Ergebnisse der Biologie: Fünfter Band PDF
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ERGEBNISSE DER BIOLOGIE HERAUSGEGEBEN VON K. v. FRISCH· R. GOLDSCHMIDT MONCHEN BERLIN-DAHLEM W. RUHLAND . H. WINTERSTEIN LEIPZIG BRESLAU FUNFTER BAND MIT 156 ABBILDUNGEN BERLIN VERLAG VON JULIUS SPRINGER 1929 ISBN-13: 978-3-642-89208-0 e-ISBN-13: 978-3-642-91064-7 DOl: 10_1007/978-3-642-91064-7 ALLE RECHTE, INSBESONDERE DAS DER UBERSETZUNG IN FREMDE SPRACHEN. VORBEHALTEN. COPYRIGHT 1929 BY }UUUS SPRINGER IN BERUN. SOFTCOVER REPRINT OF THE HARDCOVER 1ST EDITION 1929 Inhaltsverzeichnis. Die Kolloidchemie des pftanzlichen Zellkernes in der Ruhe und in der Teilung. Von Privatdozent Dr. REINHOLD SCHAEDE, Breslau. Seile A. Einleitung ..... . I B. Der Kern in der Ruhe 2 C. Die Kernteilung. 13 Literatur ....... . 26 Die pftanzliche Transpiration. Von Privatdozent Dr. A. SEYBOLD, KOln a. Rh. Erster Teil. (Mit 38 Abbildungen.) Vorbemerkung. . . . . . . . . . . 30 Allgemeine Einleitung . . . . . . 31 I. Die Physik der Transpiration 33 I. Einleitung. . . . . . . . . 33 2. Die Grundlagen der Verdunstung in unbewegter Luft 34 3. Die Grundlagen der Verdunstung in bewegter Luft '. 40 4. Spezielle Ergebnisse der Verdunstung in bewegter Luft 43 a) Verdunstungssysteme mittlerer BlattgroBe. . . .. 43 b) Verdunstungssysteme kleinster Poren . . . . . .. 47 5. SpezieUe Ergebnisse der Verdunstung in unbewegter Luft 50 a) Verdunstungssysteme mittlerer BlattgroBe 50 b) Verdunstungssysteme kleinster Poren . . . . 55 II. Die Energetik der Transpiration ....... 62 III. Die Methodik der Transpirationsbestimmungen 72 A. Absolute Messungen. . . . . . . . . . . . . . . 72 I. Direkte Messung der Transpiration im Massenaustausch 72 a) Quantitative Methoden. . . . . . . . . . . . .. 72 b) Qualitative Methoden . . . . . . . . . . . '. ., 80 2. Indirekte Messungen der Transpiration im Massenaustausch 83 B. Relative Messungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 IV. Die aitionomen Faktoren der physikalischen Transpi- rationskomponente 90 I. Luftfeuchtigkeit . . . . . 91 2. Temperatur . . . . . . . 92 3. Luftdruck. . .. . . . . . 93 4. Partiardruck atherischer Ole 95 5. Wind. . . . . . . . . . . 97 6. Die Verdunstung des Bodens und die freier Wasserflachen als Standort der Pflanzen. . . . . . . . ....... 101 IV Inhaltsverzeichnis. Seite V. Die Transpirationssysteme und die physikalische Kom- ponente der Transpiration. . . . 108 r. Die Systeme thalloser Pflanzen . . . . . 108 2. Die Systeme der hoheren Pflanzen II2 a) Die Systeme der Kutikulartranspiration II3 b) Die Systeme der Stomatartranspiration 123 c) Die Transpiration bei jungen und alten Blattern 133 d) Die Transpiration in verschiedener Stammhohe 136 e) Die Beziehungen der Transpirationssysteme zu aitionomen Faktoren 138 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Das Winden und Ranken der Pflanzen. Von Privatdozent Dr. H. GRADMANN, Erlangen. (Mit 24 Abbildungen.) I. Geschichte der Forschung ... . 166 a) Die Anfange. ...... . 166 b) Der Gang der Windeforschung 168 c) Der Gang der Rankenforschung 175 II. Die Hauptprobleme ...... . 176 A. Die Kreisbewegungen der Ranken .. 176 I. Ra umgeometrische Grundlagen. 176 2. Die beobachteten Bewegungen. 178 3. Die 0berkriimmungstheorie . . 181 a) Die Reaktionen bei senkrecht befestigter Basis. I82 b) Der EinfluB des Geotropismus . . 186 c) Der EinfluB des Autotropismus. . 189 B. Die Kreisbewegungen der Windepflanzen 190 I. Raumgeometrische Grundlagen. . . . 190 2. Die beobachteten Bewegungen 192 3. Die Theorie des LateraIgeotropismus . 194 4. Die Theorie der autonomen Nutation 197 5. Die 0berkriimmungstheorie . . . . . 199 6. Die Theorie der Lateralwirkung . . . 200 C. Das Umschlingen der Stiitze durch die Windepflanzen 202 D. Das Umschlingen der Stiitze durch die Ranken 205 r. Der Haptotropismus . . . . 205 2. Das Erfassen der Stiitze . . . . 208 3. NachtragIiche Veranderungen . . 209 III. 0bersicht uber die okologische und physiologische Sonderstellung der Winde- und Rankenpflanzen 211 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 Die Wanderungen der Saugetiere. Von Dr. MAX HILZHEIMER, Berlin. (Mit I Abbildung.) Einleitung ................... . 219 A. Die Wanderungen der Landsaugetiere ... . 221 a) Kleinere jahreszeitliche Standortsverschiebungen 221 I. Affen .... 221 2. Murmeltiere. . . . . . . . . . . . . . . . 222 v Inhaltsverzeichnis. Seite 3. Hasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 4. Jahreszeitliche Standortsveranderungen verschiedener Klein- sauger . . . . . . . .. ...... . .. 223 5. Bar. . . . . . . . . . .. ...... . .. 224 b) Taglicher Standortswechsel und die Innehaltung fester Wege dabei . . . . . . . . . . . 224 c) Die groBen jahreszeitlichen Wanderungen 226 1. In Siidafrika . . .. ...... 226 2. In den palaarktischen und nearktischen Steppen und Pra- rien . . . . . . . . . . . . 234 3. In den zirkumpolaren Landern . 241 d) Die Wanderungen der Bartschweine 258 e) Die Wanderungen der Fledermause 259 B. Die Wanderungen der Seesaugetiere. 264 a) Die Wanderungen der Walfische. 264 b) Die Wanderungen der Robben 281 SchluB. 286 Literatur . . . . . . . . . . . 287 Das Determinationsproblem. Von Privatdozent Dr. O. MANGOLD, Berlin-Dahlem. Zweiter Teil. Die paarigen Extremititen der Wirbeltiere in der Entwicklung. (Mit 45 Abbildungen.) I. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 292 II. Allgemeines iiber die Entwicklung der Extremitaten 292 III. Methodik und Begriffe . . . . . . 293 IV. Amphibien . . . . . . . . . . . . 295 A. Normalentwicklung und Kinematik. 295 1. Urodelen. Vorderextremitat. . . 295 2. Anuren . . . . . . . . . . . . 299 B. Spezielle Fragen der Determination. 301 I. Der Zeitpunkt der Determination der Anlage zu Extremitat und zu Vorder- bzw. Hinterextremitat . . . . .... 301 2. Die Verbreitung der Potenz Vorderextremitat (Determina tionsfeld und Reaktionsfeld). . . . . . . . . . . . . 304 3. Die Bedeutung des Ecto-und Mesoderms bei der Determina tion der Extremitat . . . . . . . . . . . . . . . . 307 4. Der Determinationsablauf in der Anlage oder Knospe der Extremitat. Determination der Lateralitat . . . . . . 308 a) Amblystoma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 «) Der Determinationszustand der Anlage im .friihen Schwanzknospenstadium. . . . . . . . . . . . 308 Orientierung der Achsen im Experiment und ihre Determination 308. - Fehlerquellen (Verdoppe lung und Rotation) 310. - Achsendetermina tion und Seitenqualitat 313. - Experimentelle Fundamente der Schliisse HARRISONS 315. fJ) Der Zeitpunkt der Achsendetermination der Anlage 322 Amblystoma punctatum 322. - Am blystoma tigri- num 325. b) Triton taeniatus. . 325 c) Pleurodeles Waltlii 328 d) Anuren. . . . . . 328 VI Inhaltsverzeichnis. Seite a) Experimente an der Vorderextremitat . . . . . . 328 ~) Experimente an der hinteren Extremitat . . . . . 328 Die Determination der Anlagenachsen der Hinter extremitat im spaten Schwanzknospenstadium. 328 Die Determination der Seitenqualitat der hinteren Extremitat im Knospenstadium 328 Determination der Achsen . . . . . . . . 330 Die ml-Achse. 330. - Dv- und ap-Achse. Quer schnittsdetermination. 332. e) Die Extremitatenanlage, ein "harmonisch-aquipotentielles System" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 f) Die Lokalisation und Wirkung der determinierenden Ur sachen bei den Extremitatentransplantationen . . . 336 g) Die Regulation derStellung der Extremitat durch Rotation 342 5. Die Induktion von Extremitaten 344 a) Homogenetische Induktion . 345 b) Heterogenetische Induktion. . 347 6. Schulter- und Beckengiirtel . . . 349 Normalentwicklung und Kinematik 349 A mbtystoma. . . . . . . . 350 Triton . . . . . . . . . . . 353 Anuren, speziell Bombinator 353 7. Causale Zusammenhange zwischen den Anlagen der freien Extremitat und des Schultergiirtels . . . . . 354 8. Kinematik und Determination der Extremitatenmuskulatur 356 a) Herkunft der Anlagen der Muskeln 356 b) Vorderextremitat . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 c) Hinterextremitat . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 d) Herkunft und Determination besonderer Muskelgruppen der Extremitat . . . . . 358 V. Vertebra ten a uBer Am phi bien . . . . . 361 A. Experimente an der Selachierflosse. . . . 361 B. Experimente an der Extremitat der Vogel 363 Normalentwicklung . . . . . . . . 363 Ausbreitung des Extremitatenfeldes . 364 Determination der Qualitat Vorder-und Hinterextremitat 364 Determination zu Extremitat und Determination der Ab- schnitte. . . . . . . . . 364 Schulter- und Beckengiirtel. . . . . . . . . . . . . 366 Form der Skelettindividuen. . . . . . . . . . . . . 366 C. Experimente an der Extremitatenanlagevon Saugetierembryonen 367 VI. Probleme von allgemeiner Bedeutung, welche an der Extremitat e?Cperimentell bearbeitet wurden .. 367 A. Verdoppe~ungen. Sy~metriegesetze. . . . . . . . .. 367 I. Yorkommen und Grad der Extremitatenverdoppelung 367 2. Ursprung der Vielfachbildungen . . . . . 368 3. Extremitaten in symmetriefreier Ordnung . . . .. 369 4. Extremitaten in symmetrischer Ordnung . . . . .. 371 Symmetriegesetze. Lage der Symmetrieebene, Lokalisa- tion der Individuen der Mehrfachbildungen 371 Verbreitung spiegelbildlicher Mehrfachbildung 375 Inhaltsverzeichnis. VII Seite Ursachen spiegelbildlicher Mehrfachbildung (Z¢ntren hypothese,Symmetriehypothese, BruchdreifachblIdung, gegenseitiger Einfluf3 benachbarter Anlagen) .... 376 Verlust der Symmetrieordnung . . . . . . . . . . . 380 B. Die Bedeutung des Nervensystems fur die Entwicklung der Ex tremitat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 C. Die Funktion als determinierimder Faktor bei der Bildung der Extremitat, speziell des Skeletts. (Funktionelle Struktur und funktionelle Anpassung) . . . . . . . . . . . . .. 385 D. Die Determination des Wachstums der Extremitat 388 E. Auf3ere Bedingungen und Entwicklung der Extremitat . 394 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 394 Die Wanderungen der Fische. Von Professor Dr. LUDWIG SCHEURING, Miinchen. Erster Teil. (Mit 33 Abbildungen.) Einleitung .......... . 406 I. Cyclostomata (Marsipobranchii) 410 II. Elasmobranchii 424 a) Plagiostomi. 424 b) Holocephali . 429 III. Proostei. . . 431 a) Chondrostei. 431 b) Holostei . . 439 c) Crossopterygii. 441 d) Dipnoi . 442 IV. Primitive Malacopterygii. 443 V. Clupeidae ........ . 445 a) Der Hering, Clupea harengus . 445 b) Der Sprott, Clupea sprattus . ·1' 472 c) Die Sardine, Clupea pitchardus : 475 d) Die Fluf3heringe, Alosa 478 e) Die Sardelle, Engraulis 485 f) Zusammenfassung 489 VI. Salmonidae . . . . . . 491 a) Oncorhynchus . . . . . 494 I. Oncorhynchus tschawytscha . 495 2. Oncorhynchus nerka. . . . 506 3. Oncorhynchus milktschitsch = O. kisutsch. 516 4. Oncorhynchus keta. . . 517 5. Oncorhynchus masou. . 522 6. Oncorhynchus gorbuscha 522 b) Salmo salar. . . . . . . 528 c) Physiologie und theoretische Betrachtungen 593 d) Salmo faria-Gruppe 614 I. Bachforellen 614 2. Seeforellen . . . 616 3. Meerforellen .. 619 e) Salmo irideus-Gruppe 627 f) Salmo salvelinus-Gruppe, Cristivomer und Salmo hucho 630 g) Coregonidae. . . . . . . . . . . . . . . . . 635 VIII Inhaltsverzeichnis. Seite h) Thymatlidae, Osmeridae I. Thymatlidae . . . . 2. Osmerus und Mallotus vitlosus i) Galaxiidae, Haplochitonidae, Argentina, Plecoglossus. I. Galaxiidae und H aplochitom'dae 2. Argentina 3. Plecoglossus Literatur Die vergleichende Pathologie der Geschwiilste. Von Medizinal rat Professor Dr. K. WINKLER, Breslau. (Mit 15 Abbildungen.) I. Vorkommen und Besonderheiten der tierischen Ge- schwiilste . . . . . . . . . . . . . . 692 A. Bindesubstanzgeschwiilste. . . . . . . . 694 I. Reife Geschwiilste der Bindesubstanzen 695 a) Fibrome . . . 695 b) Myxoblastome 697 c) Elastome. . . 698 d) Lipoblastome. 698 e) Chondrome. . 699 f) Osteome . . . 703 g) Gewachse des muskelbildenden Gewebes 705 h) Geschwiilste des GefaBgewebes. . . . . 707 Hamangiome 709. - Lymphangiome 710 i) Endo- und Peritheliome. . . . 711 k) Geschwiilste des Nervengewebes . . . 711 Gliome 712. - Neurome 713 2. Unreife Geschwiilste der Bindesubstanzen 713 B. Epitheliale Geschwiilste. . . . . . . . 720 I. Reife epitheliale Geschwiilste . . . . 721 a) Epithelioma papillare (Papillome) 721 b) Adenome. . . . . . . . . 723 2. Unreife epitheliale Geschwiilste 728 C. Melanoblastome . . . . . . . . 735 D. Teratome . . . . . . . . . . . 736 II. Experimentelle Geschwulsterzeugung. 740 a) Geschwulsterzeugung durch chemische Reize (Teerkrebs) 740 b) Geschwulsterzeugung durch Transplantation. . . . . . 756 c) Geschwulstbildung durch Parasiten. . . . . . . . . . 766 d) Beeinflussung der Geschwulstbildung durch verschiedene Faktoren. . . . . . . . . 770 e) Biologie der Geschwulstzellen 773 Literatur . 776 Namenverzeichnis 797 Sachverzeichnis 813 Die Kolloidchemie des pflanzlichjen Zellkernes in der Ruhe und in der 11eilung. Von REINHOLD SCHAEDE, Breslau. Inhaltsiibersicht. Seite A. Einleitung . . . . . 1 B. Der Kern in der Ruhe 2 C. Die Kernteilung. 13 Literatur . . . . . . . 26 A. Einleitung. In seiner "Allgemeinen Pflanzenkaryologie" (I92I/22) hat TISCHLER rund 3500 Arbeiten aufgefUhrt. Trotz dieser gewaltigen Literatur, die sich seither naturlich noch vermehrt hat, gibt es noch manche Punkte hinsichtlich Kern und Kernteilung, die uns dunkel sind. E$ ist darum leicht verstandlich, daB man jeden Zweig der Wissenschaft heranzieht zu neuer Beleuchtung der strittigen Fragen und von ihm weitere Auf klarung erwartet. So ist es auch mit der Kolloidchemie. Der erste, der von dem Gesichtspunkte dieses Gebietes au!> Kern und Kernteilungen eingehenden Betrachtungen unterzog, war wohl DELLA VALLE (I9I3 und Ref. SPEK, I9I9). DaB dieser erste Versuch nicht gleich vollkommen war, versteht sich eigentlich von selbst. Seither sind unsere Kenntnisse in dieser und jener Hinsicht erweitert worden, aber eine be friedigende Losung des vorliegenden Themas ist nicht erfolgt. Angesichts dieser Tatsache kann gefragt werden, ob die Behandlung des Gegen standes nicht verfruht ist. Diese Frage muBte unbedenklich bejaht wer den, falls etwas AbschlieBendes gesagt werden sollte. Dies ist jedoch nicht beabsichtigt; nur der gegenwartige Stand soIl behandelt werden mit dem BewuBtsein, daB neue Untersuchungen taglich zu anderen Auf fassungen fUhren konnen. Mit einem bloBen Zusammentragen des bis jetzt uber die Kolloidchemie des Kernes in der Ruhe und in der Teilung Bekannten werden wir uns indessen nicht begnugen konnen, wir wurden da recht bald am Ende angelangt sein. Wir mussenauch aus mancherlei Befunden Schlusse ziehen und in gewissen Grenzen spekulativ vorgehen. Urn allen Irrtumern vorzubeugen, sei gesagt, daB der Verfasser kol loidchemische Vorgange nicht fUr die Kraft ansieht, die allJein bei der Karyokinese als Agens wirksam ist. Das Leben besteht aus dem har monischen Zusammenwirken einer ganzen Reihe von Kraften, und gerade bei einer so wichtigen LebensauBerung wie der Zellteilung wird darum nicht eine Kraft allein am Werke sein. Ergebnisse der Biologie V. REDIHOLD SCHAEDE: 2 Wie das Thema es vorschreibt und wie es der natiirlichen Sachlage entspricht, wird erst der Kern in der Ruhe und dann die Kernteilung behandeIt werden, und zwar die typische. Die allotypische diirfte dieser in den Grundziigen gleichen, indessen stoBen wir bei ihr auf eine Reihe besonderer Fragen, deren Erorterung das Verstandnis der ohnehin schon unklaren VerhaItnisse noch mehr erschweren wiirde. Auf die Kolloid chemie allein konnen wir uns nicht beschranken, auch die Morphologie wird herangezogen werden miissen, deren genaue Festlegung nun einmal den Grund fiir alles andere bildet. Als Botaniker bringe ich natiirlich eine Darstellung der VerhaItnisse bei Pflanzen, doch wird es hier und da unerlaBlich sein, die Beobachtungen und Ansichten von Zoologen an zufiihren. B. Der Kern in der Ruhe. Behandelt man die Kolloidchemie des Kernes, so kann man an seinem Aggregatzustand unmoglich achtlos vorbeigehen. Nach den Ausfiih rungen von LEPESCHKIN (I924, S. 66f£') kann es kaum mehr zweifelhaft sein, daB der Kern fliissig ist. Selbstredend wird die Viskositat der ge samten Kernmasse je nach den einzelnen Pflanzen, den einzelnen Zellen ein und derselben Pflanze, sowie je nach den gerade gegebenen LebensverhaItnissen verschieden sein. Der WassergehaIt der Kerne, ihr kolloidaler Zustand konnen Unterschiede zeigen, und so wird es Kerne von verhaItnismaBiger Leichtfliissigkeit und solche von einer ge wissen Starrheit geben, ahnlich wie das beim Cytoplasm a der Fall ist. Auch der gleiche Kern wird seine Viskositat je nach Wassergehalt und kolloidalen VerhaItnissen andern konnen. Positives iiber den letzten Punkt ist wenig bekannt, weil der Kern dahingehenden experiment ellen Untersuchungen schwer zuganglich ist. Ob der Kern durch eine Membran gegen das Cytoplasma abgegrenzt ist, interessiert uns weniger. rch kann mich hier auf LEPESCHKIN (I924, S. 70ft.) berufen, der sich dahin auBert: "Eine feste Kernmembran fehlt oder ist anwesend." Ersteres schlieBt das Vorhandensein einer sehr diinnen Niederschlagsmembran nicht aus, die nicht fest zu sein braucht und infolge ihrer Feinheit, sowie der ungiinstigen Lichtbrechung im lebenden Kern mikroskopischer Wahrnehmbarkeit unzuganglich sein kann (vgl. SPEK, I9I9, S. 38-39). Kein Zweifel besteht wohl mehr dariiber, daB der Kern ein Kolloid ist, und zwar ein hydrophiles. Seine beiden Phasen bezeichnen wir als Karyolymphe und Karyotin (TISCHLER, I92I/22, S. 3, 4). Beide sind I fliissig (LEPESCHKIN, I924, S. 96), wir haben es also mit einem Emulsions kolloid zu tun, und wenn auch LEPESCHKIN (loc. cit.) in einigen Fallen die im Kern auftretenden Granula als fest bezeichnet, andert das nichts Unter "Karyotin" wird mit LUNDEG.ARDH die Substanz des Kernes I verstanden, die das Material fUr die Chromosomen liefert.
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