behäuteten pflanzlichen Zellen oft #strömende Bewegung# im Plasma
erkennen, solange es lebt. Meist stellt sie sich erst in annähernd
fertigen Dauerzellen, und zwar vielfach nur dann in auffälliger Weise
ein, wenn durch eine Verwundung, etwa das Schneiden bei Herstellung
des Präparats, ein Reiz auf die Protoplasten ausgeübt worden ist[8].
Sie scheint den Transport von Nährstoffen nach der Wundstelle zu
beschleunigen. Schon an diesen Bewegungen kann man sehen, daß auch
hier das Protoplasma meist eine dünn- oder zähflüssige Masse ist; aus
seiner Hülle befreit, nimmt es dementsprechend die Form eines runden
Tropfens an. In behäuteten Zellen, in denen solche #Plasmabewegung#
vorkommt, sieht man das Protoplasma, abgesehen von seiner stets
ruhenden äußersten Schicht, die an die Zellwand angrenzt, entweder in
einem einzigen Strome von konstanter Richtung oder in verschiedenen
Strömen mit wechselnder Richtung sich bewegen. Man hat danach
zwischen #Rotation# und #Zirkulation# des Plasmas unterschieden. In
den Zellen, in denen Rotationsbewegung vorkommt, z. B. bei vielen
Wasserpflanzen, ist das Protoplasma auf einen Wandbelag beschränkt. Der
Rotationsstrom folgt der Zellwandung und beschreibt eine kreisende,
in sich zurücklaufende Bahn. Die bei Landpflanzen häufige Zirkulation
findet sich besonders in Zellen, deren Innenräume von Plasmasträngen
oder -lamellen durchsetzt sind; das Plasma strömt in ihnen außerdem in
bandförmigen, meist verzweigten Streifen des Wandbelages, und zwar hier
wie dort nach verschiedenen Richtungen hin.
Von dem in #Rotation# befindlichen Plasma werden Zellkern und
Chromatophoren meist mitgeführt. Doch können letztere an der
ruhenden peripheren Schicht haften und infolgedessen unbeweglich
sein. So ist es beispielsweise bei den Characeen, Süßwasseralgen,
deren lange Gliederzellen in der Gattung Nitella besonders günstige
Beispiele für die Beobachtung starker Rotationsströmung sind.
Ein sehr gutes Objekt für das Studium der #Zirkulation# sind die
Staubblatthaare von Tradescantia virginica (Fig. 5). Die den
Saftraum durchsetzenden Plasmastränge verändern dabei langsam ihre
Gestalt und Lage und veranlassen dadurch auch Lageänderungen des
Kerns.
Bewegungen an eng umgrenzten Stellen des Plasmas beobachtet man
auch in den Protoplasten vieler niederer Algen, besonders ihrer
Schwärmzellen: In der Nähe des vorderen Körperendes umschließt
das Plasma eine oder mehrere kleine #pulsierende Vakuolen#,
die in kürzeren Zeitabschnitten rhythmisch verschwinden, d. h.
plötzlich sich entleeren, darauf aber wieder erscheinen und langsam
zur alten Größe heranwachsen (Fig. 335 _1 v_). Ferner besitzt
ihr Plasmakörper einen oder mehrere fadenförmige, kontraktile,
plasmatische Fortsätze, #Geißeln#, #Zilien#, die sehr lebhaft
schwingen und die Bewegungsorgane der Schwärmzellen sind.
Der Protoplast ist nur innerhalb ziemlich enger Temperaturgrenzen aktiv
lebenstätig (also auch strömungsfähig) und innerhalb etwas weiterer
lebensfähig. Er stirbt, d. h. gerinnt, erstarrt in der Regel rasch bei
Temperaturen, die nicht weit über +50° liegen. Auch durch Alkohol,
durch Säuren von bestimmter Konzentration, durch Lösungen von Sublimat
und vielen anderen Schwermetallsalzen wird das Protoplasma zum raschen
Erstarren gebracht, fixiert. Solche Gerinnungs- und Fixierungsmittel
spielen jetzt eine große Rolle in der mikroskopischen Technik[9].
[Illustration: Fig. 5. Eine Zelle aus einem Staubblatthaare von
Tradescantia virginica. Innerhalb der Stränge als dunkle Körner
Leukoplasten und der runde Zellkern. Vergr. 240. Nach STRASBURGER.]
