Werfen wir schließlich noch einen flüchtigen Blick auf die optischen
Eigenschaften der lebendigen Substanz, so finden wir, daß das
Protoplasma in den meisten Fällen durchaus farblos, grau, in dünnen
Schichten, die von geformten Einschlüssen frei sind, durchscheinend, in
dicken Schichten undurchsichtig ist, und das Licht etwas stärker bricht
als Wasser.
Im einzelnen verhalten sich aber die mannigfaltigen Formen der
lebendigen Substanz je nach der Beschaffenheit ihrer Bestandteile
verschieden. Einzelne geformte Elemente, wie Fetttröpfchen,
Wassertropfen, Chlorophyllkörner, können intensiv gefärbt sein, so daß
die Zellen, in denen sie in größerer Anhäufung vorhanden sind, gelb,
rot, grün etc. gefärbt sind, wie z. B. bei den Pflanzengeweben. Ebenso
ist das Lichtbrechungsvermögen der einzelnen Bestandteile verschieden,
das der Wassertröpfchen in den Vakuolen geringer, das der Fetttröpfchen
größer als das der Grundsubstanz. Im Leben der Zelle spielen diese
Farbstoffe unter Umständen eine bedeutende Rolle, insofern sie
Licht- und Wärmeeinwirkungen in bestimmter Weise regulieren, wie das
namentlich in weitgehendem Maße im Pflanzenleben der Fall ist. Es
würde zu weit führen, auf alle einzelnen Fälle einzugehen, doch ist
es von Interesse, das Verhalten +einer+ Form der lebendigen Substanz,
nämlich das der sogenannten kontraktilen Substanz, d. h. derjenigen
Substanz, die, wie das amöboide Protoplasma, die Flimmerhaare und die
Muskelfasern, bestimmte Formveränderungen (Kontraktionen) ausführt,
näher ins Auge zu fassen.
Bereits in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts fand ~Boeck~, daß
gewisse Bestandteile der quergestreiften Muskelfaser doppelbrechend
sind, d. h. das Vermögen haben, einen Lichtstrahl zu zerlegen in zwei
Strahlen, die beide mit verschiedener Geschwindigkeit fortgepflanzt
werden, eine Fähigkeit der Muskelsubstanz, die besonders ~Brücke~
später genauer untersuchte. Seitdem hat ~Engelmann~[89] die Beobachtung
gemacht, daß nicht nur diese Schichten des quergestreiften Muskels,
sondern überhaupt alle faserig differenzierten kontraktilen Substanzen,
wie die der glatten und quergestreiften Muskelzellen, der kontraktilen
Fasern oder Myoide des Infusorienkörpers, sowie der Wimperhaare und
Geißelfäden aller Flimmerzellen, positiv einachsig doppelbrechend
sind, und zwar in der Weise, daß ihre optische Achse mit der
Faserrichtung zusammenfällt. Diese Tatsache weist darauf hin, daß die
Molekularstruktur aller dieser Fasergebilde in der Faserrichtung eine
andere sein muß als in den übrigen Richtungen, eine Folgerung, die für
das Verständnis der Kontraktionsvorgänge an diesen Objekten vielleicht
Bedeutung besitzt. An dem nackten kontraktilen Protoplasma der
Rhizopoden, z. B. der +Amöben+, hat ~Engelmann~ keine Doppelbrechung
auffinden können. Nur auf den graden, strahlenförmigen Pseudopodien von
+Aktinosphaerium Eichhornii+, einem zierlichen Süßwasserrhizopoden,
beobachtete er Doppelbrechung, die aber hier höchst wahrscheinlich
nicht von dem kontraktilen Protoplasma herrührt, sondern von starren
Strahlen, die sich als Stützorgane in der Achse der Pseudopodien
befinden und nachweislich mit der Kontraktion nichts zu tun haben.
* *
*
Fassen wir schließlich die Hauptpunkte von allem, was unsere eingehende
Untersuchung ergeben hat, zu einem übersichtlichen Bilde von der
lebendigen Substanz zusammen, so können wir sagen: Die lebendige
Substanz, wie sie jetzt auf der Erdoberfläche existiert, tritt nur auf
in Form von teils einzeln lebenden, teils zu größeren zusammenhängenden
Staaten vereinigten Elementarorganismen, den +Zellen+. Jede Zelle ist
ein meist mikroskopisch kleines Klümpchen +flüssiger Substanz+, in der
verschiedene, teils geformte, teils gelöste Bestandteile eingelagert
sind. Als allgemeine Zellbestandteile, die in allen Zellen zu finden
sind, können nur die dickflüssige Grundmasse selbst, das +Protoplasma+,
und eine darin eingelagerte, etwas festere Substanz, der +Zellkern+,
betrachtet werden. Ein Klümpchen Protoplasma mit einem Kern ist bereits
eine vollständige Zelle und anderseits gibt es keine Zelle, die nicht
Kern +und+ Protoplasma besäße. Ebenso, wie sich morphologisch in der
lebendigen Zellsubstanz die verschiedensten Bestandteile nebeneinander
unterscheiden lassen, ebenso sind in der lebendigen Substanz auch die
verschiedensten chemischen Körper vorhanden. Die +Elementarstoffe+, aus
denen die lebendige Substanz besteht, sind nur solche, wie sie auch in
der unbelebten Körperwelt existieren, doch ist ihre Zahl eine geringe,
und es sind hauptsächlich die Elemente mit niedrigstem Atomgewicht,
welche die lebendige Substanz zusammensetzen. Ein besonderes
Lebenselement existiert nicht. Dagegen sind viele +Verbindungen+, zu
denen diese Elementarstoffe zusammentreten, für die lebendige Substanz
charakteristisch und finden sich nicht in der anorganischen Welt.
Vor allem sind es die +Eiweißkörper+, die kompliziertesten unter
allen organischen Verbindungen, die aus den Elementen C, H, O, N, S
bestehen und in +keiner+ lebendigen Substanz fehlen. Daneben kommen
noch andere komplizierte organische Verbindungen, wie Kohlehydrate,
Fette und einfachere Stoffe vor, die sämtlich entweder aus dem
Zerfall der Eiweißkörper stammen oder zu ihrem Aufbau notwendig sind,
sowie schließlich anorganische Stoffe, wie Salze und Wasser. Die
Eiweißkörper verleihen zugleich der lebendigen Substanz der Zelle ihre
kolloidalen Eigenschaften und der Zelloberfläche die Eigentümlichkeiten
semipermeabler Membranen. Das Wasser ferner gibt der lebendigen
Substanz ihre flüssige Konsistenz, mit der das Leben untrennbar
verknüpft ist. Die Salze endlich regulieren auf osmotischem Wege den
Wassergehalt und damit die Erregbarkeit der Zelle.
Das ist in groben Zügen das Bild, das uns die anatomische, die
mikroskopische, die chemische und die physikalische Untersuchung der
lebendigen Substanz ergeben hat.