1. Das Biogen.

Wir haben in einem früheren Kapitel gesehen, daß die Charakteristik der

lebendigen Organismen den scheintoten sowohl wie den toten gegenüber,

ganz allgemein betrachtet, in dem Stoffwechsel liegt, dessen Ausdruck

eben die Lebensäußerungen sind. Es ist aber notwendig, von dieser

allgemeinen Tatsache aus noch einen Schritt weiter zu gehen.

Wenn wir uns erinnern, daß wir bei der Feststellung der chemischen

Verbindungen, welche die lebendige Substanz zusammensetzen,

ausschließlich auf die Untersuchung der toten Zelle angewiesen waren,

so bleiben uns jetzt zur Vervollständigung unseres Bildes von der

lebendigen Substanz noch zwei Fragen zu beantworten, nämlich erstens:

Kommen die chemischen Verbindungen, die wir in der toten Zelle gefunden

haben, auch in der lebendigen Zelle als solche vor? -- und zweitens:

Haben wir in der lebendigen Zelle noch andere Verbindungen, die in der

toten Zelle nicht mehr vorhanden sind, die also mit dem Leben der Zelle

untrennbar verbunden waren?

Die erste dieser Fragen ist verhältnismäßig leicht zu entscheiden.

Eine sorgfältige Vergleichung besonders der geformten Körper, die als

Reservestoffe lange Zeit unverändert in der lebendigen Zelle zu finden

sind, mit den entsprechenden Stoffen der toten Zelle zeigt uns, daß

sowohl Körper der Eiweißgruppe, als Kohlehydrate, als auch Fette, also

die drei Hauptgruppen der organischen Verbindungen, und ebenso deren

Zersetzungsprodukte, kurz die wesentlichen Stoffe, die wir in der toten

Zelle gefunden haben, sämtlich auch in der lebendigen Zelle vorkommen.

Es bleibt also nur die Frage übrig, ob daneben auch noch Verbindungen

in der lebendigen Substanz existieren, die sich beim Tode der Zelle

zersetzen, so daß sie in der toten Zelle nicht mehr zu finden sind.

Eine Vergleichung des chemischen Verhaltens der lebendigen und der

toten Zellsubstanz zwingt uns in der Tat zu dieser Annahme. Die

physiologische Chemie hat gezeigt, daß zwischen der lebendigen und der

toten Zellsubstanz ganz wesentliche chemische Unterschiede existieren,

Unterschiede, die beweisen, daß die lebendige Substanz beim Sterben

tiefgreifende chemische Veränderungen erfährt. Ein weit verbreiteter

Unterschied zwischen der lebendigen und der toten Zellsubstanz besteht

z. B. in ihrer Reaktion. Die fast ausnahmslos alkalische oder neutrale

Reaktion der lebendigen Substanz geht mit dem Tode in der Regel in die

saure Reaktion über. Sehr bemerkenswerte Veränderungen erfahren ferner

gewisse Eiweißkörper, die in der lebendigen Zellsubstanz in Lösung

sind, wie z. B. das Myosin des Muskels. Diese Eiweißkörper gerinnen

mit dem Tode und gehen in den festen Zustand über, der für weitere

chemische Umsetzungen sehr ungeeignet ist. Aehnliche Veränderungen beim

Sterben der lebendigen Substanz hat uns die physiologische Chemie in

größerer Zahl gezeigt. +Alle diese Erfahrungen beweisen aber, daß in

der lebendigen Substanz gewisse chemische Verbindungen beim Absterben

Umsetzungen erfahren, so daß in der Tat in der lebendigen Zellsubstanz

Stoffe existieren, die in der toten Zellsubstanz nicht mehr zu finden

sind.+

Der Umstand, daß diese chemischen Verbindungen nur in der +lebendigen+

Substanz vorhanden sind und mit dem Tode zerfallen, zwingt uns zu dem

Schluß, daß der Lebensvorgang aufs engste mit ihrer Existenz verknüpft

sein muß. Eine wichtige Eigenschaft dieser Stoffe ist jedenfalls ihre

große Neigung zu Umsetzungen, die für das Leben ein unentbehrliches

Moment bildet. Wenn wir daran denken, wie geringe Veränderungen

der Lebensbedingungen es sind, die den Tod der lebendigen Substanz

herbeiführen können, wie fast alle chemischen Stoffe, die überhaupt in

Wasser löslich sind, in chemische Wechselwirkung mit der lebendigen

Zellsubstanz treten, während sich die tote Zellsubstanz gegen die

gleichen Einwirkungen vielfach ganz indifferent verhält, so müssen

wir sagen, +daß die Stoffe, welche die lebendige gegenüber der toten

Zellsubstanz auszeichnen, eine sehr lockere chemische Konstitution

besitzen+.

