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+: