux en degenerescence, et ce fait a et& demontre par l’observation continue sans aucune lacune (unterstrichen im Original) de ces rayons pen- dant toute la duree de leur existence.“

In seiner 1905 erschienenen Arbeit nimmt Tschassownikoff an, „dass der Nebenkern eine Anhäufung einer besonderen Sub- stanz (nähere Angaben über dieselbe gibt der Verfasser nicht)

darstelle, welche wie andere Organe — Kern, Centrosomen — Archiv f. mikrosk. Anat. Bd. 70. 1

95 Methodi Popoff:

von einer Zellgeneration auf die andere übergeht und dabei wächst, was besonders beim Vergleichen der Grösse dieser Gebilde von den Spermatogonien und Spermatiden in die Augen fällt“ (p. 339 —340). Zimmermann (91) dagegen leitet von dem Neben- kern die Asteren der achromatischen Figur ab usw.

Nach Prenaut (99) und Ancel (02) bildet sich der Neben- kern aus den im Plasma vorhandenen gefärbten Schleifen. Be- sonders wertvolle Beobachtungen in dieser Beziehung sind in der Arbeit Ancels vorhanden, in welcher er die Entstehung und die Umwandlungen des Nebenkerns bis zu der Ausbildung der Sperma- tiden verfolgt.

Durch meine Beobachtungen über Entstehung und Auflösung des Nebenkerns bin ich, wie aus der eben gegebenen Literatur- übersicht hervorgeht, mit den Ansichten der meisten Autoren in Widerspruch geraten (Platner, Murray, Korff, Bolles Lee, Tschassownikoff, Zimmermann u.a.). Für mich ist der Nebenkern kein Gebilde für sich, sondern ein Zwischenstadium in der Umwandlung der Chromidien; denn wie wir gesehen haben, nach kurzer Existenz zerfällt der Nebenkern in seine Bestandteile, die Pseudochromosomen oder die Chromidialschleifen. In dieser Beziehung stimme ich vollkommen mit den Angaben von Prenaut und besonders mit denen von Ancel überein, die den gleichen Ursprung des Nebenkernes annehmen, ohne übrigens sein späteres Schicksal verfolgt zu haben. Eine wesentliche Abweichung von den Anschauungen dieser Forscher ist in der Frage nach der ersten Entstehung der Chromidien gegeben. Sie betrachten die Chromidien als ein höher differenziertes Plasma.

Was lehren uns nun die Beobachtungen am Helix? Sie zeigen, dass die von verschiedenen Autoren unter den Namen Mitochondria, Pseudochromosomen, Archoplasme, Ergastoplasme, Nebenkern, Idiozome (nur. in gewissen Fällen), Idiozomrest be- schriebenen Gebilde sich auf verschiedene, vereinzelt betrachtete Stadien einer und derselben Fntwicklungsreihe der Chromidien beziehen. Über die Identität aller dieser Gebilde lässt sich kaum noch streiten. So sehen wir, dass die von Goldschmidt (04a) in seiner Chromidialapparatlehre vorausgesehene Einheitlichkeit der erwähnten Plasmaeinschlüsse, am Helix ihre vollste Bestätigung findet.