Noch viel deutlicher werden wir zu diesem Schluß gedrängt, wenn wir

die Tatsache des Stoffwechsels ins Auge fassen. Der Stoffwechsel

zeigt uns, daß die lebendige Zellsubstanz fortwährend zerfällt und

sich neu bildet, wie aus der fortwährenden Abgabe und Aufnahme von

Stoffen hervorgeht. Demgegenüber können wir die tote Zellsubstanz unter

günstigen Bedingungen außerordentlich lange aufbewahren, ohne daß

sie nur eine Spur von den Stoffen ausscheidet, welche die lebendige

Zellsubstanz dauernd abgibt. Es muß also die lebendige Zellsubstanz

gegenüber der toten durch den Besitz von Atomkomplexen ausgezeichnet

sein, die sehr große Neigung zu chemischen Umsetzungen haben und sich

dauernd von selbst zersetzen. Die große Labilität dieser Atomkomplexe

geht ferner auch aus der Tatsache hervor, daß ihre Umsetzungen durch

geringe Einwirkungen von außen noch bedeutend gesteigert werden können,

wie die Erregung des Stoffwechsels durch Reize deutlich zeigt. +Da aber

der Stoffwechsel den eigentlichen Lebensvorgang bildet, so sehen wir

ohne weiteres, daß das Leben direkt auf der Existenz dieser labilen

Atomkomplexe beruht.+ Es ist daher gerechtfertigt, auf diese Stoffe

näher einzugehen und ihrer Natur noch etwas weiter nachzuforschen.

Beim Aufsuchen dieser bedeutsamen Verbindungen lassen wir uns am besten

von der Art der beim Stoffwechsel ausgeschiedenen Zersetzungsprodukte

leiten. Da finden wir, daß sich unter anderen Stoffen, wie Kohlensäure,

Wasser, Milchsäure etc., die nur die Elemente Kohlenstoff,

Wasserstoff und Sauerstoff enthalten, auch Verbindungen finden, die

stickstoffhaltig sind. Die stickstoff+freien+ Zersetzungsprodukte

könnten möglicherweise aus der Zersetzung von Kohlehydraten, Fetten

etc. stammen, die stickstoff+haltigen+ dagegen können nur aus der

Umsetzung von Eiweißkörpern oder ihren Derivaten hervorgehen, denn

diese sind die einzigen stickstoffhaltigen Körper, die in jeder

lebendigen Substanz vorhanden sind. +Dieser wichtige Umstand lenkt

unsere Aufmerksamkeit also zunächst auf die Eiweißkörper.+

Daß wir damit in der Tat auf dem richtigen Wege sind, wird sofort klar,

wenn wir uns hier an die Reihe von Erfahrungen über die Eiweißkörper

erinnern, die wir im Laufe unserer früheren Betrachtungen gewonnen

haben. Diese Erfahrungen zeigen uns zweifellos, daß es die Eiweißkörper

sind, die im Mittelpunkt des ganzen organischen Lebens stehen.

Eine wichtige Tatsache ist schon die, daß die Eiweißkörper in allen

Fällen, in denen nicht große Mengen von Reservestoffen, wie Fett,

Stärke, Glykogen etc., in der Zelle aufgehäuft sind, bei weitem die

größte Masse der organischen Verbindungen in der lebendigen Substanz

ausmachen. Das weist bereits darauf hin, daß sie eine bedeutsame

Rolle im Leben der Zelle spielen müssen. Die dominierende Stellung

der Eiweißkörper unter den chemischen Verbindungen der lebendigen

Substanz wird aber ohne weiteres klar durch den Umstand, daß die

Eiweißkörper die einzigen Stoffe sind, die ausnahmslos mit Sicherheit

+in jeder Zelle+ gefunden werden können. Dazu kommt ferner, daß die

Eiweißkörper und ihre Verbindungen von allen wichtigeren Stoffen der

Zelle +die höchste Komplikation+ ihrer chemischen Zusammensetzung

aufweisen, daß die Eiweißkörper und ihre Verbindungen die größte

Anzahl verschiedenartiger Atome in ihren Molekülen vereinigen.

