Grundriss der Theoretischen Bakteriologie

297 Pages·1924·9.613 MB·German

by  Dr. phil. Traugott Baumgärtel (auth.)

GRUNDRISS
DER THEORETISCHEN
BAKTERI 0 LO G IE
VON
DR, TRAUGOTT J}AUMGARTEL
PHIL,
PRIVATDOZENT FUR BAKTERIOLOGIE AN DER TECHNISCHEN
HOCHSCHULEMUNCHEN
MIT 3 ABBILDUNGEN
BERLIN
VERLAG VON JULIUS SPRINGER
1924
ISBN-I 3: 978-3-642-47111-7 e-ISBN-13: 978-3-642-47364-7
DOl: 10.1007/978-3-642-47364-7
ALLE RECHTE,
INSBESONDERE DAS DER 1JBERSETZUNG
IN FREMDE SPRACHEN, VORBEHALTEN.
COPYRIGHT 1924 BY JULIUS SPRINGER,
BERLIN.
Softcover reprint of the hardcover 18t edition 1924
Vorwort.
Der vorliegende "GrundriB der theoretischen Bakteriologie"
bildet eine kurzgefaBte, nach biologischen Gesichtspunkten ent
wickelte kritische Darstellung der wichtigsten experimentellen
Grundlagen unseres gegenwartigen Wissens iiber Bau und Leben
der Bakterien. N ach Inhalt und Form bezweckt der GrundriB,
den naturwissenschaftlich vorgebildeten Leser in die wissens
werten Forschungsergebnisse der theoretischen Bakteriologie ein
zufiihren und ihm ein einheitliches klares Bild von dem tatsach
lichen und begrifflichen Fundament der bakteriologischen Wissen
schaft zu entwerfen. Die Griinde, die eine derartige spezielle
Darstellung der theoretischen Bakteriologie aus der Feder des
Botanikers rechtfertigen, ergeben sich aus der heute unwider
legbaren Tatsache, daB auBer der Botanik, als deren Spezialfach
die Bakteriologie zu gelten hat (vgl. Einleitung), aIle biologischen
Forschungszweige der reinen und angewandten Naturwissen
schaften (Zoologie, Biologie, Biochemie, Nahrungsmittelchemie,
Garungsphysiologie, Human- und Veterinarmedizin, Land-, Moor
und Forstwirtschaft) an bakteriologischen Problemen in hohem
MaBe interessiert sind und hierzu eines zuverlassigen Fiihrers
bediirfen.
Waren dies die allgemeinen Gesichtspunkte, denen ich bei
der Abfassung des Werkes folgte, so lagen fiir mich als Bota
niker, der an der gesamten bakteriologischen Forschung regen
Anteil nehmen muB, die Hauptschwierigkeiten in der Auswahl
und in der Beschrankung des Stoffes. Ohne Riicksicht auf eine
spezielle Fachdisziplin wurde versucht, die wichtigsten Tatsachen
der wissenschaftlichen Bakteriologie zusammenzustellen und diese
an klassischen Beispielen, die den verschiedensten Forschungs
gebieten entnommen sind, zu erortern. Der GrundriB kann also
niemals dazu dienen, eingehende Spezialkenntnisse dieser oder
jener Richtung zu vermitteln, sondern er ist nur als eine allge
meine Einfiihrung in das umfangreiche Wissensgebiet der theo
retischen Bakteriologie zu betrachten. Trotzdein bieten die zahl-
a*
IV Vorwort.
reichen, vielfach durch Tabellen belegten Beispiele geniigende
Anregung, um auch das fachwissenschaftliche Studium der Bak
terien zu vertiefen. Die geschichtliche Entwicklung der Bakterio
logie ist in der "Einleitung" an Hand der OriginaIIiteratur mit
strenger Objektivitat gegen die Forscherarbeit aller Nationen und
Fachrichtungen kritisch zusammengefaBt.