Eibildung bei Paludina vivipara ete. 99

Einen Schritt weiter führen die an der Zwitterdrüse von Helix nach Behandlung mit der Osmiumsäure- Methode nach Kopsch (02) und der Formaldehyd-Wasser-Osmiumsäure-Methode nach Einar Sjövail (05), gewonnenen Tatsachen. Die dabei er- zielten Schwärzungen entsprechen vollkommen bis in die kleinsten Feinheiten den Gebilden, welche ich mit den Safranin- und Eisen- hämatoxylin-Färbungsmethoden bekommen habe; hier ist auch die erste Entstehung der Chromidien, ihre Umwandlung in Chromidialfädchen, in Pseudochromosomen und Nebenkern, der Zerfall derselben und die schliessliche Ausstossung der Chromidien ohne weiteres zu verfolgen. Mit genau derselben Deutlichkeit und Präzisheit ist auch der Apparato-reticolare (= die Osmium- netze, d. h. jene im Plasma der Ganglienzellen vorkommenden färbbaren fadenförmigen Gebilde) geschwärzt worden. Diese Ösmium- reaktion lässt die Homologisierung der Osmiumnetze der Ganglien- zellen mit den Chromidien der Geschlechtszellen als sehr berechtigt erscheinen. Zumal sind die Netzfiguren der Ganglienzellen eben- sogut auch durch andere Methoden nachweisbar. Holmgren (00—02) konnte sie nach der Fixierung mit Pikrinsäure-Subli- mat mit Toluidin-Erythrosin! färben; Nelis (99) hat sie nach Sublimatfixierung mit Eisenhämatoxylin nach Heidenhain gefärbt. Die Gangliennetze sind auch von anderen Autoren mit den bei anderen Zellarten beschriebenen Plasmaeinschlüssen verglichen worden Z.B. Fürst (O0) homologisiert die Netze in den Gang- lienzellen vom Lachs mit den Mitochondrien von Benda und den Pseudochromosomen Haidenheins. Einar Sjövall (05) findet es sehr wahrscheinlich, dass die Osmiumnetze der weissen Blut- körperchen und die der Ganglienzellen homologe Gebilde sind. v. Bergen (04) hat gefunden, „dass die Osmiumnetze in so gut wie allen Zellenarten dargestellt werden können.“ Einar Sjövall in seiner ausserordentlich vorsichtig gefassten Arbeit, identifiziert die von Ballowitz (00) in den Epithelzellen von Membrana descemetii als „Centrophormien‘ beschriebenen Gebilde mit den Ösmiumnetze der Ganglienzellen. Die Centrophormien, welche von Ballowitz durch Eisenhämatoxylin dargestellt, und die er in engen Zusammenhang zu der Sphäre brachte, haben sich ebensogut auch mit Osmiumsäure geschwärzt. Eine Beziehung der in den Ganglienzellen beschriebenen Osmiumnetze zu den Zentralkörperchen konnte auch Sjövall nachweisen. Das Netz

fh

100 Methodi Popoff:

weist „während der ganzen embryonalen Zeit eine konstante und nicht zu verkennende Beziehung zu den Zentralkörperchen auf, jedoch ist diese nur eine Lagebeziehung; das Netz ist also keine „Sphärenstruktur“ (Ballowitz), sondern eine vollkommen selb- ständige Bildung.“ — Dass die Beziehung der Chromidien zu den Zentralperkörchen nur topographischer Natur ist, konnte ich auch an den männlichen Geschlechtszellen von Paludina nach- weisen. An der Fig. 125, Taf. VI ist nämlich zu sehen, dass die beiden Centrosomen gerade auf entgegengesetzter Seite der Chromidialanhäufung liegen.')

Nach dem unzweifelhaft erbrachten Beweis, dass bei den männlichen Geschlechtszellen von Helix die Mitochondrien, Pseudo- chromosomen und der Nebenkern (mit seinen vielen Namen) ver- schiedene Stadien von der Entwicklung ein und desselben Ge- bildes — die Chromidien — sind, ist es dem färberischen und morphologischen Verhalten nach anzunehmen, dass auch die Osmiumnetze der Ganglienzellen und folglich die Centrophormien Ballowitzs, mit den Chromidien zu identifizierende Gebilde sind.

Am Schluss dieser Betrachtungen möchte ich die Tatsache?)

!) Kürzlich konnte auch Zweiger (06) bei den Spermatocyten von Forficula die Unabhängigkeit zwischen Centrosom und Mitochondria (Chro- midien) beobachten: die Centrosomen liegen nicht in dem Chromidialgebilde selbst, sondern in der Nähe desselben. Solche Fälle sind auch von Meves (00, 03) beschrieben worden.

?”) In einer seiner späteren Arbeiten („Ein Versuch das Binnennetz von Golgi-Kopsch bei der Spermato- und Ovogonese zu homologisieren“, Anat. Anz. 1906) versucht Einar Sjövall die Osmiumnetze der Gang- lienzellen und die Gentrophormien Ballo witzs mit dem „Idiozomrest“ der Geschlechtszellen (was ja auch richtig ist) zu homologisieren. Diese Gebilde sollen ihrerseits eine scharf umgrenzte Gruppe von primären Zellbestand- teilen darstellen, welche nichts mit den Mitochondrien (— Chromidien) zu tun haben und denen eine wichtige Rolle in dem Zellenleben zufallen würde. Von den schon besprochenen Befunden bei Paludina und Helix ausgehend, habe ich versucht nachzuweisen (näheres darüber siehe in meinem Artikel „Zur Frage der Homologisierung des Binnennetzes der Ganglienzellen mit den Chromidien der Geschlechtszelle“, Anat. Anz. 1906)

1) dass der „Idiozomrest“ nichts weiter als ein chromidiales Gebilde ist, welches als solches vollkommen dem gleichwertigen Gebilde der weiblichen Geschlechtszellen gleichzustellen ist, und

2) dass diese Gebilde, wie die Befunde an den Osmiumpräparaten von Helix zeigen, homolog dem Binnennetz der Ganglienzellen, resp. den Centrophormien von Ballowitz sind. — Zusatz bei der Korrektur.

