Nach ~List~ Taf. I, Fig. 9.]

Ansammlung von Saft in besonderen +Vacuolen+ wird endlich, wenn

auch selten, +in manchen thierischen Zellen+ angetroffen und

zwar in Organen, die im Körper eine gewisse Stützfunction zu erfüllen

haben. Die Tentakeln mancher Cölenteraten, gewisse Körperanhänge

von Anneliden besitzen in ihrer Axe, ebenso wie die +Chorda

dorsalis der Wirbelthiere+, verhältnissmässig grosse, blasige

Zellen, die nach Aussen durch eine dicke Membran abgegrenzt sind

und im Innern fast nur Zellsaft und eine sehr geringe Quantität

Protoplasma enthalten. Dieses breitet sich in dünner Schicht unter

der Zellmembran aus und schickt hie und da auch Fäden durch den

Saftraum. Der Kern liegt meist in einer dichtern Ansammlung des

Protoplasma entweder in der Wandschicht oder im Netzwerk eingebettet.

Auch hier werden wie bei den Pflanzen die festen Zellwände in Folge

osmotisch wirksamer Substanzen des Saftes prall gespannt sein. Obwohl

über die Turgescenz der hier in Frage kommenden Organe noch keine

experimentellen Untersuchungen vorgenommen worden sind, lässt es

sich doch nur in dieser Weise vorstellen, dass die Chorda als ein

stützender Stab im Körper der Wirbelthiere Verwendung findet. Indem

die zahlreichen, turgescenten, kleinen Chordazellen nach Aussen durch

eine feste, elastische Scheide zu einem Organe verbunden und gegen

die Umgebung abgegrenzt sind, werden ihre einzelnen Turgorkräfte sich

summiren und durch innern Druck die gemeinsame Scheide in Spannung

erhalten.

Saftaufnahme und Saftabscheidung kommen, wie beim Protoplasma, auch

bei der Kernsubstanz vor. In beiden Fällen dienen sie wohl dem Zweck,

den activen Substanzen eine grössere Oberfläche zu verleihen und sie

mit Nährflüssigkeit in directere Beziehung zu setzen.

Während die Bildung von Saftvacuolen in thierischen Zellen selten

ist, kommt es bei ihnen dagegen häufig zur Absonderung von weichen

oder festen Substanzen: von Fett, Glycogen, Schleim, Albuminaten und

festen Gemischen von mehreren Substanzen.

+Fett+ kann sich, wie der Zellsaft in jungen Pflanzenzellen,

zuerst in kleinen Tröpfchen im Protoplasmakörper bilden. Wie dort

die Vacuolen, vergrössern sich später die Tröpfchen, verschmelzen

untereinander und stellen schliesslich einen einzigen grossen Tropfen

dar, der den ganzen Binnenraum der Zelle ausfüllt und nach Aussen von

einer dünneren Protoplasmaschicht mit Kern und einer feinen Zellhaut

umschlossen wird.

+Glycogen+ sammelt sich in den Leberzellen in einzelnen Tropfen

an, die bei Zusatz von Jodjodkalium eine mahagonibraune Farbe

annehmen und sich dadurch kenntlich machen lassen.

+Schleimbildende+ Substanz (Mucigen) füllt den Binnenraum der

mit ihrer Bereitung betrauten Zellen (Fig. 64) oft in solcher Menge

an, dass die Zellen zu Blasen angeschwollen sind oder die Form

eines +Bechers+ angenommen haben. Das Protoplasma ist meist

an der Basis der Zelle, wo sich dann auch der Kern befindet, noch

etwas reichlicher vorhanden, umgiebt von hier die mucigene Substanz

mit einer dünnen Hülle und breitet sich auch mit einzelnen Fäden

netzartig in ihr aus. Durch Färbung mit manchen Anilinfarben lässt

sich die mucigene Substanz vom Protoplasma schärfer unterscheiden.

Grössere Festigkeit gewinnen die inneren Plasmaproducte sehr häufig in

den Eizellen, die sich in der verschiedensten Weise mit Reservestoffen

beladen. Nach ihrer Form werden dieselben als +Dotterkügelchen+ (Fig.

65), +Dotterkörner+, +Dotterplättchen+ unterschieden und stellen meist

in chemischer Hinsicht ein Gemisch von Albuminaten und Fetten dar. Je

zahlreicher und kleiner und dichter zusammengedrängt die Dotterelemente

sind, um so mehr gewinnt der Plasmakörper ein schaumiges oder

netzartiges Wesen.

[Illustration: =Fig. 65. Dotterelemente aus dem Ei des Huhns.= Nach

~Balfour~.

_A_ Gelber Dotter. _B_ Weisser Dotter.]

Manche Plasmaproducte zeigen eine krystallinische Beschaffenheit,

wie die +Guaninkrystalle+, von denen der Silberglanz in

der Haut und dem Bauchfell der Fische herrührt, oder wie die

+Pigmentkörnchen+ in den Pigmentzellen.

