Ergebnisse der Biologie: Ƶweiter Band

736 Pages·1927·33.813 MB·German

by  Peter Stark (auth.), K. v. Frisch, R. Goldschmidt, W. Ruhland, H. Winterstein (eds.)

ERGEBNISSE
DER BIOLOGIE
HERAUSGEGEBEN
VON
K. v. FRISCH · R. GOLDSCHMIDT
MONCHEN BERLIN·DAHLEM
W. RUHLAND · H. WINTERSTEIN
LEIPZIG ROSTOCK
ZWEITER BAND
MIT 177 ABBILDUNGEN
SPRINGER· VERlAG BERLIN HEIDELBERG GMBH
1927
ALLE RECHTE, INSBESONDERE DAS DER QBERSETZUNO
IN FREMDE SPRACHEN, VORBEHALTEN.
COPYJUOHT 1927 BY SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG
URSPRONGLICH ERSCHIENEN BEl )ULIUS SPRINOER IN BERLIN. 1927
SOFTCOVER REPRINT OF THE HARDCOVER 2ND EDITION 1927
ISBN 978-3-642-49433-8 ISBN 978-3-642-49712-4 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-49712-4
Inhaltsverzeichnis.
Das Reizleitunpproblem bei den Pflanzen im Lichte neuerer
Erfahrungen. Von Professor Dr. PETER STARK, Breslau.
(Mit 42 Abbildungen.)
Seite
Einleitung • . • • • • • • • • . • • • • • • • • • • • • • • I
I. Die Bedeutung der Reizstoffe für das normale Wachsturn • 3
Ergebnisse 15
ll. Phototropismus . • • . . • . • 17
Ergebnisse • • . . • • . . • . 33
m.
Geotropismus . . • • • • . . . 34
1. Koleoptilen und Hypokotyle 34
2. Keimwurzeln • • . . 39
3· Erwachsene Pflanzen 45
4· Ergebnisse so
IV. Traumatotropismus . . 51
1. Koleoptilen • • • . . 51
2. Keimwurzeln • • • . 62
3· Erwachsene Pflanzen 64
4· Ergebnisse • 64
V. Haptotropismus 65
Ergebnisse 66
VI. Traumatonastie 6;
r. Mimosa •. 6;
2. Ranken.· 82
3· Ergebnisse 82
..
Schluß • 83
Literatur •.•• 91
Die BLAAUWache Theorie des Phototropiamua. Von Dr. LEo
BRAUNER, Jena. (Mit 11 Abbildungen.) 95
Literatur • . • • • . • • • • . . • . . . . • . . . • . . . . • • • 115
Die Georeaktionen der Pflanze. V~n Privatdozent Dr. WALTER
ZIMMERMANN, Tübingen. (Mit 23 Abbildungen.) 116
I. Einleitung. • • • • • • • • • • . . 116
ll. Die "einfachen" Georeaktionen. • . 119
A. Geotropismus • • • • • • • . • • . . 119
1. Der äußere Ablauf der Erscheinung • 119
2. Die qualitative Analyse der geotropischen Reizreaktionskette 121
a) Die Suszeption S. 122; b) Die Erregung (Induktion) S. 133;
c) Die Reizstoffbildung S. 134; d) Reizstoffleitung S. 138;
e) Die Endreaktion S. 140.
Zusammenfassung • • • • • • • • • • • • • • . • . • • • 140
3· Die quantitative Analyse der Reizreaktionskette . . . . • • 150
a) Die Gültigkeit des Reizmengengesetzes S. 15 1 ; b) Versuchs
material und Begleitumstände S. 156; c) Grenzen des Reiz
mengengesetzes S. 158.
IV Inhaltsverzeichnis.
Seite
B. Geomorphosen ( = "Barymorphosen'") • • • . . . • . . • . I 59
I. Quer (zur Organachse) angreifende Schwerkraft . . • • • I59
a) Der äußere Ablauf S. IS9; b) Analyse der Reizreaktions
kette S. I6+
2. Längs- (d. h. parallel zur Organachse) angreifende Schwerkraft I66
a) Die Schaffung einer Längspolarität S. I66; b) Modifikation
der Längspolarität durch die Schwerkraft S. I66.