Was die Art der Darstellung anbelangt, so war ich bestrebt,
alles in engster Anlehnung an die einschlagigen Originalarbeiten
so klar und so kurz wie moglich auszudriicken, insbesondere die
bakteriologischen Grundbegriffe in wenigen Worten und sachlich
richtig wiederzugeben. Um dabei die Dbersichtlichkeit und den
logischen Aufbau des Werkes zu wahren, wurden unter biologi
schen und erkenntnistheoretischen Gesichtspunkten eine weit
gehende Aufteilung und Gliederung (vgl. Inhaltsverzeichnis) des
abgehandelten Stoffes vorgenommen und viele Einzelheiten in
Form von Tabellen aufgefiihrt, ohne dadurch, wie ich hoffe, die
Einheitlichkeit des Werkes zu beeintrachtigen. Von Abbildungen,
die das Werk unnotig verteuern und - gerade bei der Dar
stellung mikroskopischer Objekte - sehr leicht zu falschen Vor
stellungen fiihren, wurde abgesehen. Die Fachausdriicke und
die botanisch-bakteriologischen Gattungs- und Artnamen sowie die
Bezeichnungen sog. physiologischer Bakteriengruppen wurden durch
besonderen Druck hervorgehoben; ferner wurde das gesamte Werk
in Paragraphen eingeteilt, um auf moglichst einfache Weise auf
die korrespondierenden Abschnitte verWeisen zu konnen. Histo
risch oder methodisch bemerkenswerte Tatsachen sind in den
"Anmerkungen" zusammengestellt. Ein ausfiihrliches Namen- und
Sachverzeichnis am SchluB des Werkes soIl dazu dienen, die Auf
findung von Literaturangaben und des sachlichen Inhaltes zu
erleichtern.
Miinchen, im Januar 1924.
Traugott Baumgartel.
Inhaltsverzeichnis.
Seite
Einleitung . . • . . . • . . . . . . . . . . ; . XI
Erster Teil.
Allgemeine Morphologie.
Erster Abschnitt.
Anatomie der Bakterienzelle.
I. Begriff der Bakterienzelle 1
II. Form der Bakterienzelle . . . . . . . . . 2
A. Typische Zellformen . . . . . . . . . . . 2
1. Die normalen Grundformen der Bakterienzelle . 2
a) Die Kugelform. . . . . . . . . . . . . . 3
b) Die Stabchenform. . . . . . . . . . . . . 3
c) Die Schraubenform . . . . . . . . . . . . . . .. 3
2. Die normalen Teilungs- und Wuchsformen der Bakterien-
zelle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
a) Teilungs- und Wuchsformen der Haplobakterien. 4
b) Teilungs- und Wuchsformen der Trichobakterien 5
B. Atypische Zellformen. . . . . . . 5
1. Teratologische Wuchsformen . . 5
2. Involutions-Degenerationsformen 6
C. Pleomorphismus . . . . . 7
III. Grofie der Bakterienzelle . 7
IV. Ban der Bakterienzelle. . 8
A. Die Zellhaut. . . . . . . . . . . . 8
1. Die Sichtbarmachung der Zellhaut 9
2. Der geschichtete Bau der Zellhaut 9
B. Der Zellinhalt. . .. . . . . . . . . . . . . . . 11
1. Die lebenden Inhaltskorper der Bakterienzelle . 11
a) Das Protoplasma . . . . . . . . . . . . 11
b) Die zellkernahnlichen Protoplasmagebilde . 12
c) Die Sporen . . . . . . . . . . . . . . 13
a) Die Dauersporen der Haplobakterien . 13
~) Die Konidien der Trichobakterien. . . . . .. 14
2. Die leblosen geformten Inhaltstoffe der Bakterienzelle 14
a) Die geformten organischen Inhaltstoffe . . . . . 14
a) Die stickstoff-freien organischen Inhaltstoffe. 15
~) Die stickstoffhaltigen organischen Inhaltstoffe. 15
b) Die geformten anorganischen Inhaltstoffe . . . . 15
VI Inhaltsverzeichnis.
Seite
C. Die GeiBeln. . . . . . . . . . . . 16
1. Die Sichtbarmachung der GeiBeln. 16
2. Zahl und Anordnung der GeiBeln. 16
3. GroBe und Gestalt der GeiBeln. . 16
4. Der feinere Bau der GeiBeln. . . 17
Zweiter Abschnitt.
Physik der Bakterienzelle.