+C. Chemische Eigenschaften des Protoplasten+[10]. Das in Tätigkeit
befindliche Protoplasma reagiert gewöhnlich alkalisch, unter Umständen
auch neutral, niemals aber sauer. Es ist nicht ein einheitlicher
chemischer Körper, sondern besteht aus einem #Gemische# einer
großen Zahl chemischer Verbindungen, die zum Teil in Wasser gelöst,
zum Teil fest sind. Ein Teil davon erfährt im aktiv lebenstätigen
Protoplasma fortdauernd Veränderungen, auf denen ohne Zweifel viele
wichtige Lebensäußerungen des Protoplasten beruhen. Die wichtigsten
Bestandteile in diesem Gemische sind wohl die #Eiweißkörper#
(Eiweißstoffe, #Proteïne#, und Eiweißverbindungen, #Proteïde#). So
gibt das Protoplasma Eiweißreaktion und läßt beim Verbrennen infolge
seines Stickstoffgehaltes Ammoniakdämpfe entweichen. Und zwar ist
in dem Protoplasma eine ganze Reihe von Eiweißstoffen aufgefunden
worden. Im Zellkerne herrschen die Nukleoproteïde, phosphorhaltige
Eiweißverbindungen, vor, die von Pepsinlösung nicht aufgelöst werden.
Weiter enthält das Protoplasma wohl stets Spaltungsprodukte der
Eiweiße, vor allem Amide; außerdem Enzyme, Kohlehydrate und ölartige
Körper (Lipoide), wie Fette und Lezithine (vgl. S. 222); ferner
Phytosterine (aromatische Alkohole von der Formel C_{27}H_{45}OH)
und unter Umständen Alkaloide (heterozyklische, stickstoffhaltige
Pflanzenbasen) oder Glykoside (esterartige Verbindungen der Zucker
meist mit aromatischen Verbindungen). Daß auch Mineralstoffe im
Protoplasma nicht völlig fehlen, geht daraus hervor, daß es Asche
hinterläßt.
Durch verdünnte Kalilauge werden alle Teile des Protoplasten
gelöst, ebenso durch Chloralhydrat oder JAVELLEsche Lauge. Durch
Jod werden sie bräunlichgelb gefärbt, durch eine Lösung von
salpetersaurem Quecksilberoxydul (dem sog. MILLONschen Reagens)
ziegelrot. Die Reagenzien töten das Protoplasma, worauf sich erst
die charakteristische Reaktion einstellt. Diese Reaktionen weisen
auf Eiweißkörper hin, sind ihnen aber nicht ausschließlich eigen.
+D. Bau der Teile des Protoplasten.+ Sehr wichtige Hilfsmittel für die
Erforschung der Teile des Protoplasten bilden die #Fixierungs-# und
#Färbeverfahren#. Gewisse Gerinnungsmittel fixieren und härten nämlich
das Protoplasma anscheinend wenig verändert. Man hat aber stets darauf
zu achten, daß bei der Fixierung auch Strukturen auftreten, die erst
durch die Gerinnung entstehen[11].
Der Wert der Färbungen beruht darauf, daß die verschiedenen
Bestandteile des Protoplasmas mit ungleicher Begierde Farbstoffe
aufnehmen und mit größerer oder geringerer Kraft festhalten, wenn
man ihnen die Stoffe durch Lösungsmittel wieder zu entziehen
sucht. Viele Farbstoffe werden erst vom toten Protoplasma merklich
gespeichert. Zur Färbung der fixierten pflanzlichen Protoplasten
bedient man sich vornehmlich der Karminlösungen, des Hämatoxylins,
Safranins, Säurefuchsins, Gentianavioletts, Orange, Methylenblaus
u. a.