Dieser dominierenden Stellung der Eiweißkörper in der lebendigen

Substanz entsprechen denn auch die Erfahrungen, die wir über die

chemischen Beziehungen der stickstofffreien organischen Stoffe, vor

allem der Kohlehydrate und Fette, zu den Eiweißkörpern gewonnen

haben, denn wir wissen, daß diese Stoffe, soweit wir ihr Schicksal

überhaupt kennen, entweder zum Aufbau des Eiweißmoleküls verbraucht

werden oder aus den Umsetzungen des Eiweißmoleküls hervorgehen.

Das erstere zeigt uns naturgemäß am deutlichsten die Pflanze, in

der ja überhaupt alle organischen Verbindungen erst synthetisch

aus einfacheren anorganischen Stoffen hergestellt werden. In der

grünen Pflanzenzelle sehen wir aus Kohlensäure und Wasser das erste

organische Produkt, den Traubenzucker resp. die Stärke, synthetisch

entstehen. Diese Kohlehydrate bilden die organische Grundlage, aus der

auf kompliziertem, zum Teil noch unbekanntem Wege unter Mithilfe der

aus dem Boden aufgenommenen stickstoff- und schwefelhaltigen Salze

sich das Eiweißmolekül synthetisch entwickelt. Sehen wir einerseits

in der Pflanze am deutlichsten, wie die verschiedenen Stoffe zum

+Aufbau+ des Eiweißmoleküls dienen, so können wir uns andererseits

im Tier am besten von der Tatsache überzeugen, daß die wichtigsten

stickstofffreien Atomgruppen der lebendigen Substanz, vor allem wieder

die Kohlehydrate, auch aus dem +Zerfall+ des Eiweißmoleküls stammen

können[591]. So hat schon ~Claude Bernard~ und später ~v. Mering~ an

Hunden, die durch Hungern glykogenfrei gemacht waren, bewiesen, daß

nach Eiweißnahrung wieder Glykogen in größerer Menge gebildet wird,

daß also dieses Kohlehydrat aus Umsetzung des Eiweißes hervorgehen

kann. So hat ferner ~Gaglio~ festgestellt, daß die Milchsäure im

Körper aus dem Umsatz des Eiweißmoleküls stammt, da ihre Menge im

Blut nur von der Menge des verzehrten Eiweißes abhängig ist. Von

den stickstoff+haltigen+ Ausscheidungsprodukten des Körpers liegt

es aber ohne weiteres auf der Hand, daß sie nur aus dem Umsatz

von Stoffen der Eiweißgruppe herrühren können, da sonst unter den

allgemeinen organischen Verbindungen der lebendigen Substanz keine

stickstoffhaltigen weiter vorhanden sind. +Den schlagendsten Beweis

aber dafür, daß überhaupt alle Stoffe, sowohl stickstofffreie wie

stickstoffhaltige, die in der lebendigen Substanz der Zelle zum Leben

notwendig sind, aus chemischen Umsetzungen der Eiweißkörper stammen

können, liefert uns eine der bedeutsamsten Tatsachen der Physiologie,

das ist die schon seit langer Zeit bekannte Möglichkeit, Fleischfresser

mit reiner Eiweißnahrung dauernd am Leben und, wie ~Pflüger~[592]

gezeigt hat, bei großer Leistungsfähigkeit erhalten zu können. Keine

Tatsache beleuchtet besser als diese die zentrale Stellung des

Eiweißmoleküls im Lebensprozeß.+

Ergibt sich also auf der einen Seite aus der Tatsache des Stoffwechsels

die Existenz sehr labiler Verbindungen in der lebendigen Substanz, mit

deren Anwesenheit das Leben untrennbar verknüpft ist, so sehen wir auf

der anderen Seite, daß es die Eiweißkörper sind, deren Vorhandensein

die +allgemein+ notwendige Voraussetzung und den Angelpunkt des

Lebens bildet. +Suchen wir aber diese beiden Momente miteinander zu

vereinigen, so entsteht die Forderung, in der lebendigen Zellsubstanz

neben den bekannten Eiweißkörpern, die sich auch in der toten

Zellsubstanz vorfinden, noch gewisse Eiweißkörper oder Verbindungen von

Eiweißkörpern anzunehmen, die nur im Leben vorhanden sind und mit ihrem

Zerfall das Leben beschließen.+

Totes Eiweiß, wie wir es etwa im toten Hühnerei finden, oder wie es

z. B. in Form von Vitellinen in größerer Menge auch in lebendigen

Eizellen aufgespeichert ist, können wir, wenn es vor Bakterien

geschützt ist, außerordentlich lange stehen lassen, ohne daß die

geringste Zersetzung daran auftritt. Dagegen zersetzen sich gewisse

Eiweißkörper oder Eiweißverbindungen der lebendigen Substanz

fortwährend von selbst, auch wenn sich die letztere unter völlig

normalen Bedingungen befindet, und die geringste Einwirkung von

Reizen steigert die Zersetzung noch mehr, wie aus den abgegebenen

Zerfallsprodukten hervorgeht. ~Pflüger~[593] hat daher, wie wir bereits

an anderer Stelle[594] gesehen haben, schon vor längerer Zeit in seiner

inhaltreichen Arbeit über die Oxydation in der lebendigen Substanz

auf diesen wichtigen Unterschied zwischen dem Eiweiß in der toten und

dem Eiweiß in der lebendigen Zellsubstanz aufmerksam gemacht und das

letztere als „+lebendiges Eiweiß+“ vom toten Eiweiß scharf getrennt.

+Der fundamentale Unterschied zwischen dem toten und dem „lebendigen

Eiweiß“ besteht eben darin, daß das tote Eiweiß sich in einem stabilen

Gleichgewichtszustande befindet, während das lebendige Eiweiß eine sehr

labile Konstitution besitzt.+

Wenn wir so mit ~Pflüger~ zu der Annahme eines „lebendigen Eiweißes“

geführt werden, das die lebendige Zellsubstanz von der toten

unterscheidet, und auf dessen lockerer Konstitution der Schwerpunkt

des ganzen Lebens beruht, so müssen wir uns doch sagen, daß dieses

sogenannte „lebendige Eiweiß“ ein Körper von wesentlich anderer

Zusammensetzung sein muß als die toten Eiweißkörper, wenn auch, wie

aus der Beschaffenheit seiner Zersetzungsprodukte hervorgeht, gewisse

charakteristische Atomgruppen der Eiweißkörper in ihm enthalten sind.

Die große Labilität, die ihn den anderen Eiweißkörpern gegenüber

auszeichnet, kann nur bedingt sein durch eine wesentlich andere

Konstitution. Ferner wird ein kritischer Kopf mit Recht Anstoß

daran nehmen, diese hypothetische Verbindung, die im Mittelpunkt

des Lebensprozesses steht, als ein „lebendiges Eiweißmolekül“ zu

bezeichnen, denn es liegt ein gewisser Widerspruch darin, ein +Molekül

als lebendig+ zu bezeichnen. Lebendig kann nur etwas sein, was

Lebensäußerungen zeigt. Der Ausdruck „lebendige Substanz“ ist daher

wohl gerechtfertigt, denn die lebendige Substanz als Ganzes läßt ja

Lebensäußerungen sehen. Ein Molekül aber kann schlechterdings keine

Lebensäußerungen zeigen, solange es als solches existiert; denn treten

irgendwelche Veränderungen an ihm auf, so ist es schon nicht mehr

das ursprüngliche Molekül, und bleibt es als Molekül unverändert, so

fehlen eben die Lebensäußerungen an ihm. Die Lebensäußerungen, die

ja auf chemischen Vorgängen beruhen, können nur mit dem Aufbau oder

mit dem Zerfall des betreffenden Moleküls verbunden sein, und so ist

es aus doppelten Gründen wohl gerechtfertigt, die Verbindung, die im

Angelpunkt des Lebens steht, mit einem anderen Namen zu belegen. Um

einerseits diesen Körper von den toten Eiweißkörpern zu unterscheiden

und anderseits seine hohe Bedeutung für das Zustandekommen der

Lebensäußerungen anzudeuten, scheint es zweckmäßig, den Namen

„lebendiges Eiweiß“ zu ersetzen durch die Bezeichnung „+Biogen+“.