C. Geotorsionen . . . . . . . I68
D. Geotonus • • • • • • . . . . • • . . . . . . . . I6g
I. Wachstumsbeeinflussung • • • • • . . . . • • . I6g
a) Dauerwirkung S. I6g; b) Geowachstumsreaktionen S. I7I.
2. Geotonische Beeinflussung einer geotropen Knimmung I72
a) Durch gleichzeitige Längs-und Querreizung S. I72; b) Quer
und Längsreizung hintereinander S. I74·
E. Geotaxis . . . • . • • • • . • • • . • . . . • . • . . I 76
III. Die homogen zusammengesetzten Georeaktionen I78
A. Der Plagiogeotropismus • . . . . . • • . . . . I78
I. Die qualitative Analyse • . . . . . . . . . I79
2. Die quantitative Analyse . . • . . • . • . . I82
3· Wechsel der plagiotropen Gleichgewichtslage I8g
a) Wechsel auf äußere Faktoren hin S. I89; b) Wechsel auf
innere Faktoren hin S. I92.
B. Wechselgeotropismen • • . • • • • • • • • • • • • • . • . • I9S
I. Nyktinastische Bewegungen (Schlafbewegungen) • . . . . • I9S
2. Ontogenetisch bedingteWechselgeotropismen("Umstimmungs'"-
bewegungen •••••••••••.••.•••••.•• 20I
a) Florale Bewegungen S. 20I; b) Sonstige Wechselgeotropismen
s.
204-
c.
Zusammenfassende Betrachtung über homogen zusammengesetzte
Georeaktionen • • • • • • • • • . • • . . • • • 2o6
IV. Heterogen zusammengesetzte Georeaktionen 209
A. Geotropismus und Phototropismus • 209
B. Klimm- und Ausläuferbewegungen . . • . • . . . 2IO
C. Winde- und Rankenbewegungen. • • . • . . . . 2II
I. Windepflanzen . • • • • • • • . . . . • • . . 2I2
a) Der äußere Ablauf des Kreisens S. 2I2; b) Die Analyse der
Kreisbewegungen S. 2I3.
2. Ranken • • • • • • • • • • . . . 2I9
V. Ökologie der Georeaktionen • • . • • . . . • . 22I
VI. Die Phylogenie der Georeaktionen . • • • • • • 229
A. Der historische Ablauf der Georeaktions-Phylogenie 229
B. Die richtenden Faktoren der Georeaktions-Phylogenie 232
VII. Definitionen-Obersicht . • • . . • • . • • • • • • 234
Literatur . • . . • • . • • . • • . • • • • • • • • • • • • 240
Der Harnstoff im Haushalt der Pflanze und seine Beziehung
zum Eiweiß. Von Professor Dr. A. KIEsEL. Moskau.
Einleitung . • . • • • • • • • • • • . • • • • • • • • • • • • • • • 257
I. Die Harnstoff bildenden Gruppen der Eiweißkörper • • • • • • ~
II. Die Entstehung des Harnstoffes durch Eiweißabbau im Organismus 262
III. Die Verbreitung der Urease • • • • • • • • • . • • • • 27I
IV. Das Auftreten von Harnstoff in Pflanzen ••••••••••• 275
Inhaltsverzeichnis. V
Seite
V. Harnstoff, Asparagin und Glutamin . • • . . • . • • . . • • • 28o
VI. Die synthetische Harnstoffbildung im Organismus • • . • . . • 284
Vll. Die Entstehung, Rolle und Umwandlung des Harnstoffs in Pilzen 290
VIII. Die Harnstoffbildung als Anpassung • 30I
Literatur . . • . • . • • • . • • . • . • . • • • • • • • • . • • • 304
Die Erscheinung der Heteroploidie, besonders im Pflanzenreich.
Von Professor Dr. FRITZ vos WETTSTEIN, Göttingen.
(Mit I2 Abbildungen.)
Einleitung • • • • • . • • . 3II
I. Terminologische Vorbemerkung 3I3
II. Experimentelle Ergebnisse • . • 3I5
I. Entstehung polyploider Rassen 3I 5
2. Eigenschaften polyploider Rassen 3I9
III. Zytologisch ermittelte Tatsachen 344
IV. Theoretischer Ausblick • 347
Literatur . • . • • . . • • . . • . 352
Der GoLGische Binnenapparat. Ergebnisse und Probleme.
Von Dr. WERN'ER jACOBS, München. (Mit 6 Abbildungen.)
Einleitung . • • • • . . . • . . • . • • • . . . • • . . • • • • . • 357
I. Probleme der Morphologie des GoLGischen Apparates • 359
I. Darstellungsmethoden und daraus sich ergebende Probleme • 359
2. Probleme der Gestalt und Struktur des GoLGI-Apparates. Unter
suchungen an tierischen Zellen . • • . . . • . . . . • • • . 366
3· Der GoLGI-Apparat in Pflanzenzellen . • . • . . . . . . • . . 37I
II. Der GoLGI-Apparat in seiner Beziehung zur Zellfunktion 372
I. Der GoLGI-Apparat während der Mitose •.••••••.•• 374
2. GoLGI-Apparat und ontogenetische Differenzierung • . . . • • 376
a) Der GoLGI-Apparat in den Geschlechtszellen S. 376; b) Der
GoLGI-Apparat während der Furchung S. 382; c) Das Verhalten
des GoLGI-Apparates bei der Nervenzellenentwicklung S. 383;
d) Der GoLGI-Apparat in Knorpelzellen bei Ossifikation S. 384.
3· Der GoLGI-Apparat in Beziehung zur Funktion vollentwickelter
Gewebe • • . • • • • • • • • • . . . . 385
4· Allgemeine Gesichtspunkte und Ausblicke 40I
Literatur • . • . . • . . . . . . . . . . . . . . . 402
Histochemie der quergestreiften Muskelfasern. Von Geheimrat
Professor Dr. W. BIEDERMANN, Jena. (Mit 27 Abbildungen.)
I. Das Verkürzungseiweiß und seine Lokalisation .•.•.•..• 4I6
1. Allgemeines •••..••••...•.•••..•..••• 4I6
2. Die Einwirkung von Wasser, Salzen und Säuren auf quergestreifte
Wirbeltiermuskeln • • • • • . • • • • • . • • • • • • . • . 432
3· Beziehungen zwischen Struktur und Funktion der Skelettmuskeln
der Insekten • • • • • • . • • . . . • • • . • • • . • • • • 447
4· Die Entwicklung von Wasser, Salzen und Säuren auf Insekten-
muskelfasern • • . . • . • . • • • • 456
II. Das Sarcoplasma und seine Bedeutung . 468
Literatur . . . . • . . • . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . 499
VI Inhaltsverzeichnis.
Seite
Die Milz. Mit besonderer Berücksichtigung des vergleichenden Stand
punktes. Von Professor Dr. EMIL v. SKRAMLlK, Freiburg i. B.
(Mit 9 Abbildungen.)
I. Anatomie der Milz • • . . . . . . . . . . . 505
ll. Die chemische Zusammensetzung der Milz 511
111. Die Funktion der Milz . . . . . . . . . . . 514
r. Die Votumschwankungen der Milz • • . . . . . . • • . . • • 5 r 5
a) Die Zusammenziehung der Milz und deren Abhängigkeit vom
nervösen Einfluß S. 515; b) Die Bedeutung der Votumschwan
kungen der Milz für die Blutverteilung S. 524·
2. Die Bedeutung der Milz bei der Blutbildung . • . • . . • . . 530
a) Die Bildung roter Blutkörperchen in der Milz S. 530; b) Die
Zerstörung der roten Blutkörperchen in der Milz S. 530; c) Die
Bildung weißer Blutkörperchen in der Milz S. 533; d) Das Ver
halten der Milz gegenüber den übrigen Blutbestandteilen S. 533·
3· Die Folgen der Milzentfernung ..•.....••...••. 534
a) Allgemeine Erscheinungen S. 535; b) Das Verhalten anderer
Organe S. 536; c) Die Veränderungen des Blutbildes S. 537;
d) Die Verwertung der Abbauprodukte des Blutfarbstoffs S. 539;
e) Die Veränderungen im Stoffwechsel S. 541.