+1. Das Plasma (Zytoplasma).+ In einer anscheinend glasklaren, also
optisch homogenen, dünn- oder zähflüssigen Grundmasse des Plasmas, dem
#Hyaloplasma#, sieht man bei stärkeren Vergrößerungen gewöhnlich winzig
kleine Körnchen und Tröpfchen in kleinerer oder meist größerer Zahl,
die #Mikrosomen#, eingebettet, die offenbar aus verschiedenartigen
Stoffwechselprodukten des Plasmas bestehen. Körnerreiches Plasma
bezeichnet man wohl als #Körner-# oder #Polioplasma#. Das Hyaloplasma,
das selbst mit dem Ultramikroskop optisch nahezu leer erscheint, ist
eine wäßrige Lösung der Art, die die physikalische Chemie #kolloidale
Lösungen# oder #Sole# nennt[12]. Der Nachweis, daß das Protoplasma
meist eine kolloidale Lösung, und zwar ein #Emulsoid#, ist, hat, wie es
scheint, grundlegende Bedeutung. Dadurch dürften viele Lebensäußerungen
des Plasmas einer physikalisch-chemischen Erklärung zugänglich werden.
An seiner Peripherie ist das Plasma von einer äußerst dünnen,
körnchenfreien und oft zäheren Hyaloplasmaschicht umgeben, deren
äußerster Saum, die #Hautschicht# oder #Plasmahaut#, seine eigentliche
äußere Begrenzung bildet. Gegen den Saftraum und andere Vakuolen grenzt
es sich ebenfalls durch solche Hyaloplasmaschichten und Plasmasäume,
die #Vakuolenwände#, ab. Diese peripheren Hautschichten und die
Vakuolenwände können sich jederzeit neu bilden, sind aber sehr wichtige
Bestandteile des Protoplasten; denn sie entscheiden über die Aufnahme
von Stoffen in das Protoplasma. Sie sind #semipermeabel#; d. h. lassen
zwar Wasser durch, sind aber für viele andere Stoffe undurchlässig oder
schwer durchlässig.
Ob das lebende Plasma außer der Emulsionsstruktur stets noch eine
andere bestimmte und bezeichnende, aber mit dem Mikroskope und
Ultramikroskope unsichtbare Struktur besitzt, wissen wir nicht. In sich
teilenden Protoplasten treten fadenförmige Sonderungen auf, die in
ruhenden Protoplasten wieder unkenntlich werden. Plasma, das fixiert
und gefärbt wurde, kann homogen sein oder bildet (bei schlechter
Fixierung), wie andere geronnene kolloidale Lösungen, ein Netz-,
Gerüst- oder Wabenwerk, in das Körnchen eingelagert sind.
Außer solchen Strukturen sind aber neuerdings im Plasma von
embryonalen und Dauerzellen, vor allem nach besonderem Fixierungs-
und Färbungsverfahren, noch korn-, stäbchen-, faden-, spindel-
oder hantelförmige Gebilde nachgewiesen worden, die in ihrem
Aussehen und in ihrem Verhalten gegenüber den Fixierungs- und
Färbungsmitteln so sehr mit den #Chondriosomen# (Mitochondrien)
embryonaler tierischer Zellen übereinstimmen, daß man diese
Bezeichnung auf sie ausgedehnt hat[13]. Wahrscheinlich sind
es verschiedenwertige Dinge, zum Teil kleine, an besonderen,
vielleicht nukleïnsäurehaltigen Eiweißkörpern reiche Vakuolen,
zum Teil fadenförmige Plasmastränge, zum Teil auch jugendliche
Chromatophoren; man hat sie auch bei Pilzen beobachtet und
bei gewissen Moosen in den embryonalen Zellen #neben# den
Chromatophoren.
+2. Der Zellkern (Nukleus)+[14] ist im allgemeinen kugel-, ei- oder
linsenförmig gestaltet, kann aber manchmal auch absonderliche, z. B.
gelappte Gestalt annehmen oder in gestreckten Zellen selbst fadenförmig
werden. In embryonalen Zellen beträgt sein Durchmesser etwa zwei
Drittel des Gesamtdurchmessers des Protoplasten. In ausgewachsenen
Dauerzellen dagegen macht er, da er nicht mitwächst, in dem größeren
Zellraume einen viel kleineren Eindruck. Große Kerne findet man bei
den meisten Koniferen und manchen Monokotylen, sowie bei Ranunculaceen
und Loranthaceen unter den Dikotylen. Mit besonders großen Kernen sind
meist Drüsenzellen ausgestattet. Dagegen sind die Kerne der meisten
Pilze (Fig. 6) und vieler Schlauchalgen sehr klein.
[Illustration: Fig. 6. Mehr-(5) kernige Zelle des Pilzes Hypholoma
fasciculare. Vergr. 500. Nach KNIEP.]
[Illustration: Fig. 7. Eine Zelle von Cladophora glomerata, nach einem
mit 1%iger Chromsäure fixierten und mit Karmin gefärbten Präparate. _n_
Kerne. Vergr. 540. Nach STRASBURGER.]
Bei höheren Pflanzen kommen fast ausschließlich #einkernige# Zellen
vor. Bei den niederen Pflanzen sind aber #vielkernige# Zellen sehr
verbreitet; ja bei vielen Pilzen (Fig. 6) und bei den Schlauchalgen
herrschen sie vor. Der ganze Organismus wird alsdann entweder von
einer einzigen solchen vielkernigen Zelle gebildet, die bei einigen
Schlauchalgen, wie Caulerpa, äußerlich ungewöhnlich reich gegliedert
ist (Fig. 348); oder er besteht aus einer größeren Zahl vielkerniger
Zellen, so bei vielen Pilzen (Fig. 6) und z. B. bei der Süßwasseralge
Cladophora (Fig. 7).
Der Zellkern sieht, solange er lebt, fein punktiert aus. Außerdem
fallen in ihm meist ein bis mehrere größere, runde, glänzende Körner
oder Tropfen auf: die aus Eiweißkörpern bestehenden #Kernkörperchen#
oder #Nukleolen# (Fig. 2 _n_), deren Bedeutung wir noch nicht genau
kennen. Der Kern, dessen Inhalt zähflüssig zu sein scheint, ist von
einer #Kernwandung# umgeben (Fig. 2 _kw_), einer Hautschicht, mit der
der Kernraum, die #Kernhöhle#, gegen das umgebende Plasma abgegrenzt
ist.
Einen Einblick in die #feinere# Kernstruktur erhält man nur an
entsprechend fixierten und gefärbten Präparaten. Man erkennt alsdann im
Kern meist ein stark gefärbtes wabig-netzartiges Gerüstwerk oder Körner
aus #Chromatin# (Fig. 13, 1 _n_), das vornehmlich aus phosphorhaltigen
Eiweißverbindungen (und zwar Nukleoproteïden) zu bestehen scheint.
In den Maschen des Gerüstes befinden sich die Nukleolen, die sich
ebenfalls intensiv, jedoch meist anders als das Chromatin färben,
weil sie meist nicht aus Chromatin bestehen. Das Gerüstwerk und die
Nukleolen des Kerns liegen innerhalb der Kernhöhle, die mit #Kernsaft#,
wohl einer Eiweißlösung, gefüllt ist.
In vielen Kernen scheint das Kerngerüst aus einer wenig färbbaren
Grundmasse, dem #Linin#, gebildet zu werden, dem das Chromatin als
kleine Körnchen eingelagert ist.
Bei Spirogyra unter den Algen, gewissen Flagellaten und Pilzen
enthalten vielleicht auch die Kernkörperchen einen Teil
des Chromatins, sind also denen der höheren Pflanzen nicht
gleichwertig, wie auch ihr Anteil an den Kernteilungsvorgängen
zeigt[15]. Solche Kerne werden wohl auch als Karyosomkerne
bezeichnet.
Welchen Anteil der Zellkern an den Lebenserscheinungen des Protoplasten
hat, ist noch ganz unbekannt; jedenfalls aber ist er zum Bestande des
Lebens in kernhaltigen Zellen nötig. Sehr große Bedeutung hat er als
hauptsächlicher Träger der erblichen Anlagen.
+3. Die Chromatophoren+[16]. In den embryonalen Zellen sind die
Chromatophoren kleine, farblose, stark lichtbrechende Gebilde von
Tropfen-, Körner-, Spindel- oder Fadenform, die sich vornehmlich in
der Nähe des Zellkerns (Fig. 2 _ch_) aufhalten. In Dauerzellen sind
sie meist zu #Chloroplasten#, #Leukoplasten# oder #Chromoplasten#
umgebildet, die man wegen dieses gleichen Ursprunges ebenfalls
#Chromatophoren# nennen kann.
[Illustration: Fig. 8. Zwei Zellen mit Chlorophyllkörnern (_cl_) aus
dem Blatt des Laubmooses Funaria hygrometrica. _n_ Zellkerne. Vergr.
300. Nach SCHENCK.]
[Illustration: Fig. 9. Netzförmiger Chlorophyllkörper der Süßwasseralge
Cladophora arcta mit _py_ Pyrenoïden, _k_ Kerne. Nach SCHMITZ.]
+a+) +Chloroplasten.+ In peripherischen, dem Lichte ausgesetzten Teilen
der Pflanze gehen aus den Chromatophoren der embryonalen Zellen in
der Regel grüne Chloroplasten oder #Chlorophyllkörper# hervor. Ihnen
verdanken die grünen Pflanzen ihre Farbe und auch ihre Befähigung
zur Kohlensäureassimilation. Die Chloroplasten liegen immer im
Plasma, meist im plasmatischen Wandbelage der Zellen, und besitzen
bei allen höher organisierten Pflanzen die Gestalt ellipsoidischer,
etwas abgeflachter Körner (Fig. 8 _cl_) #Chlorophyllkörner#. Bei den
Algen sind die Chlorophyllkörper aber oft anders gestaltet, nämlich
bandförmig (Fig. 329 _C_), sternförmig oder plattenförmig, häufig
auch netzartig durchbrochen (z. B. Cladophora Fig. 9). Alsdann
sind ihnen meist #Pyrenoïde# (Fig. 9 _py_) ein- oder angelagert:
runde Proteïnkörper, die in bestimmten Fällen einen Eiweißkristall
enthalten und mit kleinen schalenförmigen Stärkekörnern sich
umhüllen, weshalb die Pyrenoïde auch _Stärkeherde_ genannt werden.
Nach längerer Belichtung findet man in den Chloroplasten der meisten
Pflanzen eine geringere oder größere Zahl sehr kleiner Stärkekörnchen
(Assimilationsstärke Fig. 15) und außerdem oft ölartige Tröpfchen, die
vielleicht aus Aldehyden bestehen. Die Grundmasse der Chloroplasten
läßt aber eine feinere Struktur in lebensfrischem Zustande selbst bei
den stärksten Vergrößerungen nicht erkennen; sie ist gleichmäßig grün
gefärbt.
Der grüne Farbstoff, das #Chlorophyll#, ist für die
Kohlensäurezerlegung in den Chloroplasten unentbehrlich.
Die Untersuchungen aus letzter Zeit[17], namentlich von WILLSTÄTTER
und seinen Schülern, haben ergeben, daß in den Chloroplasten im
ganzen #vier# Farbstoffe vorhanden sind: Zwei sehr nahe verwandte
grüne Pigmente, das Chlorophyll _a_ und _b_, im Mengenverhältnis
von etwa 3 : 1, und, in wesentlich geringerer Menge, zwei gelbe
Farbstoffe. Die Chlorophylle sind Ester des Phytols, eines
Alkohols von der Formel C_{20}H_{39}OH, und einer Trikarbonsäure,
also hochmolekulare Verbindungen von Kohlenstoff, Sauerstoff
und Wasserstoff, in deren Aufbau noch Stickstoff und Magnesium,
entgegen früheren Annahmen aber kein Phosphor und kein Eisen
eingeht. Das blaugrüne Chlorophyll _a_ entspricht der Formel
C_{55}H_{72}O_{5}N_{4}Mg + ½ H_{2}O; das gelbgrüne Chlorophyll
_b_ hat die Zusammensetzung C_{55}H_{70}O_{6}N_{4}Mg. Die
gelben Pigmente sind orangerote, kristallisierende #Karotine#
(Kohlenwasserstoffe von der Zusammensetzung C_{40}H_{56}), von
denen eines z. B. auch in den Möhrenwurzeln vorkommt, und gelbe,
ebenfalls kristallisierbare #Xanthophylle# (Oxyde der Karotine:
C_{40}H_{56}O_{2}). An der Assimilation der Kohlensäure sind aber
nur die Chlorophylle beteiligt.