Die Ausdrücke „Plasmamolekül“, „Plassonmolekül“, „Plastidul“ etc.,

die ~Elsberg~[595] und ~Haeckel~[596] angewendet haben, und die sich

begrifflich nur in manchen Punkten mit dem Ausdruck „Biogenmolekül“

decken, sind insofern weniger zweckmäßig, als sie leicht den Anschein

erwecken, daß das +Protoplasma+ ein chemisch einheitlicher Körper

wäre, der aus lauter gleichartigen Molekülen bestände, eine Anschauung,

die ausdrücklich zurückgewiesen werden muß. Protoplasma ist ein

morphologischer Begriff, kein chemischer[597]. Die Biogene aber bilden

eine Gruppe von chemischen Verbindungen.

Was wir von den Biogenen sagen können, ist außerordentlich wenig, und

wir dürfen uns nicht verhehlen, daß wir uns hier bereits auf vollkommen

hypothetischem Boden befinden. Allein, da wir noch nicht einmal die

Konstitution der Eiweißkörper selber vollständig kennen, die wir doch

jeden Augenblick chemisch zu untersuchen in der Lage sind, ist es

begreiflich, daß wir über das hypothetische Biogen, dessen Existenz und

Zusammensetzung wir überhaupt nur aus Zerfallsprodukten der lebendigen

Substanz erschließen können, noch viel weniger Erfahrungen besitzen.

Was wir von ihm behaupten können, ist eigentlich nur seine ungemeine

Labilität, die ihm eine gewisse Aehnlichkeit mit explosiblen Körpern

gibt.

Die Hypothese, daß in der lebendigen Substanz leicht zersetzliche

stickstoffhaltige Verbindungen eine wichtige Rolle spielen, ist schon

lange vor ~Pflüger~s bekannten Erörterungen speziell für den Muskel

von ~Hermann~ gemacht worden. Auch hat ~Hermann~ bereits andere

wesentliche Punkte der Biogenhypothese klar ausgesprochen. Mit der

Frage nach der speziellen Natur und chemischen Zusammensetzung dieser

höchst zersetzlichen Verbindungen hat sich dann ~Pflüger~ in besonders

eingehender Weise beschäftigt. Etwas später haben ~Detmer~, ~F. J.

Allen~ u. a. die gleiche Frage behandelt.

Auf Grund seiner Untersuchungen über den Gaswechsel der Muskeln ist

~Hermann~[598] schon im Jahre 1867 dazu gelangt, einige wesentliche

Punkte der Biogenhypothese auszusprechen. ~Hermann~ kam zu dem

Schluß, daß in der lebendigen Substanz der Muskeln eine zersetzliche

organische Verbindung vorhanden sei, die bei der Tätigkeit in einen

stickstoffhaltigen und in einen stickstofffreien Komplex zerfalle.

Der erstere habe die Fähigkeit, sich synthetisch wieder zu der

ursprünglichen Verbindung zu ergänzen, der letztere dagegen trete in

der Form der bekannten Stoffwechselprodukte, vor allem der Kohlensäure,

aus der lebendigen Substanz aus. Diese allgemeinen Punkte der

~Hermann~schen Annahme bilden in der Tat den wichtigsten Bestandteil

der Biogenhypothese, während manche andere Erwägungen ~Hermann~s heute

wohl nicht mehr ganz zutreffen.