4· Milztransplantation und Wirkung von Milzextrakten . . . . . 544
Literatur • . • • . . . . . . . • . • . . . • . . . . • . . . . . . 544
Die zygotischen sexuellen Zwischenstufen und die Theorie
der Geschlechtsbestimmung. Von ProfessorDr.RrcHARD GoLo
scHMmT, Berlin-Dahlem. (Mit 47 Abbildungen.)
I. Begriffsbestimmung. • 555
2. Die lntersexuali tät 556
I. Historisches • • • • • . 556
II. Diploide Intersexualität 557
AA. Intersexualität innerhalb genetischer Zweigeschlechtlichkeit 557
A. Die Wirbellosen • • • . • . • • • . • . . • • . • • . . • 557
a) Die Intersexualität von Lymantria dis:par. S. 557; b) Di
ploide Intersexualität bei anderen Lep1do:pteren S. 599;
c) Diploide Intersexualität bei Drosophila s1mulans S. 6o2;
d) Intersexualität bei Pediculus S. 6os; e) Intersexualität bei
Crustaceen S. 6o7; f) Andere Wirbellose S. 6oS.
B. Die transitorische Intersexualität der niederen Wirbeltiere 61 I
a) Die Amphibien S. 611; b) Die Fische S. 632.
C. Intersexualität bei höheren Wirbeltieren • • • • • • • 634
a) Die Vögel S. 634; b) Die Säugetiere S. 642.
BB. Intersexualität ohne gametische Zweigeschlechtlichkeit 656
III. Triploide Intersexualität • . • . . • • • . . . . . . . . . 656
A. Historisches • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 657
B. Die triploiden Intersexe bei Speziesbastarden von Schmetter-
lingen ................•.•••.••• 658
a) Saturniden S. 658; b) Bistoniden S. 659.
C. Triploide Intersexe durch Befruchtung parthenogenetischer
Eier .......•.•......••.•.....• 662
D. Die triploiden Intersexe bei Drosophila 670
E. Die Theorie der triploiden Intersexualität 672
3· Der Gynandromorphismus . 679
Namenverzeichnis
Sachverzeichnis ..... .
Das Reizleitungsproblem bei den Pflanzen
im Lichte neuerer Erfahrungen.
Von PETER STARK, Breslau.
Mit 42 Abbildungen.
Einleitung.
Seitdem vor nunmehr zwei Jahrzehnten FITTING (3) die pflanzlichen
Reizleitungsvorgänge in einer ebenso ausführlichen wie tiefgründigen
Darstellung behandelt hat, sind unsere Erfahrungen nach den verschie
densten Seiten hin bereichert worden. Eine der wichtigsten Tatsachen,
die dabei gewonnen worden sind, ist diejenige, daß - zum mindesten
streckenweise -sich der Reizleitungsvorgang in viel einfacherer Weise
gestalten kann, als man sich das häufig vorgestellt hat: Es gelingt,
eine Reizübertragung zu erzielen, wenn zwischen Perzeptionszone und
Reaktionszone der organische Zusammenhang unterbrochen wird und
eine Übermittelung des Reizes nur noch auf dem Wege der Diffusion
möglich ist. Das besagt aber, daß bei diesem Prozeß der Erregungs
zustand, der eine aktive Beteiligung der lebenden Zellen voraussetzt,
ausgeschaltet werden kann. Zum mindesten an der Unterbrechungs
zone kann die Weitergabe nur auf dem Übertritt bestimmter chemischer
Stoffe beruhen. Danach hat man sich vorzustellen, daß durch den
äußeren Reiz im lebenden Gewebe Umsetzungen induziert werden, die
zur Produktion von "Reizstolfen", oder, wie man jetzt häufig sagt,
"Hormonen" führt, und zwar entstehen sie nach der geläufigen Auffassung
im Anschluß an den Perzeptionsprozeß und als dessen Folge.
Der Wirkungsbereich dieser Reizstoffe ist sicher sehr ausgedehnt,
und man hat ihre Bedeutung schon auf den verschiedensten Reiz
gebieten wahrscheinlich machen können. Je nach der Entstehungs
ursache und Wirkungsweise hat man sie verschieden benannt, man
spricht von Wundhormonen, Nekrohormonen (ja sogar Hungerhor
monen ), von Wuchsstoffen, Zellteilungsstoffen, Hemmungsstoffen usw.
Auf den folgenden Blättern soll bloß die Rede sein von den neueren
Erfahrungen, die zu der Annahme solcher Reizstoffe hindrängen; wir
behandeln also nur einen Ausschnitt aus dem Reizleitungsproblem, das
natürlich an sich noch ganz andere Fragestellungen umfaßt. Aber noch
in weiterer Hinsicht soll der Stoff eingeengt werden. Wie schon oben
angedeutet, entfalten die Reizstoffe ihre Tätigkeit bei den verschieden-
ErsebDisse der Biologie II.
2 PETER STARK:
sten Lebensvorgängen. Es sei hier nur, um ein bekanntes Beispiel
herauszugreifen, erinnert an die Versuche von HABERLANDT und seinen
Schülern über Zellteilungs- und Wundhormone. HABERLANDT (2) fand,
daß Gewebefragmente von Knollen, Stengeln und Blättern keine Tei
lungen mehr vollziehen, wenn sie unter eine gewisse Größe herabsinken,
und zwar zeigte die nähere Beobachtung, daß es dabei auf das Vor
handensein oder Nichtvorhandensein von Elementen des Leptoms, von
dem offenbar der maßgebende Reiz ausgeht, ankommt. HABERLANDT
nimmt an, daß von dem Leptom ZelUeilungshormone abgegeben werden.
Damit vereinbart sich gut die Tatsache, daß auch bei leptomfreien
Stücken Zellteilungen erscheinen, wenn man ihnen leptomhaltige an
legt. Diese Versuche HABERLANDTS wurden von seinem Schüler LAM
PRECHT derart erweitert, daß nun art- und gattungsfremde Gewebe
stücke kombiniert wurden. Dabei erwies sich der Erfolg in gewissem
Maße von der Verwandtschaft der miteinander in Kontakt stehenden
Fragmente abhängig. "Der Reizstoff ist nicht arteigen, er wirkt auch
zwischen verwandten Arten, doch nur bei naher Verwandtschaft (z. B.
zwischen Bryophyllum-Arten untereinander, Peperomia-Arten unter
einander), ja bisweilen sogar bei nahe verwandten Gattungen (z. B.
zwischen Bryophyllum calycinum, B. crenatum und Kalanchoe glandu
losa). Er wirkt aber niemals zwischen entfernter stehenden Gattungen
und zwischen verschiedenen Familien (Piperaceen und Crassulaceen)."
Entsprechende Beobachtungen liegen für die Wundhormone vor.
HABERLANDT (3) fand, daß bei Kohlrabischeibchen in den unterhalb
der Schnittfläche gelegenen Zellagen Teilungen auftreten, die auf Dif
fusion von Wundstoffen zurückgeführt werden. Zwei Kontrollversuche
geben dieser Auffassung die nötige Stütze. Wäscht man die Schnitt
fläche sorgfältig ab, so daß alle Spuren der verletzten Zellen entfernt
werden, dann bleiben die Teilungen aus, können aber auch an solchen
gesäuberten Schnittflächen erzielt werden, wenn man nachträglich
Wundextrakt aufstreicht. Ganz analoge Verhältnisse haben sich bei
den Blättern von Crassulaceen herausgestellt (Bryophyllum, Echeveria,
Crassula, Sedum und Sempervivum. Auch hier sind Kombinationen
zwischen den verschiedenen Gattungen angestellt worden, die von
einem positiven Erfolg gekrönt waren: Der Wundextrakt wirkt auch
beim Auftragen auf die Schnittflächen fremder Blätter; dagegen greift
der Wirkungsbereich nicht auf fremde Familien über. Auch hierin ge
langt eine gewisse Spezifität der Reizstoffe zum Ausdruck.