Aehnliche Plasmaproducte wie in thierischen kommen auch in pflanzlichen

Zellen vor, hier aber gewöhnlich nur in einzelnen besonderen Organen,

die entweder speciell zur Aufspeicherung von Reservestoffen oder

wie die Samen zur Reproduction dienen. Dann finden sich die Zellen

mit Oeltropfen erfüllt (ölige Samen) oder mit Körnern verschiedener

Eiweisssubstanzen (+Vitellin+, +Kleber+, +Aleuron+) oder mit

Eiweisskrystalloiden oder mit Stärkekörnern, auf die später noch

genauer einzugehen ist.

Während die bisher besprochenen inneren Plasmaproducte beim

Stoffwechsel vorübergehend angesammelt, dann wieder aufgebraucht werden

und daher sehr veränderliche Bildungen sind, gibt es andere, die einen

+höheren Grad von Organisation+ erreichen und eine Theilfunction in

der Zelle dauernd zu erfüllen haben. Hierher gehören die +inneren

Skeletbildungen+ des Protoplasmakörpers, die verschiedenen Körner,

welche in den Pflanzenzellen mit dem gemeinsamen Namen +Trophoplasten+

zusammengefasst werden, die +Nesselkapseln+ der Coelenteraten, endlich

die +Muskelfibrillen+, +Nervenfibrillen+ u. s. w.

[Illustration: =Fig. 66. Haliomma erinaceus.= Aus ~R. Hertwig~,

Zoologie Fig. 82.

_a_ äussere, _i_ innere Gitterkugel, _ck_ Centralkapsel, _wk_

extracapsulärer Weichkörper, _n_ Binnenbläschen (Kern).]

+Innere Skelete+ finden sich im Körper vieler Protozoen,

namentlich aber in grosser Mannichfaltigkeit und Zierlichkeit der

Formen bei den Radiolarien. Sie setzen sich bald aus regelmässig

angeordneten Stäben, bald aus zierlichen, durchbrochenen

Gitterkugeln, bald aus beiderlei Bildungen vereint (Fig. 66)

zusammen. Bei einigen Familien der Radiolarien bestehen sie aus einer

organischen, in Säuren und Alkalien löslichen Substanz, bei den

meisten dagegen aus Kieselsäure, die an ein organisches Substrat, wie

im Knochen der Wirbelthiere die phosphorsauren Salze an das Osseïn,

gebunden ist. Alle diese Skelete haben eine für die Species constante

und charakteristische Form und lassen ganz gesetzmässige Verhältnisse

in ihrer Entwicklung (Richard Hertwig V. 40) erkennen.

+Unter Trophoplasten+ versteht man hochorganisirte

Differenzirungsproducte des pflanzlichen Protoplasma, welchen

dieselbe Constanz wie dem Zellkern und eine grosse functionelle

Selbständigkeit zukommt. Für die pflanzliche Ernährung sind sie sehr

wichtig, da sich der ganze Assimilationsprocess und die Stärkebildung

in ihnen abspielt. (Meyer V. 9–11.)

Die Trophoplasten sind kleine, meist kuglige oder ovale Körner, aus

einer dem Protoplasma verwandten, aber doch von ihm unterscheidbaren

Substanz. Sie sind leicht durch Wasser und Reagentien bei der

Präparation zerstörbar und werden am besten durch Jodtinctur oder

durch concentrirte Pikrinsäure fixirt. In Nigrosin färben sie sich

alsdann stahlblau, so dass sie sich vom Protoplasmakörper scharf

abheben. Sie finden sich oft in grosser Anzahl in der Zelle und

können in activer Weise ihre Form verändern. Nach den Untersuchungen

von Schmitz (V. 29), Schimper (V. 27, 28) und Meyer (V. 9–11) scheint

+eine directe Neuentstehung von Trophoplasten im Protoplasma nicht

vorzukommen, dagegen vermehren sie sich wie die Kerne durch zeitweise

eintretende Theilung+. Von den Trophoplasten, die schon in der

pflanzlichen Eizelle enthalten sind, würden somit die entsprechenden

Gebilde aller aus ihr hervorgegangenen Zellgenerationen abzuleiten

sein.

Die Trophoplasten können in verschiedenen Modificationen auftreten

und verschiedene Functionen verrichten und werden danach als

Stärkebildner, Chlorophyllkörner und Farbstoffkörner unterschieden

(Amylo- oder Leukoplasten, Chloroplasten, Chromoplasten).

[Illustration: =Fig. 67. Phajus grandifolius, Stärkebildner aus der

Knolle.= Nach ~Strasburger~, Botanisches Prakticum Fig. 30.

_A_, _C_, _D_ u. _E_ von der Seite, _B_ von

oben, _E_ grün gefärbt. Vergr. 540.]