Alle vier Farbstoffe lassen sich aus den frischen oder getrockneten
Chloroplasten mit verschiedenen Lösungsmitteln ausziehen, z. B. mit
Azeton oder 80-90% Alkohol; am schnellsten kann man eine intensive
Lösung aller Pigmente aus frischen Laubblättern erhalten, wenn man
sie mit siedendem Alkohol übergießt. Solche Lösungen sind infolge
des Gehaltes an Chlorophyllen im durchfallenden Lichte smaragdgrün,
bei auffallendem Lichte durch #Fluoreszenz# blutrot[18]. Ihr
Spektrum (Fig. 245) ist durch vier Absorptionsbänder im weniger
brechbaren (roten) Teile und drei im stärker gebrochenen
(blauen) ausgezeichnet. Die einzelnen Pigmente lassen sich durch
Ausschütteln dieser Lösungen voneinander trennen. Wird z. B. die
alkoholische Lösung mit Benzol geschüttelt, so nimmt dieses die
Chlorophylle auf und sammelt sich als grüne Lösung über dem nun
gelb gefärbten Alkohol an. Die Menge des in grünen Pflanzenteilen
vorhandenen Chlorophyllgrüns ist nur gering; sie macht nach
WILLSTÄTTER 0,5-1% der Trockensubstanz aus.
Bei manchen viel kultivierten Gewächsformen, den #weißbunten#
(#panaschierten#) Pflanzen, haben kleinere oder größere Teile der
Blätter nicht grüne, sondern weiße oder gelbliche Färbung; ihre
Zellen enthalten an Stelle der grünen Chloroplasten farblose oder
gelbliche Chromatophoren.
Viele Algen sind nicht grün, sondern anders gefärbt. In den
blaugrünen, spangrünen, blauen, seltener violetten Spaltalgen
und in den roten, violetten oder rotbraunen Chloroplasten der
Rotalgen sind nämlich neben den vier Farbstoffen der grünen
Chlorophyllkörper auch noch ein blauer Farbstoff, das #Phykozyan#,
und ein roter, das #Phykoerythrin#, allein oder seltener
nebeneinander vorhanden. Beide sind nach Abtötung der Zellen
schon in Wasser löslich, dem ein wenig Alkali oder Neutralsalz
zugesetzt ist, und fluoreszieren sehr schön. Um Spaltalgen, die man
auf Papier trocknet, bildet das Phykozyan oft einen blauen Saum.
Beide Farbstoffe sollen Proteïde sein. Über ihre Bedeutung ist
wenig Sicheres bekannt[19]. Bei den Braunalgen kommt die Farbe der
braunen oder gelben Chloroplasten dadurch zustande, daß in ihnen
außer Chlorophyll _a_ und sehr wenig Chlorophyll _b_ etwa gleich
viel gelbe Farbstoffe, nämlich Karotin, Xanthophyll und außerdem in
überwiegender Menge auch noch das dem letzten verwandte rotbraune
#Phykoxanthin# (C_{40}H_{54}O_{6}), vorhanden sind[20].
Die Verfärbungen[21], die die Blätter unserer Holzgewächse im
Herbste vor dem Blattfall erfahren, sind mit einer Zersetzung der
Chloroplasten und des Chlorophyllfarbstoffes verbunden. In den
Protoplasten findet man alsdann außer wäßriger, oft rotgefärbter
Flüssigkeit nur noch einige Öltröpfchen, Kristalle und gelbe, stark
lichtbrechende Kugeln. Anders steht es bei solchen Nadelhölzern,
deren Blätter im Winter sich bräunen, um im nächsten Frühjahr
wieder zu ergrünen; hier gehen in den Farbstoffen der Chloroplasten
Umwandlungen vor, die im Frühling wieder rückgängig gemacht
werden. Die Bräunung absterbender Laubblätter ist eine postmortale
Erscheinung, bei der braune wasserlösliche Farbstoffe auftreten.
In den nicht grünen phanerogamen Schmarotzern werden die Chloroplasten
nicht ausgebildet, sondern durch farblose, auch wohl bräunliche oder
rötliche Chromatophoren ersetzt, die übrigens bei manchen dieser
Gewächse noch Spuren von Chlorophyll enthalten können. Bei den Pilzen
fehlen die Chromatophoren ganz, wie schon hervorgehoben wurde.
[Illustration: Fig. 10. Zelle aus der Epidermis der Commelinacee Rhoeo
discolor. _n_ Kern mit Kernkörperchen _k_, umgeben von Leukoplasten
_l_. Vom Kern gehen Plasmastränge nach dem unsichtbaren wandständigen
Plasmabelag aus. Vergr. 240.]
[Illustration: Fig. 11. Zelle mit Chromoplasten von der Oberseite des
gelb gefärbten Kelches der Kapuzinerkresse (Tropaeolum majus). Vergr.