HILDEGARD REICHE, eine Schülerin HABERLANDTS, hat bei verschie
denen anderen Objekten (Kartoffel, Begonie, Tausendblatt und Seerose)
Wundextrakte hergestellt und diese in die Intercellularen künstlich
eingespritzt. Es zeigte sich, daß in der Nachbarschaft der eingeführten
Wundstoffe Zellteilungen auftreten und daß mitunter Thyllenbildungen
in den Intercellularraum hervorwachsen, die sich dem Diffusionszentrum
Das Reizleitungsproblem bei Pflanzen im Lichte neuerer Erfahrungen. 3
zuwenden. Auch die Zellwäßde der tiefer gelegenen Zellen zeigen hier
wie bei den Kohlrabi- und Crassulaceenversuchen eine deutliche Be
ziehung zum Diffusionsstrom, die darauf zurückzuführen ist, daß sich
die Kernteilungsspindeln in die Diffusionsrichtung einstellen. Infolge
dessen verlaufen die neu eingelegten Wände senkrecht dazu.
Auf all diese Befunde sollte hier nur ganz kurz hingewiesen werden,
weil sich hier mannigfaltige Beziehungen zu den Tatsachen ergeben,
die im Mittelpunkt der folgenden Darstellung stehen. Es sollen hier
- und damit gelangen wir zur zweiten Einschränkung - nur die
Untersuchungen in den Kreis der Betrachtung gezogen werden, die
sich auf die Reizbewegungen der höheren Pflanzen, auf die Tropismen
und die Nastien beziehen. Dieser Rahmen kann freilich deshalb nicht
streng eingehalten werden, weil im Anschluß an die tropistischen Reiz
leitungen Hypothesen aufgestellt worden sind, die auf das normale
Wachstum Bezug nehmen und darin gipfeln, daß durch den tropisti
schen Eingriff nur das Walten von Reizstoffen, die schon ursprünglich
vorhanden sind, in andere Bahnen gedrängt wird. Von diesen Reiz
stoffen wird angenommen, daß sie bei ungestörten Verhältnissen gleich
mäßig vom Vegetationspunkt herabdiffundieren und dadurch für einen
geregelten Zuwachs des sich streckenden Organes sorgen. Diese Dinge
sollen in einem besonderen Kapitel vorangestellt werden, da je und je
wieder auf sie zurückgegriffen werden muß.
I. Die Bedeutung der Reizstoffe für das normale
Wachstum.
Es ist eine genugsam bekannte Tatsache, daß von dem Vegetations
punkt nicht nur ein dirigierender Einfluß auf die Differenzierung der
Zellen und Organe ausgeht, sondern daß auch das Wachstum unter
seinem Einfluß steht. Das tut sich in sehr deutlicher Weise kund,
wenn durch Dekapitation die Sproßspitze entfernt wird. Es greift eine
von Objekt zu Objekt verschieden starke Wachstumshemmung Platz,
die nicht nur mit dem Wundschock im Zusammenhang steht, sondern
auch darauf zurückzuführen ist, daß nunmehr der Zustrom bestimmter
Stoffe ausbleibt, die im folgenden mit E. SEUBERT als Wachstumsregu
latoren bezeichnet werden sollen und zweifellos zu den Reizstoffen ge
hören. Sie unterscheiden sich von den später zu behandelnden Reiz
stoffen dadurch, daß ihre Bildung nicht erst durch einen äußeren Reiz
ausgelöst wird, sondern daß sie schon ursprünglich im Vegetationspunkt
vorhanden sind. In ihnen kann man das Vehikel erblicken, vermittels
dessen die Sproßspitze das Wachstum der tiefer liegenden Zonen
im normalen Gang erhält.
Die wachstumshemmende Wirkung der Dekapitation ist in der älteren
Literatur oft behandelt worden. Diese Angaben wurden neuerdings
I•