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nicht unerwähnt lassen, dass das Chromatin auch in der Äqua- torialplatte der Geschlechtszellen, wie es mir schien, mit den Osmiummethoden völlig ungefärbt bleibt. Da ich der Ansicht beipflichte, dass die Chromidien vom Kerne abstammen, ist für mich dieses Verhalten von grosser Wichtigkeit. Wenn man aber bedenkt, dass das im Plasma ausgestossene Chromatin unter der Einwirkung desselben und den eintretenden Degenerationsprozessen chemische Veränderungen erfährt, wird vielleicht die Schwärzung der Chromidien verständlich sein.

Nach den vorangegangenen Erörterungen über die Entstehung und Umwandlung der Chromidien wird es berechtigt sein, sich näher mit der Frage nach ihrer Bedeutung und möglichen Funktion zu beschäftigen. Von der grossen Verbreitung, welche die Chro- midien in den verschiedensten Geweben fast aller Tierklassen besitzen, ist auf ihre ausserordentlich grosse Wichtigkeit in dem Zellleben zu schliessen.

In der Beurteilung der Bedeutung der Chromidien stehen sich zwei Auffassungen gegenüber: die Auffassung R. Hertwigs (1899-1902), welche die Chromidienbildung als Konsequenz der physiologischen Tätigkeit der Zelle betrachtet. Nach der zweiten Auffassung, welche von Schaudinn (1903), besonders aber von Goldschmidt (1904) vertreten ist, steht die Chromidienbildung im Zusammenhang mit der wichtigsten Zellfunktion, der Ver- erbung. Von den Tatsachen bei den Proto- und Metazoen aus- gehend. dass es bei gewissen Funktionszuständen der Zelle zu einem Austritt von Chromatinsubstanz aus dem Kern kommt, fasst Goldschmidt dieses ins Plasma ausgetretene Chromatin als solches auf, das ausschliesslich mit den trophischen Funktionen der Zelle im Zusammenhang steht und kommt zu dem Schluss, dass „jede tierische Zelleihrem Wesen nach doppelkernig ist: sie enthält einen somatischen und einen propagatorischen Kern. Ersterer steht den somatischen Funktionen, Stoffwechsel und Bewegung vor und kann vorherrschend Stoffwechselkern oder Bewegungskern sein. Der propagatorische Kern enthält vor allem die Vererbungssubstanzen, denen auch die Tätigkeit zukommt, einen neuen Stoffwechselkern zu erzeugen.“ „Die beiden Kern- arten sind gewöhnlich in einem Kern, dem Amphinucleus, vereinigt. Die Trennung kann in mehr oder minder hohem Maße erfolgen.“

102 Methodi Popoff:

— „In Gewebszellen kann die Trennung gar nicht bemerkbar sein, wie in den meisten nicht lebhaft funktionierenden Zellen, auch fertig ausgebildeten Eizellen. Innerhalb des Kernes kann sie dann besonders bei Eizellen bemerkbar werden in der Unter- scheidung zweier Ohromatinarten, des Idiochromatins und Tropho- chromatins. Deutlich wird dann die Trennung, wenn Teile des somatischen Kerns ins Plasma gelangen (im Original nicht unterstrichen), hier Chromidien bildend. Bei Drüsen- zellen besonders tritt dies in regelmässigen Perioden ein, bei Eizellen während der Dotterbildung. Eine nahezu vollständige Trennung kann dann in Ganglienzellen und Muskelzellen ver- wirklicht sein. Der somatische Kern liegt als Chromidialapparat im Plasma, steht aber in engster Verbindung mit dem vorwiegend propagatorischen Kern, von dem aus er immer neu ersetzt wird.“

In den zitierten Stellen sind die wichtigsten Anschauungen Goldscehmidts über die Bedeutung der Chromidien kondensiert. Diese Betrachtungsweise setzt voraus das Vorhandensein von zweierlei chromatischen Substanzen in der Zelle, deren Aufgabe ist es, die Zellfunktionen zu dirigieren. Die eine Art des Chromatins hat nur mit der Vererbung zu tun (Idiochromatin), der anderen Art dagegen werden, gemeinsam mit dem Plasma, alle. übrigen Zellfunktionen überlassen (Trophochromatin). Viele wichtige Be- stätigungen scheint die Doppelkernigkeitshypothese in der Gruppe der Protozoen (Untersuchungen von Schaudinn. Prowazek, neulich auch von Neresheimer!) zu finden, bei welchen die Aus- bildung der Geschlechtskerne in so prägnanter Weise vor sich geht, dass man es gestehen muss, dass die Vorgänge, welche sich bei der Geschlechtsvermehrung der Protozoen abspielen, vor der Hand keine andere einheitliche und zusammenfassende Deutung zulassen. Bei der Metazoenzelle ist ausserdem ein enger Zusammenhang zwischen Auftreten der Chromidien und der Funktionsintensität der Zelle zu bemerken. Das im Plasma ausgestossene Chromatin wird manchmal in dem Haushalt der Zelle benützt, z. B. Koltzow (06) sieht die Chromidien eine Rolle bei der Ausbildung der Arme der Dekapodenspermien spielen; viele Autoren haben von den COhromidien den Spiralfaden der Spermatozoen abgeleitet?)

') Der Zeugungskreis von Opalina. Sitzgb. d. Ges. f. Morph. und Phys. München, 1906, Heft 1.

2) Neulich hat Koltzow diese Entstehung für den Spiralfaden bei den Spermatozoen von Helix angegeben.

Eibildung bei Paludina vivipara ete. 103

und letzteren in Zusammenhang mit der Bewegung des Schwanzes gebracht (Benda 02). Öfters ist auch beschrieben worden, be- sonders von Van der Stricht 04, O5a, b und seine Schüler Holander, Lams etec.), dass die Chromidien direkt an der Ausbildung des Deutoplasmas teilnehmen. Bei anderen Fällen werden aber die Chromidien einfach im Plasma aufgelöst (Ge- webszellen).

Da Goldschmidt in seiner Doppelkernigkeitshypothese versucht, die Tatsachen von den grossen Chromatinverlusten be- sonders bei der Entwicklung der Geschlechtszellen im Einklang mit den Vererbungstheorien Weismanns zu bringen, kommt er dadurch in enge Berührung mit den herrschenden Anschauungen über das Vererbungsproblem, Infolgedessen kann auch eine ein- gehende Kritik seiner Hypothese nur von hier ausgehen. Es hiesse die Rahmen meiner Arbeit überschreiten, wenn ich mich hier in die Frage einliesse, ob wir überhaupt berechtigt sind, in dem Chromatin den ausschliesslichen Träger der Vererbung zu sehen und schliesslich, ob die Auffassung über eine scharfe Trennung von zweierlei Ohromatine — Tropho- und Idiochromatin — beizubehalten ist. So sehr auch die mikromeristischen Ver- erbungstheorien ein wohl geordnetes Ideenganze darstellen, lässt es sich nicht verhehlen, dass im letzten Punkt alle diese Vor- stellungen mutati mutandis zu der alten Präformationslehre zurückführen. Die Stimmen, welche sich in der letzten Zeit gegen diese Auffassungsweise immer wieder erheben und die Tatsachen !) sowie die theoretischen Betrachtungen, welche sich gegen die- selbe geltend machen können, mehren sich mehr und mehr (0. Hertwig, Fick [06] u.a.). Abgesehen von diesen allge- meinen Erwägungen behält die Goldschmidtsche Auffassung, besonders in der Gruppe der Protozoen, den Wert einer zusammen- fassenden und konsequent durchgeführten Arbeitshypothese.

Der Auffassung Goldschmidts steht diejenige R. Hert- wigs (02, 03a, b, 04) entgegen, welch letztere bei der Beurteilung der Zellvorgänge von einem rein physiologischen Standpunkt aus-

'‘, Ich erwähne hier nur die neuen Untersuchungen Godlewskys jun., welche, wenn auch noch nicht nachgeprüft, zeigen, dass der Anteil des Plasmas bei der Vererbung nicht zu unterschätzen ist. Godlewsky hat gefunden, dass die mit Crinoiden Sperma befruchteten kernlosen Echiniden- eier die Charaktere der Echinidenlarven aufweisen.