Die meisten +Stärkebildner+ (Fig. 67) finden sich in den nicht

assimilirenden Zellen junger Pflanzenorgane und aller unterirdischen

Theile, sowie in den Stengeln und Blattstielen. In den Scheinknollen

von Phajus grandifolius, die für die Untersuchung besonders geeignet

sind, stellen sie von der Fläche gesehen, ellipsoide feinkörnige

Scheiben dar, in der Profilansicht erscheinen sie stäbchenförmig und

heben sich bei Behandlung mit Pikronigrosin durch stahlblaue Farbe

vom umgebenden Protoplasma ab. An einer Breitseite der Scheibe sitzt

ein kleineres oder grösseres Stärkekorn. Ersteres ist ringsum von

einem dünnen Ueberzug der Substanz des Leukoplasten umschlossen,

letzteres nur an der ihm zugekehrten Oberfläche. Im zweiten Fall

zeigt es eine excentrische Schichtung, und zwar der Art, dass der

Kern, um den sich die Schichten herumlegen, sich in der Nähe der

vom Leukoplasten abgewandten Oberfläche befindet. An dieser sind

in Folge dessen die Schichten sehr dünn und verdicken sich dann

allmählich nach dem Stärkebildner zu, woraus hervorgeht, dass sie

von ihm aus wachsen und ernährt werden. Oft ist in der Substanz des

Stärkebildners noch ein stäbchenförmiger Eiweisskrystall an der vom

Amylumkorn abgewandten Fläche wahrzunehmen.

Da nun Stärke, wie wir früher gesehen haben, nur in grünen

Pflanzentheilen durch Synthese erzeugt werden kann, sind die

+weissen Stärkebildner nicht als die eigentlichen Ursprungsstätten

zu betrachten+. Vielmehr müssen dieselben die Stärke in gelöster

Modification, vielleicht als Zucker (Sachs) von den Orten, wo die

Assimilation vor sich geht, bezogen haben, so dass dann ihre Aufgabe

nur darin besteht, die gelöste Substanz wieder in ein festes und

organisirtes Product umzuwandeln.

Mit dem Stärkebildner sind die +Chlorophyllkörner+ (Fig. 68)

nahe verwandt; denn sie können direct aus ihnen durch Umbildung

hervorgehen, indem sich in ihrer Substanz unter dem Einfluss des

Lichtes Chlorophyll entwickelt. Die Leukoplasten ergrünen dann,

nehmen an Grösse zu und verlieren ihre Stärkekörner, die aufgelöst

werden. Auf der andern Seite nehmen die Chlorophyllkörner auch aus

den farblosen Trophoplasten, die an den Vegetationspunkten als

indifferente Anlagen vorkommen, ihren Ursprung; +endlich vermehren

sie sich durch Theilung+ (Fig. 68): unter Zunahme ihrer Substanz

strecken sie sich in die Länge und werden bisquitförmig, worauf sie

schliesslich in ihrer Mitte durchgeschnürt werden.

Die Chlorophyllkörner bestehen aus einer Grundlage, welche die

Reactionen des Eiweisses darbietet, und aus einem das +Stroma+

durchtränkenden, grünen Farbstoff, dem +Chlorophyll+ oder

+Blattgrün+. Dasselbe lässt sich durch Alkohol extrahiren und

zeigt in der Lösung deutliche Fluorescenz, indem es in durchfallendem

Licht grün, in reflectirtem Licht blutroth aussieht.

[Illustration: =Fig. 68. Chlorophyllkörner aus dem Blatte von

Funaria hygrometrica, ruhend und in Theilung.= Vergr. 540. Nach

~Strasburger~, Botanisches Prakticum Fig. 25.]

In den Chlorophyllkörnern sind gewöhnlich mehrere kleine

Stärkekörnchen eingeschlossen, die in ihnen durch Assimilation

gebildet worden sind. Am besten lassen sie sich, nachdem das

Chlorophyll durch Alkohol ausgezogen ist, durch Zusatz von Jodtinktur

nachweisen.

Wie durch die Untersuchungen von Stahl gezeigt worden ist, können die

Chlorophyllkörner, abgesehen von den zweckmässigen Verlagerungen,

welche sie durch Strömung des Protoplasma erfahren (siehe Seite

84), auch +activ ihre Gestalt in auffälliger Weise unter dem

Reiz der Lichtstrahlen verändern+. Während sie in diffusem

Tageslicht polygonale Scheiben darstellen, welche ihre Breitseite der

Lichtquelle zugekehrt haben, ziehen sie sich in directem Sonnenlicht

zu kleinen Kugeln oder ellipsoiden Körpern zusammen. Sie führen

dadurch eine für die Chlorophyllfunction zweckmässige Bewegung aus

und erreichen durch sie, „dass sie dem Sonnenlicht eine kleinere,

dem diffusen Tageslicht aber eine grössere Fläche zur Aufnahme der

Strahlen bieten. Uns aber geben sie dadurch einen Einblick in den

hohen Grad ihrer inneren Differenzirung, wie wir ihn durch das

einfache Studium ihrer chemischen Thätigkeit bei weitem nicht hätten

gewinnen können.“ (de Vries V. 46.) Wie die Kerne, erscheinen sie im

Hinblick auf ihre Vermehrung durch Theilung, im Hinblick auf ihr

actives Bewegungsvermögen und ihre Function beim Assimilationsprocess

als sehr selbständige, +hoch individualisirte Plasmagebilde+.

Endlich sind als eine besondere Abart der Trophoplaste noch die

+Farbkörner+ zu erwähnen, auf welche namentlich die gelbe

und orangerothe Färbung vieler Blüthen zurückzuführen ist. