II. Die symbiontische Vereinigung (Symbiose).

So richtig im Allgemeinen auch der Satz ist, dass nur Zellen gleicher

Abstammung sich zu höheren Stufen der organischen Individualität

zusammenfügen, so bietet die Natur mit ihrem unerschöpflichen Reichthum

an Mitteln doch auch manche Ausnahmen von der Regel dar, nämlich

Verbindungen von Zellen, die nicht auf innerer Verwandtschaft beruhen,

und die wir daher den artgleichen als artungleiche gegenüber stellen

können. Diese selbst aber lassen sich wieder in zwei Gruppen sondern.

In der einen Gruppe, mit welcher wir uns zunächst in diesem Abschnitt

beschäftigen wollen, lernen wir Verbindungen kennen, in denen zwei

artungleiche Zellen sich zwar in ihrer Micellarstructur und ihrem

Stoffwechsel wesentlich unterscheiden, aber dabei doch auch wieder so

beschaffen sind, dass die eine Art neben der anderen ohne gegenseitige

Beeinträchtigung bestehen kann. Ja es kann sogar der Fall eintreten,

dass beide Arten von Zellen aus ihrem Zusammensein in mancher Hinsicht

einen wechselseitigen Nutzen erfahren. Ein solches Verhältniss hat der

Botaniker ~de Bary~ eine +Symbiose+ genannt.

Das lehrreichste und interessanteste Beispiel einer Symbiose bieten

uns die Flechten; sie wurden noch vor wenigen Jahrzehnten wegen

ihres charakteristischen Aussehens für eine ganz eigenartige Classe

von niederen Pflanzen gehalten, bis durch die morphologischen

Untersuchungen von ~de Bary~ und ~Schwendener~, denen sich die

experimentell-entwicklungsgeschichtlichen Arbeiten von ~Baranetzky~,

~Rees~ und ~Stahl~ anschlossen, der Nachweis geführt wurde, dass sie

keinen einheitlichen Organismus, sondern ein Aggregat zweier innig

zusammenlebender, im System weit auseinander stehender Organismenarten,

eine Symbiose einer Pilz- und einer Algenart, darstellen.

Pilzfäden aus der Abtheilung der Ascomyceten bilden ein Geflecht (Fig.

13 _P_) und liefern so die gewebliche Grundlage, in deren Maschen

zahllose kleine Algenzellen (_A_), die bald grünen, rothen oder gelben

Farbstoff führen, eingeschlossen sind. Die zahlreichen verschiedenen

Arten von Flechten aber, die einen so ausgeprägten Speciescharakter

zur Schau tragen, kommen dadurch zu Stande, dass +immer eine bestimmte

Pilzart sich nur mit einer bestimmten Algenart vergesellschaftet+.

In solcher Genossenschaft leben zwei Zellarten mit ganz

entgegengesetzten Eigenschaften, mit einem grundverschiedenen

Stoffwechsel zusammen, Zellen, die wie die grünen Pflanzenzellen

Kohlensäure zersetzen und Kohlenhydrate etc. bilden können, und Zellen,

welchen gerade dieses Vermögen fehlt, und die nur von schon gebildeter

organischer Substanz leben können. Aber gerade aus diesem Gegensatz

ziehen die beiden Organismenarten in dem merkwürdigen +Doppelwesen,

das wir Flechte nennen+, besondere Vortheile, durch welche sie sich in

ihrem Gedeihen gegenseitig fördern.

[Illustration: =Fig. 13. Stark vergrösserter Durchschnitt durch ein

Stück Flechte.= Nach ~Stahl~.

Die Flechte setzt sich zusammen 1) aus den Pilzfäden (_P_), die, sich

in allen Richtungen durchkreuzend, ein dichtes Geflecht bilden, und

2) aus den Algenzellen (_A_), die, grün gefärbt und wie Stücke einer

Perlschnur aneinander gereiht, im Pilzgeflecht liegen.]

In Folge des hohen Anpassungsgrades der Pilz- und Algenzellen an

einander und der damit Hand in Hand gehenden specifischen Formbildung

des durch sie gemeinsam erzeugten Aggregates erscheint jede Flechte

in hohem Maasse als ein einheitlicher Organismus, der sich von einem

artgleichen Aggregat kaum unterscheiden lässt. In einem Punkt aber

tritt in voller Klarheit die Natur des Doppelwesens zu Tage, nämlich

in der Art ihrer Fortpflanzung. Eine Pilzzelle besitzt niemals die

Fähigkeit, eine Algenzelle, und diese ebenso wenig die Fähigkeit, eine

Pilzzelle hervorzubringen. Die eine Zellenart kann auf die andere ihre

Eigenschaften nicht übertragen. Soll ein neuer Flechtenorganismus

daher gebildet werden, so ist dies nur in der Weise möglich,

dass der Pilzkörper (_P_) und der Algenkörper (_A_) ihre eigenen

Fortpflanzungszellen liefern, und dass beide dann bei ihrer Keimung

wieder durch Zufall zusammen geführt werden und sich zu einem Aggregat

von neuem vereinigen. Aus der Pilzspore wächst ein Keimfaden hervor,

der sich zwar eine Zeit lang durch Sprossung weiter vermehren kann,

aber schliesslich zu Grunde geht, wenn er nicht mit der zugehörigen

Algenart zusammen trifft. Ist dies aber geschehen, so legt er sich

derselben innig an und umspinnt sie mit Seitenästen, die er treibt.

Beide beeinflussen sich dann in der Art ihres Wachsthums so sehr, dass

sie zusammen Formen bilden, welche weder mit Pilzen noch mit Algen eine

entfernte Aehnlichkeit haben.

„Es leuchtet ein,“ bemerkt ~Sachs~, „dass die chlorophyllhaltigen

Algen im Flechtenkörper geradeso als Assimilationsorgane wirksam sind

wie die chlorophyllhaltigen Zellen etwa in der Rinde eines grünen

Stengels oder in einem Blatt. Ihre Assimilationsproducte kommen dem

Flechtenpilz als Nahrungsmaterial zu Gute, während umgekehrt die zur

Assimilation nöthigen Aschenbestandtheile den Algenzellen durch den

Pilz zugeführt werden. Durch dieses Convivium aber werden die Flechten

nunmehr unabhängig von einem organischen Substrat. Während alle übrigen

Pilze Parasiten oder Humusbewohner sind, können sich die Flechten auf

rein mineralischem Boden, selbst auf der Oberfläche kristallinischen

Gesteins ansiedeln, da ja die in ihnen enthaltene Alge sie unabhängig

macht.“ Wir finden sie „befähigt, die unorganische Substanz von

Gesteinen, z. B. des Granites, zu zersetzen, um, ähnlich wie die

Wurzeln der höheren Pflanzen, diejenigen Mineralstoffe zu gewinnen,

welche ihre chlorophyllhaltigen Zellen, die Algen in ihrem Gewebe, zur

Assimilation bedürfen. Indem also diese Pilze mit bestimmten Algen

sich vereinigen, um sich von ihnen ernähren zu lassen, gewinnen sie

eine Freiheit in der Wahl ihrer Wohnorte, die keinem anderen Pilz zu

Gebote steht.“ Entweder bilden sie, wie die Laubflechten, flächenartig

ausgebreitete Blätter und Krusten, oder sie stellen, wie die

Bartflechten, vielfach verzweigte Sträucher dar; mit einem Wort, sie

erzeugen Gestalten, „wie sie sonst nur den typisch chlorophyllhaltigen

Pflanzen eigen sind.“ Es handelt sich, wie bei diesen, so auch hier

darum, die grünen Zellen in geeigneter Weise mit dem Licht und der Luft

in Beziehung zu setzen, was entweder durch blattartige Ausbreitung oder

durch vielfache Verzweigung des Gewebes zu erreichen ist (~J. Sachs~).

Der Symbiose der Flechten lassen sich ebenso im Thierreich

Erscheinungen zur Seite stellen, welche ein inniges Zusammenleben

zweier artverschiedener Zellen lehren, allerdings ohne ein so

interessantes Gesammtbild darzubieten, wie es für die Flechten einzig

in seiner Art ist. Es handelt sich auch hier um ein +constantes

Zusammenleben thierischer Zellen mit niedersten, einzelligen

Algenarten+.

Wie 1871 durch den russischen Botaniker ~Cienkowsky~ auf Grund

entwicklungsgeschichtlicher Studien nachgewiesen wurde, kommen mit

Constanz im Protoplasmakörper gewisser +Radiolarienarten+ niederste,

einzellige Algen vor, die sich in ihm durch Theilung vermehren und

von anderen Forschern schon als +gelbe Zellen+ beschrieben, aber für

Bildungsproducte des Radiolarienkörpers selbst gehalten worden waren.

Einige Jahre später machten mein Bruder und ich die Entdeckung, dass

bei zahlreichen +Actinienarten+ in der den Urdarm auskleidenden

Zellenschicht zahlreiche kleine, gelbe Zellen (Fig. 14 _A_) eingebettet

sind, die wir auf Grund ihres ganzen Verhaltens (Cellulosemembran,

Stärkekörnchen, selbständige Vermehrung durch Theilung (Fig. 15 _A_ u.

_B_), Ueberleben beim Tode ihres Wirthes) für niederste, einzellige

Algen erklärten. Sie haben sich direct in die geisseltragenden

Cylinderzellen des Darmdrüsenblattes (Fig. 14) eingenistet, so dass

fast jede einzelne von ihnen 2 bis 5 einschliesst. Sie gehören so sehr

zum charakteristischen Bestandtheil gewisser Actinienarten, dass sie

in keinem Individuum vermisst werden, dass sie bei ihrem massenhaften

Vorkommen der betreffenden Art ihre specifische grünliche, gelbliche

oder bräunliche Färbung verleihen.

Aehnliche Genossenschaftsverhältnisse wie bei den Actinien wurden

unmittelbar darauf noch in vielen anderen Fällen durch ~Brandt~,

~Geddes~, ~Graff~, ~Geza Entz~ etc. nachgewiesen, nämlich bei mehreren

Infusorien, bei Hydra viridis, bei Spongilla viridis, bei Medusen und

Velellen, bei Stachelhäutern, Würmern und Schnecken. Meist sind hier

die eingenisteten Algenzellen intensiv chlorophyllgrün gefärbt und

dabei noch von einer viel geringeren Grösse als die gelben Algenzellen

der Radiolarien und Actinien. Auch tragen sie, wie bei Hydra viridis,

zum charakteristischen Habitus der betreffenden Art so wesentlich bei,

dass sie geradezu ein wichtiges Artmerkmal abgeben.

Wie bei den Flechten scheint aus der Symbiose von Thier- und

Algenzellen ebenfalls ein gegenseitiger Nutzen zu erwachsen, so

dass man von einem parasitischen Verhältniss nicht gut reden kann.

Wahrscheinlich kommt die Kohlensäure, welche in dem thierischen

Gewebe als Abfallsproduct bereitet wird, den Algen zu Gute, während

der Sauerstoff, welcher im Stoffwechsel der Algen entsteht, von den

Thierzellen wieder aufgenommen und zur Oxydation der als Nahrung

dienenden organischen Substanzen verwendet wird. Dazu gesellen sich

vielleicht noch andere Vortheile auf beiden Seiten. Eingenistet in den

Geweben der Thiere, sind die Algen den Nachstellungen anderer Geschöpfe

entzogen; sie können daher unter diesen in jeder Beziehung günstigen

Bedingungen rascher wachsen und sich durch Theilung fortpflanzen, als

es ohnedem möglich wäre, wofür die Massenhaftigkeit ihres Auftretens in

klarer Weise spricht. Die Thiere dagegen beherbergen in den Algenzellen

ein sehr nützliches Nährmaterial, das sich durch Fortpflanzung selbst

erhält, indem sie ihnen wahrscheinlich überschüssige Producte ihrer

Assimilation, wie Stärke und Zucker, theilweise entziehen.

Von solchen Gesichtspunkten aus betrachtet, bietet uns der Haushalt

eines mit Algen zusammenlebenden Thieres ein interessantes Schauspiel

dar. In ihrer Symbiose vollzieht sich gewissermaassen derselbe

Kreislauf der Stoffe, der in der gesammten Natur zwischen Thier- und

Pflanzenreich stattfindet, auf allerengstem Raume zwischen pflanzlichen

und thierischen Zellen, die durch Symbiose scheinbar zu einer

Individualität vereinigt sind.

[Illustration: Fig. 14.]

[Illustration: Fig. 15.]

=Fig. 14. Zwei isolirte Entodermzellen einer Seerose= (Anthea

cereus). Stark vergrössert.

Man sieht in der links stehenden Darmzelle drei gelbe Algenzellen

(_A_), in der anderen zwei gelbe Algenzellen (_A_) eingebettet. In

der linken Darmzelle gewahrt man noch drei Hohlräume, in welchen

ursprünglich auch Algen gelegen haben, die aber bei der Präparation

herausgefallen sind.

=Fig. 15. Gelbe Algenzellen, aus der Darmwand einer Seerose

herausgedrückt.=

_A_ Ungetheilt. _B_ In Zweitheilung. _h_ Cellulosehülle. _k_ Kern.

_a_ Stärkekörnchen.

Die Zelle und die Gewebe (Vol. 2/2) · 第 91 / 225 题