I. ~Iasse, Volumen und Oberflache der Bakterienzelle. 17
A. Die Brownsche Molekularbewegung . . ... 18
B. Die Sedimentierungserscheinungen. . . . . . . . . . 19
C. Das Bakterienniveau. . . . . . . . . . . . . . . . 20
II. Dichte, Farbe und Lichtbrechungsvermogen der Bakterien-
zelle. . . . . . . . . . . . 21
A. Die Dichte der Bakterienzelle. . . . . . . . . 22
B. Die Farbe der Bakterienzelle. . . . . . . . . 23
C. Das Lichtbrechungsvermogen der Bakterienzelle 24
III. Die Hydromechanik der Bakterienzelle 25
A. Die Diffusionserscheinungen. . . . . . . 25
1. Die Quellbarkeit der Bakterienzelle. . 25
2. Die Durchlassigkeit der Bakterienzelle. 27
a) Die Diffusion von Farbstoffen . . . 27
b) Die Diffusion von Zellgiften. . . . . . . . . . 29
c) Die Diffusion von osmotisch wirksamen Stoffen . 32
a) Der osmotische Druck der Bakterienzelle. 33
(1) Die Plasmolyse . . . . . . . . . . . . 33
y) Die Plasmoptyse. . . . . . . . . . . . 35
3. Die Loslichkeit der Bakterienzelle . . . . . . 35
a) Die Bakteriolyse durch chemische Mittel . . 36
b) Die Bakteriolyse durch Verdauungsfermente. 36
a) Die Pepsin- bzw. Trypsinwirkung . 37
fl) Die Selbstverdauung . . . . . . . 37
y) Das sog. d'Herellesche Phanomen . 37
c) Die Bakteriolyse durch Serumwirkung 39
a) Die Bakteriolyse im Normalserum. 39
fl) Die Bakteriolyse im Immunserum . 41
B. Die Adsorptionserscheinungen. . . . 42
1. Die sog. mechanische Adsorption . 42
2. Die spezifische Adsorption. . . . 44
C. Die Ausflockungserscheinungen . . . 47
1. Die Bakterienkataphorese . . . . 47
2. Die Bakterienfallung. . . . . . . . . . . 48
a) Die Saureausflockung der Bakterienzelle 48
b) Die Salzausflockung der Bakterienzelle . 50
D. Die Kapillarerscheinungen . . . . . 53
Dritter Abschnitt.
Chemie der Bakterienzelle.
I. Makrochemische Analysen . . . . . . 54
A. Der Wassergehalt der Bakterienzelle. . 55
B. Die Trookensubstanz der Bakterienzelle 55
Inhaltsverzeichnis. VII
Seite
1. Die organische Trockensubstanz. 57
a) Die EiweiBkorper. . . . . . 57
b) Die Kohlehydrate. . . . . . 58
c) Die Fette und Lipoide . . . . 60
2. Die mineralische Trockensubstanz. 61
C. Die Elementarzusammensetzung der Bakterienzelle 63
II. Mikrochemische Reaktionen. . . 63
A. Mikrochemie der Zellhaut. . . . .. 63
1. Die Innenschicht der Zellhaut 63
2. Die AuBenschicht der Zellhaut 64
B. Mikrochemie des Zellinhaltes 66
1. Das Protoplasma . . . . 66
a) Die Gramfarbbarkeit . 66
b) Die Saurefestigkeit . . 69
c) Elektivfarbungen . . . . . . . . . . 72
a) Die Farbung des Micr. gonorrhoeae . . . 73
(3) Die Farbung des Corynebact. diphtheriae 73
r) Die Vitalfarbung. . . . . . . . . . . . 74
2. Die Zelleinschliisse . . . . . . . . . . . . . 75
a) Die lebenden Inhaltskorper . . . . . . . . 75
a) Die zellkernahnlichen Protoplasmagebilde 75
(3) Die Sporen . . . . . . 75
b) Die leblosen Inhaltsstoffe . 76
a) EiweiBstoffe (Volutin). . 76
(3) Kohlehydrate (Glykogen, Iogen) . 78
}') Fette . . . . . . . . . . . . . 78
d') Farbstoffe. . . . . . . . . . . . . . . 79
E) Schwefel·, Eisen· und Manganeinschliisse . 81
C. Mikrochemie der GeiBeln. . . . . . . . . 82
Zweiter Teil.
Allgemeine Physiologie.
Erster Abschnitt.
Allgemeine Lebensbedingungen del" Bakterienzelle.