540. Nach STRASBURGER.]
[Illustration: Fig. 12. Chromoplasten aus der Möhrenwurzel, zum Teil
mit Stärkeeinschlüssen. Vergr. 540. Nach STRASBURGER.]
+b) Leukoplasten.+ In vielen Teilen der Pflanzen, namentlich solchen,
zu denen das Licht nicht gelangt, werden die Chromatophoren zu
farblosen #Leukoplasten#. Sie sind in vielen Zellen winzig klein
(Fig. 5, 10_l_), kugelig, eiförmig oder nicht selten durch einen
eingeschlossenen Eiweißkristall gestreckt (Fig. 28 _B kr_). Dem Lichte
ausgesetzt wandeln sie sich häufig in Chloroplasten um, so in den
äußeren Partien belichteter Kartoffelknollen und in manchen Erdwurzeln.
Auch die Leukoplasten haben, wenigstens in vielen Zellen, besondere
Funktionen, nämlich die, Zucker in Stärke umzuwandeln, die in ihnen als
Körner auftritt, weshalb man die Leukoplasten auch als #Stärkebildner#
bezeichnet.
+c) Chromoplasten+ gehen entweder direkt aus den farblosen
Chromatophoren der Embryonalzellen oder aus zuvor ausgebildeten
Chloroplasten hervor und bedingen die gelbe und rote Färbung vieler
Pflanzenteile, besonders von Blüten und Früchten. Sie können wie
die Chloroplasten rundliche Körner sein; doch sind sie oft kleiner
und stets gelb oder orangerot gefärbt. Diese Färbung rührt entweder
von gelben #Xanthophyllen# oder von leicht auskristallisierenden,
orangeroten #Karotinen# her. Die Farbstoffe sind nicht gleichmäßig
in ihrem Körper gelöst; vielmehr findet man in einer farblosen,
plasmatischen Grundsubstanz (dem #Stroma#) des Chromoplasten viele
winzige Tröpfchen (#Grana#) davon[22]. Die Farbstoffe, namentlich
die Karotine, kristallisieren aber auch oft aus; alsdann sind die
Chromoplasten nadelförmig oder zu dreieckigen oder rhombischen
Plättchen gestreckt (Fig. 11, 12).
Nach Herkunft und Bedeutung noch nicht genügend bekannt ist der
#rote Augenfleck#, den man in den Zellen vieler Algen, besonders
in ihren Schwärmzellen, neben dem Chloroplasten und meist mit ihm
verbunden findet (Fig. 335 _1 a_). Manche Forscher glauben, daß er
als Chromoplast aufzufassen ist und zur Wahrnehmung des Lichtes,
gewissermaßen als Auge, dient. Der rote Farbstoff, #Hämatochrom#
genannt, ist nichts anderes als Karotin.
+E. Ursprung der Elemente des Protoplasten+[6]. Alle lebenden Elemente
des Protoplasten, das Plasma, die Zellkerne und die Chromatophoren,
stammen ab von gleichnamigen Elementen; eine freie Neubildung findet
#nirgends# statt. Sie nehmen an Masse zu durch Wachstum; #sie
vermehren sich aber an Zahl, ebenso wie die Protoplasten selbst, nur
durch Teilung oder Abspaltung aus ihresgleichen#. Dadurch werden die
Eigenschaften der lebenden Bestandteile einer Keimzelle auf alle Zellen
des Organismus, so auch wieder auf seine Keimzellen übertragen, und die
ununterbrochene Fortdauer des Lebens bleibt erhalten. Die Teilung der
Protoplasten wird gewöhnlich eingeleitet durch die Kernteilung. Das
Ineinandergreifen der Kern- und Zellteilung in einkernigen Zellen ist
notwendig, um jeder Tochterzelle einen Kern zu sichern. In vielkernigen
Zellen (z. B. von Algen und Pilzen) ist es nicht notwendig, wenn die
Querwand so angelegt wird, daß jedem Tochterprotoplasten die nötigen
Kerne ohnedies bei der Teilung zufallen; tatsächlich ist hier oft die
Zellteilung nicht von der Kernteilung abhängig.
Es kommt übrigens vor, daß der Protoplast einer Zelle als Ganzes ohne
Teilung seine alte Zellhülle aufgibt. Dieser Vorgang, #Zellverjüngung#
genannt, hat mit Zellteilung nichts zu tun.