Etwas spezieller suchte ~Pflüger~[599] in die Natur des Biogens

einzudringen. ~Pflüger~ hat in geistreicher Weise gewisse Tatsachen zu

verwerten gesucht, um daraus Schlüsse auf einzelne Eigentümlichkeiten

des Biogens zu gewinnen, die auch die große Labilität des

Biogenmoleküls gegenüber dem toten Eiweißmolekül verständlich machen

sollen. Der Ausgangspunkt für ~Pflüger~s Erörterungen ist eine

Vergleichung der Zersetzungsprodukte, die fortwährend von selbst

entstehen bei der Oxydation des „+lebendigen+“ Eiweißes, wie sie in

der Atmung stattfindet, mit denen, die durch künstliche Oxydation des

+toten+ Eiweißes gewonnen werden. Dabei zeigt sich ihm die wichtige

Tatsache, daß die stickstoff+freien+ Zersetzungsprodukte in beiden

Fällen im wesentlichen übereinstimmen, während die stickstoff+haltigen+

nicht die geringste Aehnlichkeit besitzen. „Daraus folgt zunächst, daß

das lebendige Eiweiß im Bereiche seiner Kohlenwasserstoff-Radikale

nicht wesentlich verschieden vom Nahrungseiweiß ist.“ Der wichtige

Unterschied zwischen beiden liegt vielmehr nach ~Pflüger~ in der

Anordnung der stickstoffhaltigen Atomgruppen. Prüfen wir aber die

stickstoffhaltigen Zersetzungsprodukte des +lebendigen+ Eiweißes, wie

Harnstoff, Harnsäure, Kreatin etc., sowie die Nukleinbasen: Adenin,

Hypoxanthin, Guanin und Xanthin, so finden wir, sagt ~Pflüger~, daß

sie im Gegensatz zu den stickstoffhaltigen Zerfallsprodukten, die bei

Oxydation des +toten+ Eiweißes auftreten, teils aus Cyanverbindungen

künstlich hergestellt werden können, teils selbst das Cyan CN

als Radikal enthalten. Es ist also für ~Pflüger~ im höchsten

Grade wahrscheinlich, +daß der Kohlenstoff und der Stickstoff im

Biogenmolekül zu Cyan vereinigt sind, ein Radikal, das den toten

Eiweißkörpern fehlt+. Damit wäre ein ganz fundamentaler Unterschied

in der Konstitution des Biogens oder, besser, der Biogene, denn es

handelt sich ja zweifellos in den verschiedenen Formen der lebendigen

Substanz um verschiedenartige Körper der Biogengruppe, und der toten

Eiweißkörper gegeben, der auch die große Labilität des Biogenmoleküls

erklären würde, denn das Cyan ist ein Radikal, das eine große innere

Energiemenge enthält, so daß die Cyanverbindungen sämtlich starke

Neigung zum Zerfall besitzen. Der letztere Umstand gibt uns auch nach

~Pflüger~s Vorstellung ein Verständnis des Atmungsprozesses, denn wenn

bei den Bewegungen der Atome im Biogenmolekül zwei Sauerstoffatome

in den Bereich des sehr labilen Cyanradikals kommen, so wird sich

bei den lebhaften intramolekularen Schwingungen des Kohlenstoff- und

Stickstoffatoms im Cyan das Kohlenstoffatom mit denselben zu dem sehr

stabilen Kohlensäuremolekül vereinigen. In der Tat ist auch das Cyan

sehr leicht verbrennlich und liefert Kohlensäure bei der Verbrennung.

So stellt sich ~Pflüger~ vor, daß die fortwährende Aufnahme von

Sauerstoff und Abgabe von Kohlensäure seitens der lebendigen

Substanz auf der Anwesenheit des Cyanradikals beruht, und daß der

intramolekulare Sauerstoff die Zersetzbarkeit der lebendigen Substanz

wesentlich mit bedingt. Diese Betrachtungen bieten einen Anhaltspunkt

für die Art und Weise, wie die Bildung eines Biogenmoleküls aus der

aufgenommenen Nahrung in der tierischen Zelle erfolgt. Das mit der

Nahrung eingeführte tote Eiweißmolekül erfährt in der Zelle nach

~Pflüger~s Meinung durch Mitwirkung des schon vorhandenen Biogens eine

Umlagerung seiner Atome in der Weise, daß unter Wasseraustritt sich

immer ein Stickstoffatom mit je einem Kohlenstoffatom zum Cyanradikal

gruppiert. Die Veränderungen, die dabei notwendig im Bereich der

übrigen Atomgruppen des Eiweißmoleküls auftreten, entziehen sich zwar

vorläufig ganz unserer Kenntnis, scheinen aber, wenn man nach der

wesentlichen Uebereinstimmung der stickstofffreien Zersetzungsprodukte

des lebendigen und des toten Eiweißes urteilen darf, nicht von

einschneidender Bedeutung zu sein. Durch die intramolekulare Einfügung

des eingeatmeten Sauerstoffs gelangt schließlich das Biogenmolekül

auf den Höhepunkt seiner Zersetzbarkeit, so daß es nur sehr geringer

Anstöße bedarf, um die Vereinigung der Sauerstoffatome mit dem

Kohlenstoffatom des Cyans herbeizuführen. Das Material der bei dem

explosiven Zerfall des Biogenmoleküls abgesprengten stickstofffreien

Atomgruppen kann vom Rest des Biogenmoleküls leicht wieder auf Kosten

der in der lebendigen Substanz vorhandenen Kohlehydrate und Fette,

die solche Gruppen enthalten, regeneriert werden, und in der Tat

sehen wir ja auch, daß die letzteren zum Aufbau der Eiweißkörper

verbraucht werden. „Das ist wahrscheinlich die wesentliche Bedeutung

dieser Satelliten des Eiweißmoleküls“, wie ~Pflüger~ sehr treffend

die Kohlehydrate und Fette bezeichnet. Stirbt die lebendige Substanz

endlich ab, so geht die labile cyanartige Bindung des Stickstoffs unter

Wasseraufnahme wieder in den stabileren Zustand des Ammoniakradikals

über, indem sich der Stickstoff mit dem Wasserstoff des Wassers

vereinigt. Dann haben wir wieder die stabilen Verbindungen des toten

Eiweißes, wie es zur Nahrung gedient hat. Das sind nach ~Pflüger~ in

kurzem einige wesentliche Punkte von dem abgekürzten Wege, den die

Nahrung bis zum Aufbau des Biogenmoleküls in der +tierischen Zelle+

durchläuft. Der viel längere Weg, der in der +Pflanzenzelle+ von der

Aufnahme der einfachsten anorganischen Verbindungen über die Synthese

der ersten Kohlehydrate bis zum Aufbau der Biogene führt, ist zurzeit

noch in viel größeres Dunkel gehüllt.

Wir haben schon an anderer Stelle[600] gesehen, daß die Begründung,

die ~Pflüger~ seiner Cyanhypothese gibt, heute nicht mehr stichhaltig

ist. Mag man aber über die Frage, ob im Biogenmolekül eine Cyangruppe

steckt oder nicht, denken wie man will, so handelt es sich doch dabei

immer nur um einen Punkt von speziellerem Interesse. Die allgemeinen

Erörterungen ~Pflüger~s, die sich mit den von ~Hermann~ geäußerten

Ansichten im wesentlichen decken, bleiben dadurch unberührt.

Auf pflanzenphysiologischem Gebiet ist besonders ~Detmer~[601],

ausgehend von dem Atmungsprozeß der Pflanzen, durch eine Reihe von

ausgezeichneten Untersuchungen, wenn auch nicht zur Cyanhypothese, so

doch zu allgemeinen Anschauungen gekommen, ähnlich denen, die ~Pflüger~

aus dem Vergleich des toten Eiweißes und der lebendigen Substanz

gewonnen hat. Nur in +einem+ wichtigen Punkte weicht ~Detmer~ in

seinen Anschauungen von ~Hermann~ und ~Pflüger~ ab, nämlich in bezug

auf die Oxydationsprozesse. ~Detmer~ nimmt zwar ebenfalls an, daß das

Biogenmolekül beim Stoffwechsel in einen stickstofffreien und einen

stickstoffhaltigen Atomkomplex zerfällt, aber er läßt die Oxydation

erst diesem Zerfall folgen. Die Biogenmoleküle besitzen nach ihm von

vornherein schon eine sehr labile Konstitution und zersetzen sich

daher fortwährend von selbst, und zwar in einen stickstoffhaltigen

Atomkomplex, der sich wieder zum vollständigen Molekül regeneriert, und

in einen stickstofffreien, der nunmehr erst der Oxydation unterliegt

und dabei die charakteristischen Verbrennungsprodukte der lebendigen

Substanz liefert. In dieser Auffassung von der Rolle des Sauerstoffs

trifft ~Detmer~ mit ~Voit~[602] zusammen und neuerdings hat sich auch

~Winterstein~[603] dieser Auffassung angeschlossen.