I. Allgemeine innere Lebensbedingungen . . . . 83
A. Die inneren chemischen Lebensbedingungen . . . 83
B. Die inneren physikalischen Lebensbedingungen. . 84
C. Die inneren morphologischen Lebensbedingungen . 84
II. Allgemeine autlere Lebensbedingungen. . 84
A. Die auBeren chemischen Lebensbedingungen 85
1. Nahrungsstoffe, Wasser, Sauerstoff 85
a) Nahrungsstoffe . . . . . . . . . . . 85
b) Wasser .............. . 86
c) Sauerstoff . . . . . . . . . . . . . . . 87
2. Konzentration und Reaktion des Nahrbodens 87
a) Konzentration des Nahrbodens. . . . . . 87
b) Reaktion des Nahrbodens . . . . . . . . 89
VITI Inhaltsverzeichnis.
Seite
B. Die auBeren physikalischim Lebensbedingungen 92
1. Mechanische Einwirkungen . . . . . 93
a) Der Gas- und Wasserdruck .... 93
b) Der osmotische Druck . . . . . . 97
c) Die mechanischen Erschiitterungen 98
2. Thermische Einwirkungen. . . . . . . 99
a) Die Kardinalpunkte der Temperatur. 99
b) Die Wirkung extremer Temperaturen .. 101
a) Inframinimale Temperatureinwirkungen . 101
(3) Supramaximale Temperatureinwirkungen. 103
3. Photische Einwirkungen. . . . . 104
a) Die Wirkung der Lichtstrahlen 104
a) Das Sonnenlicht . . . . . 105
(3) Das ultraviolette Licht . . 106
y) Das elektrische Bogenlicht. . . 107
b) Die Wirkung der Rontgenstrahlen. 107
c) Die Wirkung der Bequerelstrahlen 108
4. Elektrische Einwirkungen. . . . . 108
Zweiter Abschnitt.
Allgemeine Lebensautlerungen der Bakterienzelle.
1. Ernahrungsphysiologie der Bakterienzelle. 109
A. Die Nahrungsstoffe der Bakterienzelle 109
1. Kohlenstoffquellen . . . . . . . . 110
a) Anorganische Kohlenstoffnahrung 110
b) Organische Kohlenstoffnahrung . no
2. Stickstoffquellen . . . . . . . . . 111
a) Anorganische Stickstoffnahrung . III
b) Organische Stickstoffnahrung . . 111
3. Wasserstoff- und Sauerstoffquellen . 112
B. Die Aufnahme der Nahrungsstoffe . . 112
1. Die Nahrungsauswahl der Bakterienzelle . 112
a) Die Bevorzugung von Nahrungsstoffen. . 113
b) Die Spaltung racemischer Verbindungen. . 113
c) Das Zusammenwirken von Nahrungsstoffen. 114
2. Die Auflosung von Nahrungsstoffen . . . 114
a) Die Spaltung von EiweiBstoffen. . . . 117
b) Die Verzuckerung von Kohlehydraten . 120
a) Die Hydrolyse der Polysaccharide 120
(3) Die Hydrolyse der Disaccharide . 121
c) Die Verseifung von Fetten. . . . . 122
C. Die Verarbeitung der Nahrungsstoffe . . . 123
1. Der Baustoffwechsel der Bakterienzelle. . . . . . 123
a) Die chemische Natur der Stoffwechselvorgange . 124
a) Oxydationen . . . 124
(3) Reduktionen . . . 125
y) Hydratationen . . 126
0) Anhydridbildungen 127
0) Kondensationen. 127
n
Spaltungen. . . 128
"7) Synthesen . . . 128
Inhaltsverzeichnis. IX
Seite
b) Die Nahrstoffveranderungen beim Stoffwechsel . 129
a) Der Stoffumsatz der anorganischen Nahrung. 129
I. Kohlenstoffnahrung 129
1. Methan . . . . 129
2. Koh1enoxyd . . 129
3. Koblendioxyd . 129
II. Stickstoffnahrung . . . . . . . . 130
1. Die Bindung des Luftstickstoffs 130
2. Die Nitrifikation. . . . . . . 132
3. Die Denitrifikation. . . . ... 132
4. Die Zersetzung des Ka1kstickstoffs.. 133
III. Schwefe1nahrung . . . . . . . . . . 134
1. Die Schwefe1wasserstoffgarung. . . 134
2. Die Schwefe1sauregarung . . . . . 134
(J) Der Stoffumsatz der organischen Nahrung. 135
I. Koh1ehydrate. . . . 135
1. Zuckervergarungen 135
a) Alkoho1garung. 135
b) Glyceringarung 136
c) Mannitgarung . 137
d) Ameisensauregarung 138
e) Essigsauregarung. . 139
f) Propionsauregarung 139
g) Buttersauregarung . 139
h) Milchsauregarung . 140
i) Oxa1sauregarung. . 142
k) Bernsteinsauregarung. 142
2. Cellu1osegarung. . . . . 142
3. Pektingarung. . . . . . 143
II. Alkoho1e. . . . . . . . . . . 144
1. Vergarung der niederen Alkoho1e 144
2. Vergarung der Zuckeralkohole. 145
III. Glykoside . . . . . 147
1. Amygda1inspa1tung 147
2. Indikanspa1tung 148
IV. Fette . . . . 149
V. Fettsauren . . . . . 149
VI. EiweiBstoffe . . . . . . . . 153
1. Aromatische Aminosauren. 154
2. Aliphatische Aminosauren. . . . 159
a) Aliphatische Monaminosauren . 159
b) A1iphatische Diaminosauren. . 160
VII. Einfache Stickstoffverbindungen . . 162
1. Harnstoffgarung . . . . . . . . 162
2. Vergarung der Harnstoffderivate. 162
3. Vergarung der Saureamide 165
4. Vergarung der Hippursaure 165
c) Die Stoffwechselerzeugnisse . 166
r<) Assimilationsprodukte 168
I. EiweiBstoffe . 168
II. Koh1ehydrate. 169
III. Fette • . . . 169
x
Inhaltsverzeichnis.
Seile
(3) Dissimilationsprodukte . 169
I. Geruchlose Gase . . 170
II. Starkriechende Stoffe 171
III. Sauren und Alkalien 172
IV. Farbstoffe . . . . . 172
V. Giftstoffe. . . . . . . . . . . . . 174
2. Der Betriebsstoffwechsel der Bakterienzelle . 175
a) Die Energiequellen der Bakterienzelle. . 175
a) Aerobe Atmung. . . . . . . . . . . 175
I. Veratmung anorganischer Stoffe . . 176
II. Veratmung organischer Stoffe . . . . . . . . 176
1. Unvollstandige Veratmung organischer Stoffe 176
2. Vollstandige Veratmung organischer Stoffe 177
(3) Anaerobe Atmung. . . . . . . . . . . . 177
I. Reduktionsatmung . . . . . . . . . . 177
II. Spaltungsatmung . . . . . . . . . . . 178
b) Die Kraftwechselleistungen der Bakterienzelle 178
a) Chemische Leistungen. . . 178
(3) Physikalische Leistungen. . 178
I. Mechanische Leistungen . 179
II. Thermische Leistungen . 179
III. Photische Leistungen . . 180
II. Wachstumsphysiologie del' Bakterienzelle 1i ll
A. Entwicklung der Bakterienzelle. . . . 181
1. l!~ormbildung der Einzelzelle. . . . 181
2. Entstehung der Wuchsformen . . . 182
a) Mikroskopische Zellverbande . . 182
b) Makroskopische Zellanhaufungen 183
B. Fortpflanzung der Bakterienzelle. ., ..... 184
1. Fortpflanzung der Bakterienzelle durch Zellteilung 184
2. Erhaltung der Bakterienart durch Sporenbildung 185
III. Bewegungsphysiologie del' Bakterienzelle . 189
A. Passive Bewegungserscheinungen . 190
1. Brownsche Molekularbewegung 190
2. Hygroskopische Bewegungen. . 190
3. Turgeszenzbewegungen . . . . 191
B. Aktive Bewegungserscheinungen . .. .. 192
1. Schwimmbewegungen der Hap1obakterien. 192
a) Spontane Bewegungen . . . . . . 193
b) Induzierte Bewegungen. . . . . . 196
2. Gleitbewegungen der Trichobakterien. 197
Anmerkungen. . . . 198
~amenverzeichnis 226
Sachverzeichnis . 231