104 Methodi Popoff:

geht und zwar von der Lehre der Kernplasmarelation '). R. Hert- wig konnte nachweisen, dass bei den stark funktionierenden Zellen ein übermässiges Wachstum des Kerns zu Ungunsten des Plasmas stattfindet. Das für das normale Leben der Zelle nötige Gleichgewicht in der Kernplasmarelation wird dadurch gestört. Die Zelle sucht sich aus diesem Zustand herauszuhelfen, indem sie ein Teil von dem Kernchromatin ins Plasma ausstösst, Chromi- dien bildend. Diese Auffassungsweise erklärt damit auch das Zusammenfallen zwischen der starken Zellfunktion und reichlichen Chromidienausbildung. Das Austreten der Chromidien vor der Teilung der Geschlechtszellen kann somit als ein Vorgang auf- gefasst werden, der die in abnormen Zustand geratene Zelle, teilungs- und lebensfähig macht.

Von diesen Anschauungen R. Hertwigs ausgehend, fasse ich auch die Entstehung der Chromidien als einen Prozess auf, welcher den Zweck hat, die Kern-Plasmarelation aufrecht zu er- halten. Ich betrachte die Chromidien als morphologische Kon- sequenzen des Zellwachstums und der Zelltätigkeit.

Trotzdem unsere Kenntnisse in den intimeren Prozessen des Zelllebens sehr mangelhaft sind und noch keine in grossen Zügen durchführbare Zusammenfassung ermöglichen, verspricht doch die durch die Arbeiten R. Hertwigs inaugurierte Richtung, welche sich zur Aufgabe gestellt hat, die Wechselbeziehungen zwischen Kern und Plasma tiefer zu erforschen, wichtige Aufschlüsse über das Zellleben zu erbringen. Beim Verfolgen des Grundgedankens Hertwigs über die Kernplasmarelation bin ich zu Anschauungen gekommen, welche in vielen Punkten sehr viel gemeinsames mit den. Ausführungen Hertwigs aufweisen, obwohl diese von anderem Gesichtspunkt aus gemacht sind. Viele Berührungs- punkte sind auch mit den Anschauungen Ficks (06) gegeben. Nachstehend werde ich versuchen, diese Gedanken kurz zu skiz- zieren, in der Annahme, . dass dies auch dann von Nutzen ist, wenn sie auch das Schicksal so vieler bis jetzt ausgesprochener allgemeiner Vorstellungen teilen sollten.

Von dem Standpunkt der Kern-Plasmarelationslehre aus- gehend, sehen wir, ob nicht eine befriedigende Erklärung für die so hoch komplizierten Teilungserscheinungen der somatischen Zellen und die alleinstehenden Reifungserscheinungen der Ge-

!) Näheres über die Grundgedanken dieser Lehre siehe Kapitel VI, S. 9.

Eibildung bei Paludina vivipara ete. 105

schlechtszellen zu geben ist — Teilungen, die als Hauptbeweis für die Wahrscheinlichkeit der Vererbungstheorien Weismanns angesehen sind.

Die durch Hertwig (05) angeregten Untersuchungen E. von Wirzbizkis zeigen, dass in dem Wachstum des Kerns zwei Momente zu unterscheiden sind: — funktionelles Wachstum und Teilungswachstum. Das letztere bedingt die rasche Zunahme der Kernmasse auf das doppelte vor der Teilung der Zelle. Die Kernplasmaspannung steigert sich, und ein Zurückkehren zu dem normalen Zustand wird nur durch eine strikte Verteilung des Chromatins auf zwei Zellen ermöglicht: die Zelle teilt sich und dadurch wird die normale Kernplasmarelation wieder her- gestellt. Eine strikte Verteilung des Chromatins ist aber in einem nicht differenzierten Zustand, in einem Zustand, wo das Chromatin auf dem ganzen Liningerüst verstreut ist, wie das in dem Ruhekern der Zelle der Fall ist, undenkbar, sie ist mechanisch unmöglich. Sie wird ermöglicht nur durch das Anordnen des Chromatins in Stäbchen, Schleifen und anderen geomet- rischen Formen, die durch Quer- oder Längsteilung eine gleichmässige Halbierung zulassen. Die Zahl der dabei sich differenzierenden Chromatinfiguren — der Chromosomen — ist eine Zelleigenschaft speziell für jede Tierart. Dass dieselbe aber nicht von grosser Bedeutung ist, zeigt der grosse Unterschied, welcher bei nächstverwandten Arten und Subspezies auftritt. In dieser Beziehung stimme ich mit den von Fick (05) in seiner Chromatin-Manövrier-Hypothese entwickelten Anschauungen über- ein. Das Auftreten der komplizierten karyokinetischen Figuren und die Individualisierung der Chromosomen aus dem Kerngerüst ermöglicht somit die Herstellung der normalen Kernplasmarelation der Zelle.

Weit merkwürdiger und unverständlicher scheinen die nur in den Geschlechtszellen vorkommenden zwei Reifungsteilungen aus denen Zellen entstehen, die im normalen Zustand teilungs- unfähig sind, und ohne das herantreten der Befruchtung unfehlbar zu Grunde gehen. (Von dieser Regel gibt es zwar Ausnahmen: die Drohneneier ete.— siehe S.107). Die Teilungen der Geschlechts- zellen unterscheiden sich somit von denen aller übrigen somatischen Zellen. Während bei den letzteren die Teilung als ein Regu- lationsprozess anzusehen ist, sind die Reifeteilungen nicht in

106 Methodi Popoff:

dieser Kategorie anzuordnen. Durch das Ausbleiben des Chro- matinwachstums zwischen den beiden Reifeteilungen wird dieselbe Chromatinmenge, welche in normalen Verhältnissen (bei den somatischen Zellen) auf zwei Zellen verteilt wird, nun auf vier Zellen verteilt und der nach der ersten Reifungsteilung herbei- geführte Normalzustand wird dadurch hochgradig gestört. !) Dieser anormale Zustand wird erreicht durch das Auftreten von der Tetradenbildung. Alle die komplizierten Prozesse, welche die Tetradenbildung begleiten, haben den Zweck, eine möglichst präzise Verteilung des Chromatins auf die vier Zellen herbei- zuführen. Sie enthalten, sozusagen, kondensiert die Prozesse, welche in den normalen Teilungen auf zwei Zellgenerationen entfallen. Es ist durchaus gleichgültig, wie die Tetraden dabei zustandekommen, ob eine Konjugation oder nur eine Längs- oder Querteilung eintritt, ob in der Richtungsspindel die erste resp. die zweite Teilung der Tetraden eine Längs- oder eine Quer- teilung ist. Wichtig ist der Endzweck; dass das Chromatin auf vier Zellen verteilt wird. Die Herbeiführung dieser Vierteilung des Chromatins (Zoogonnes, Goldschmidt (5) ist aber auch durch andere Modi denkbar. So sehen wir, dass die Tetraden durchaus nicht in dem ganzen Tierreich verbreitet sind. Was für ein Modus für die Vierteilung des Chromatins in den ver- schiedenen Arten und Tierklassen sich verwirklicht, ist für den Endzweck nicht von Bedeutung, wie es auch der Fall war mit der Zahl der Chromosomen bei den gewöhnlichen karyokinetischen Teilungen. Das letztere, wie das erstere ist eine Zelleigenschatt, ein Manöverierzustand des Chromatins, wie ich ihn mit dem Ausdruck von Fick für die somatischen Teilungen bezeichnen möchte.

So sehr auch man bemüht war, von dem Weismannschen Standpunkt ausgehend, ein einheitliches Schema in allen diesen Prozessen zu entdecken, ist es doch nicht geglückt. Es sind so viel Modi von Tetradenausbildung und Verteilung bekannt

') In diesen seltenen Fällen sogar, wo zwischen den beiden Reifungs- teilungen eine Ruheperiode eingeschaltet ist, kommt es niemals zu einer Verdoppelung des Chromatins. Das Chromatin weist inzwischen nur eine unbeträchtliche Grössenzunahme auf. Ich erinnere nur an die Angaben Hertwigs (98) bei den Reifungsteilungen von Actinosphaerium und an die daran anknüpfenden Verallgemeinerungen.

Eibildung bei Paludina vivipara etc. 107

geworden, dass man sich kaum mehr zurecht finden kann. Wenn wirklich die Tetraden diese Bedeutung hätten, die ihnen die mikromeristischen Vererbungstheorien zuschreiben, so müsste, angesichts der Wichtigkeit der sich dabei abspielenden Prozesse, eine grosse Einheitlichkeit in dem ganzen Tierreich nachzuweisen sein. Das ist aber nicht der Fail.

Es ist aber ein Unterschied in den Reifungsteilungen der männlichen und weiblichen Geschlechtszellen. Während bei den männlichen Geschlechtszellen auch das Plasma gleichmässig ver- teilt wird und dadurch vier ziemlich lebensfähige Zellen entstehen, in denen die Kernplasmastörung durch den grossen Uhromatingehalt bedingt wird (ein Teil vom Plasma wird nachträglich bei der Spermienhistogenese abgestreift), verläuft die Reifung der Eier derart, dass dem späteren Schicksal gemäss, nur eine von den Zellen die ganze Plasmamasse enthält, indem die Richtungskörper nur verschwindend kleine Plasmamengen bekommen. Die Kernplasmarelation wird hier durch die grosse Plasmamasse hochgradig gestört. So sehen wir, dass die Ursache der Störung in den beiden Geschlechts- arten gerade im entgegengesetzten Verhältnis zwischen Kern und Plasma beruht. Durch das Auftreten von der Amphimixis wird dadurch die Eizelle in den Zustand vor der Ausstossung der zweiten Richtungskörper gebracht; das Ei wird in Bezug auf Uhromatinmenge in den Zustand des parthenogenetischen Eies versetzt und dadurch von neuem Entwicklungsfähig gemacht. Wir kommen daher zu dem Resultat, dass die Befruchtung, von der gewöhnlichen Parthenogenese nur den Vorteil der Amphimixis für sich hat.!) Das befruchtete, wie auch das gewöhnliche

') Wenn auch gewöhnlich bei der Reifung der parthenogenetischen Eier die Bildung des zweiten Richtungskörpers ausbleibt, oder die angebahnte Bildung desselben rückgängig gemacht wird (Artemia — Brauer [9], Petrounkewitsch [02], kommen auch Fälle vor, wo parthenogenetisch sich entwickelnde Eier zwei Richtungskörper bilden (Drohneneier u. a.). Uber die hier möglichst mitspielenden Regulationsprozesse, welche die be- treffenden parthenogenetischen Eier entwicklungsfähig machen, wissen wir bis jetzt gar nichts, wie wir auch durchaus im unklaren sind über das Wirken der Ohemikalien bei der Herbeiführung der künstlichen Parthenogenese. Es ist möglich, dass in den beiden Fällen ähnliche Regulationsprozesse sich abspielen, welche im Stande sind, eine Normierung der Kernplasma Relation herbeizuführen. Indem ich mich weiterer blossen Spekulationen über diese Fragen enthalte, begnüge ich mich mit der Konstatierung dieser Schwierigkeiten und mit dem Hinweis, dass sie später einmal vielleicht befriedigend erklärt werden können.

108 Methodi Popoff:

parthenogenetische Ei (welches nur einen Richtungskörper ge- bildet hat) unterscheiden sich aber von den durch gewöhnliche somatische Zellteilungen entstandenen Zellen dadurch, dass durch die Richtungskörperbildung immer noch eine Kernplasmaspannnng erhalten bleibt, welche durch die grössere Plasmamasse bedingt wird. Dieser Zustand verursacht die rasch aufeinanderfolgenden Teilungen der Eizelle bis zu dem Stadium, in welchem die Kernplasmarelation in den normalen Verhältnissen zurückkehrt und dadurch die Furchungszellen das Tempo der gewöhnlichen somatischen Zellteilungen annehmen. —

Auf die Frage, wie diese merkwürdigen Regulationsprozesse in den Geschlechtszellen zu Stande gekommen sind, möchte ich nicht näher eingehen. Die sich dabei aufdrängenden phylo- genetischen Spekulationen haben vorderhand bei den noch sehr mangelhaften Kenntnissen der Zellphysiologie keinen grossen Wert. Sie werden uns nur von dem Terrain der Tatsachen entfernen.!)

Zusammenfassung.

1. In dem Eiwachstum von Paludina vivipara lassen sich zwei scharf abgegrenzte Phasen unterscheiden:

a) Die erste Phase ist die, welche von den Ovogonien beginnend sich bis zum Dietyestadium erstreckt. In das Ende dieser Phase fällt die erste Andeutung der Tetradenbildung.

', In dem einen Jahr, welches seit dem Niederschreiben dieser Arbeit verflossen ist, habe ich Gelegenheit gehabt die Verh