Schließlich hat ~F. J. Allen~[604] vor kurzem einige allgemeinere

Vermutungen über die Natur der Biogenmoleküle geäußert, die bereits an

anderer Stelle[605] ausführlich berücksichtigt wurden. Hier sei daher

nur noch einmal kurz darauf hingewiesen, daß nach ~Allen~ die Labilität

des Biogenmoleküls wesentlich auf den Eigenschaften des in ihm

enthaltenen Stickstoffs beruht, der im Kern des Biogenmoleküls gelegen

ist und den bei der Atmung aufgenommenen Sauerstoff zunächst locker

an sich bindet. Dem Stickstoff wird dann bei den intramolekularen

Schwingungen der Atome der Sauerstoff immer wieder von den stärkeren

Affinitäten des Kohlenstoffs und Wasserstoffs entrissen, dabei

entstehen die charakteristischen Dissoziationsprodukte der lebendigen

Substanz, wie Kohlensäure und Wasser.

Schließlich hat man neuerdings[606] den Grundgedanken der

„+Biogenhypothese+“ in ausführlicher Weise durch neues

Tatsachenmaterial zu begründen und weiter auszubauen und dabei

zugleich die außerordentliche Fruchtbarkeit der Biogenhypothese für

die Erklärung der elementaren Lebensäußerungen an paradigmatischen

Beispielen zu demonstrieren gesucht.

Heben wir aus allen diesen Spekulationen die gemeinsamen Momente

heraus, und lassen wir dabei alle Vermutungen über die speziellere

chemische Konstitution der Biogene als vorläufig entbehrlich

fort, so gewinnen wir gewissermaßen als Niederschlag aus den

betreffenden Untersuchungen eine Hypothese, welche die wichtigsten

und wesentlichsten Ergebnisse in sich vereint, und welche in dieser

allgemeinen Form nicht bloß eine sehr große Wahrscheinlichkeit, sondern

auch eine ungemeine Fruchtbarkeit als Arbeitshypothese besitzt.

+Nach dieser Biogenhypothese nehmen wir an, daß der Stoffwechsel der

lebendigen Substanz, der den Kernpunkt des ganzen Lebens bildet,

bedingt ist durch die Existenz gewisser, sehr labiler Verbindungen,

die zur Gruppe der Eiweißkörper gehören und wegen ihrer elementaren

Bedeutung für das Leben am besten als „Biogene“ bezeichnet werden.

Das Biogen zerfällt in gewissem Maße fortwährend von selbst, wie sich

auch andere organische Körper, z. B. die Blausäure, fortwährend von

selbst zersetzen. Bedeutend umfangreicher aber wird der Zerfall des

Biogens, wenn auch nur geringe äußere Reize auf die lebendige Substanz

einwirken. Wir haben uns den Zerfall etwa so zu denken, daß bei den

äußerst lebhaften intramolekularen Schwingungen der Atome, die den

labilen Zustand bedingen, gewisse Atome teils von selbst, teils infolge

äußerer Reizanstöße in die Wirkungssphäre anderer geraten, zu denen

sie größere Affinität besitzen als zu ihren ursprünglichen Nachbarn,

so daß auf diese Weise stabilere Atomgruppierungen entstehen und

als selbständige Verbindungen austreten. Wir können die Biogene in

dieser Beziehung den explosiblen Körpern vergleichen, die ebenfalls

einen sehr labilen Gleichgewichtszustand ihrer Atome besitzen und

bei Erschütterungen explodieren, d. h. ihre Atome in stabilere

Bindungen übergehen lassen, wie z. B. das zum Dynamit verwendete

Nitroglyzerin oder Salpetersäure-Triglyzerid, das auf mechanische Stöße

oder elektrische Schläge hin in Wasser, Kohlensäure, Stickstoff und

Sauerstoff zerfällt+:

Allgemeine Physiologie · 第 240 / 283 题