Thiere und Pflanzen, so verschiedenartig in ihrer äusseren
Erscheinung, stimmen in den Grundlagen ihres anatomischen Aufbaues
überein; denn beide sind aus gleichartigen, meist nur mikroskopisch
wahrnehmbaren +Elementareinheiten+ zusammengesetzt. Man
bezeichnet die letzteren einer jetzt verlassenen, älteren Theorie
zu Liebe als Zellen, sowie die Lehre, dass Thiere und Pflanzen in
übereinstimmender Weise aus solchen kleinsten Theilchen bestehen, als
die +Zellentheorie+.
In der Zellentheorie erblickt man mit Recht eines der wichtigsten
Fundamente der ganzen modernen Biologie. Zum Studium der Zelle wird
der Pflanzen- und Thieranatom, der Physiologe und pathologische
Anatom auf Schritt und Tritt hingeleitet, wenn er tiefer in das
Wesen der normalen und der krankhaften Lebensprocesse eindringen
will. Denn die Zellen, in welche der Anatom die pflanzlichen und
thierischen Organismen zerlegt, sind die Träger der Lebensfunctionen;
sie sind, wie +Virchow+ (I. 33) sich ausgedrückt hat, die
+Lebenseinheiten+.
Von diesem Gesichtspunkt aus betrachtet, erscheint der
Gesammtlebensprocess eines zusammengesetzten Organismus nichts
Anderes zu sein als das höchst verwickelte Resultat der einzelnen
Lebensprocesse seiner zahlreichen, verschieden functionirenden
Zellen. Das Studium des Verdauungsprocesses, der Muskel- und
Nerventhätigkeit führt bei tieferem Eindringen zur Untersuchung der
Functionen der Drüsenzellen, der Muskel-, Ganglien- und Sinneszellen.
Und wie die Physiologie ihre Fundamente in der Zellentheorie
gefunden hat, so hat sich auch die Lehre von den Krankheiten in eine
+Cellularpathologie+ umgewandelt.
+In vieler Beziehung steht somit die Lehre von der Zelle im
Mittelpunkt der biologischen Forschung der Gegenwart.+ Sie bildet
in jeder Beziehung den vornehmsten Gegenstand der allgemeinen
Anatomie, wie man früher, oder der Histologie, wie man jetzt
gewöhnlich die Lehre von den Mischungs- und Formbestandtheilen der
Organismen zu benennen pflegt.
Die Vorstellung und der Begriff, den man in der Wissenschaft mit
dem Wort „Zelle“ verbindet, hat sich im Laufe von 50 Jahren sehr
wesentlich geändert. Die Geschichte dieser veränderten Auffassungen
oder die +Geschichte der Zellentheorie+ ist von hohem Interesse.
Nichts ist geeigneter als ein kurzer Abriss derselben, um den
Anfänger in den Vorstellungskreis, den man jetzt mit dem Worte Zelle
verbindet, einzuführen. Auch möchte der Hinweis auf die Geschichte
der Zellentheorie noch in anderer Richtung nützen. Indem wir die
augenblicklich herrschende Vorstellung von der Zelle aus älteren,
minder vollkommenen Vorstellungsweisen sich allmählich hervorbilden
sehen, wird es uns nahe gelegt, die erstere auch nicht als etwas
in sich Fertiges zu betrachten; es erscheint vielmehr die Hoffnung
berechtigt, dass bessere und verfeinerte Untersuchungsmittel,
wobei man indessen nicht nur von einer Verbesserung der optischen
Instrumente alles Heil zu erwarten braucht, unsere derzeitig
gewonnene Erkenntniss noch wesentlich vertiefen und vielleicht mit
ganz neuen Vorstellungsreihen bereichern werden.
Die Geschichte der Zellentheorie.
Zu der Erkenntniss, dass die Organismen aus Zellen zusammengesetzt
sind, wurde der erste Anstoss durch das Studium der Pflanzen-Anatomie
gegeben. Am Ende des 17. Jahrhunderts gewannen der Italiener +Marcellus
Malpighi+ (I. 15) und der Engländer +Grew+ (I. 9) den ersten Einblick
in den feineren Bau der Pflanzen; sie entdeckten an ihnen mit schwachen
Vergrösserungsgläsern einmal kleine, kammerartige, mit festen Wandungen
versehene und mit Flüssigkeit erfüllte Räume, die Zellen, und zweitens
noch lange Röhren, die in den meisten Pflanzentheilen in mannigfacher
Gestalt durch das Grundgewebe ziehen, und die jetzt je nach ihrer Form
als Spiralröhren und Gefässe bezeichnet werden. Eine tiefere Bedeutung
gewannen diese Thatsachen aber erst, als am Ende des 18. Jahrhunderts
sich eine mehr philosophische Betrachtungsweise der Natur Bahn brach.
+Caspar Friedrich Wolff+ (I. 34, 13), +Oken+ (I. 21) u. A. warfen die
Frage nach der Entstehung der Pflanzen auf und suchten ihre Gefässe
und Röhren von der Zelle als Grundform abzuleiten. Namentlich aber
hat sich +Treviranus+ (I. 32) ein hervorragendes Verdienst erworben,
indem er in seiner 1808 erschienenen Schrift „Vom inwendigen Bau der
Gewächse“ an jungen Pflanzentheilen den Nachweis führte, dass die
Gefässe aus Zellen hervorgehen; er fand, dass junge Zellen sich in
Reihen anordnen und durch Auflösung der Querscheidewände zu einer
langgestreckten Röhre verschmelzen, eine Entdeckung, welche später
durch die Nachuntersuchungen von +Mohl+ (1830) zum gesicherten Besitz
der Wissenschaft erhoben wurde.
Nicht minder wichtig für die Werthschätzung der Zelle wurde das
Studium der niedersten Pflanzen. Man lernte kleine Algen kennen,
die zeitlebens entweder nur eine einzige Zelle darstellen oder
einfache Reihen von Zellen sind, welche sich leicht von einander
loslösen können. Endlich führte das Nachdenken über den Stoffwechsel
der Pflanzen zu der Einsicht, dass die Zelle es sei, welche in der
vegetabilischen Haushaltung die Nahrungsstoffe aufnimmt, verarbeitet
und in veränderter Form wieder abgiebt. (Turpin, Raspail.)
So war schon am Anfang unseres Jahrhunderts die Zelle als der
morphologische und physiologische Elementartheil der Pflanze von
verschiedenen Forschern erkannt worden. Besonders klar findet sich
diese Anschauung in dem 1830 herausgegebenen Lehrbuch der Botanik
von +Meyen+ (I. 16) in folgendem Satze ausgesprochen: „Die
Pflanzenzellen treten entweder einzeln auf, so dass eine jede ein
eigenes Individuum bildet, wie dieses bei Algen und Pilzen der Fall
ist, oder sie sind in mehr oder weniger grossen Massen zu einer
höher organisirten Pflanze vereinigt. Auch hier bildet jede Zelle
ein für sich bestehendes, abgeschlossenes Ganze; sie ernährt sich
selbst, sie bildet sich selbst und verarbeitet den aufgenommenen,
rohen Nahrungsstoff zu sehr verschiedenartigen Stoffen und Gebilden.“
+Meyen+ bezeichnet daher geradezu die einzelnen Zellen als „die
kleinen Pflänzchen in den grösseren“.
Zu allgemeinerer Geltung gelangten indessen derartige Ansichten erst
vom Jahre 1838 an, in welchem +M. Schleiden+ (I. 28), den man
so häufig als den Begründer der Zellentheorie hingestellt findet, in
Müllers Archiv seinen berühmten Aufsatz „Beiträge zur Phytogenesis“
veröffentlichte. In demselben suchte +M. Schleiden+ die Frage
zu lösen, wie die Zelle entsteht. Den Schlüssel hierzu glaubte er in
einer Entdeckung des englischen Botanikers +R. Brown+ (I. 5)
gefunden zu haben, welcher im Jahre 1833 bei seiner Untersuchung der
Orchideen den Zellenkern entdeckt hatte. +Schleiden+ verfolgte
+Brown’s+ Entdeckung weiter; er überzeugte sich bei vielen
Pflanzen von dem Vorkommen des Kerns, und da er ihn namentlich in
jugendlichen Zellen beständig auftreten sah, entsprang in ihm der
Gedanke, dass der Kern eine nähere Beziehung zu der so räthselhaften
Entstehung der Zelle und demnach eine grosse Bedeutung im Zellenleben
haben müsse.
Die Art und Weise, wie Schleiden diesen Gedanken auf Grund
irrthümlicher Beobachtungen zu einer Theorie der Phytogenesis
verwerthete, muss jetzt zwar als eine verfehlte bezeichnet werden
(I. 27), auf der andern Seite muss aber auch betont werden, dass
seine allgemeine Auffassung von der Bedeutung des Kerns in gewisser
Beziehung richtig ist, und dass gerade dieser +eine+ Gedanke
weit über das engere Gebiet der Botanik hinaus fruchtbringend
geworden ist; denn durch ihn ist die Uebertragung der Zellentheorie
auf die thierischen Gewebe ermöglicht worden. In diesen treten
gerade die Kerne unter den verschiedenen Zellenbestandtheilen
am deutlichsten hervor und weisen auf die Uebereinstimmung der
histologischen Elemente bei Thieren und Pflanzen am offenkundigsten
hin. Insofern bezeichnet die kleine Schrift +Schleidens+ aus dem
Jahre 1838 geschichtlich den wichtigen Wendepunkt, von welchem ab der
Thierkörper der Herrschaft der Zellentheorie unterworfen wurde.
An Versuchen, den Thierkörper als eine Vielheit kleinster
Elementartheile darzustellen, hat es auch vor +Schleiden+ nicht
gefehlt, wie die Hypothesen von Oken (I. 21), Heusinger, Raspail
und manchen Andern lehren. Dieselben erwiesen sich aber nicht
entwickelungsfähig, weil falsche Beobachtungen und verkehrte Deutungen
in ihnen das Gute überwogen. Erst in den dreissiger Jahren, in denen
die optischen Hülfsmittel eine Verbesserung erfuhren, wurden einzelne
brauchbare Fundamente auch für eine thierische Zellentheorie gelegt.
Schon verglichen +Purkinje+ (I. 22) und +Valentin+, +Joh. Müller+ (I.
20) und +Henle+ (I. 11) einzelne Thiergewebe den pflanzlichen; sie
erkannten schon den zelligen, einem Pflanzengewebe ähnlichen Bau der
Chorda dorsalis, des Knorpels, der Epithelien und des Drüsengewebes.
Den Versuch einer wirklich zusammenfassenden Zellentheorie aber, welche
alle thierischen Gewebstheile berücksichtigt, hat zuerst +Schwann+ (I.
31), angeregt durch +Schleidens+ Phytogenesis, unternommen und in
genialer Weise durchgeführt.
Im Jahre 1838 erfuhr +Schwann+ in einer Unterredung mit +Schleiden+ von
der neuen Theorie der Zellenbildung und von der Bedeutung, welche den
Kernen bei den Pflanzen zukommen sollte. Er erkannte hierin sofort, wie
er uns selbst erzählt, charakteristische Momente genug, welche zu einem
Vergleich mit thierischen Zellen aufforderten. Mit bewundernswerthem
Eifer stellte er eine umfassende Reihe von Untersuchungen an, die er
schon im Jahre 1839 unter dem Titel „Mikroskopische Untersuchungen
über die Uebereinstimmung in der Structur und dem Wachsthum der Thiere
und Pflanzen“ veröffentlichte. -- Dieses Buch +Schwann’s+ ist ein
grundlegendes Werk ersten Ranges, durch welches die mikroskopische
Anatomie der Thiere trotz der viel schwierigeren Aufgabe auf gleiche
Stufe mit der Pflanzenanatomie gehoben wurde.
Zu dem raschen und glänzenden Erfolg der +Schwann+’schen
Untersuchungen haben wesentlich zwei Momente beigetragen. Erstens
hat +Schwann+ zur Erkennung der thierischen Zellen vorzugsweise
die Anwesenheit des Kerns benutzt, von dem er hervorhebt, dass er
der am meisten charakteristische und am wenigsten veränderliche
Zellenbestandtheil sei. Wie schon angedeutet, liegt hierin das
Förderniss, welches +Schwann+ durch +Schleiden+ empfangen
hat. Das zweite nicht minder bedeutsame Moment ist die richtige
Methode, welche +Schwann+ bei der Ausführung und Darstellung
seiner Beobachtungen befolgt hat. Wie die Botaniker durch das Studium
unentwickelter Pflanzentheile z. B. die Röhren aus der Grundform
der Zelle abgeleitet hatten, so untersuchte auch er hauptsächlich
die Entwicklungsgeschichte der Gewebe und fand, dass der Keim auf
frühesten Stadien aus einer Summe ganz gleichartiger Zellen besteht;
er verfolgte dann weiter die Metamorphosen oder die Umbildungen,
welche die Zellen erleiden, bis sie in die fertigen Gewebe des
erwachsenen Thieres übergehen. Er zeigte, wie ein Bruchtheil der
Zellen die ursprüngliche, kuglige Grundform beibehält, andere eine
cylindrische Gestalt annehmen, andere in lange Fasern auswachsen
oder zu sternförmigen Gebilden werden, indem sie an verschiedenen
Stellen ihrer Oberfläche zahlreiche Ausläufer ausschicken. Er zeigte
an den Knochen, Knorpeln und Zähnen, wie wieder andere Zellen stark
verdickte Wandungen bekommen; endlich erklärte er noch eine Reihe
der am meisten abgeänderten Gewebe aus einer Verschmelzung von
Zellengruppen, wobei er auch wieder einen analogen Vorgang bei den
Pflanzen, die Entwickelung der Gefässe im Auge hatte.
Auf diese Weise war durch +Schwann+ ein allgemeines, wenn auch mit
vielen Fehlern behaftetes, dafür aber leicht fassliches und auch
im Ganzen glückliches +Schema+ geschaffen, nach welchem ein jeder
thierische Theil aus Elementartheilen, welche den Pflanzenzellen
entsprechen, entweder zusammengesetzt oder durch Metamorphose von
solchen entstanden ist. Es war ein gutes Fundament gelegt, auf dem
sich weiter bauen liess. +Im Einzelnen litt aber die Vorstellung,
welche Schleiden und Schwann sich vom Wesen des pflanzlichen und
thierischen Elementartheils gebildet hatten, an vielen Irrthümern+,
wie bald erkannt wurde. Beide Forscher definirten die Zelle als +ein
kleines Bläschen, das in einer festen Membran einen flüssigen Inhalt
umschliesst, als ein Kämmerchen, eine cellula im eigentlichen Sinne
des Wortes+. Als wichtigsten und als den wesentlichen Theil an dem
Bläschen bezeichneten sie die +Membran+, von der sie annahmen, dass
sie durch ihre chemisch-physikalischen Eigenschaften den Stoffwechsel
regeln sollte. +Schwann+ erblickte in der Zelle einen +organischen
Krystall+, den er sich durch eine Art von +Krystallisationsprocess aus
einer organischen Mutterlauge+ (+Cytoblastem+) bilden liess.
Die Vorstellungsreihe, welche wir jetzt mit dem Worte „Zelle“
verbinden, ist Dank den grossen Fortschritten der letzten fünf
Jahrzehnte eine wesentlich andere geworden. Die Schleiden-Schwann’sche
Zellentheorie hat eine durchgreifende Reform erfahren, indem an ihre
Stelle die (besonders an den Namen von +Max Schultze+ geknüpfte)
+Protoplasmatheorie+ getreten ist.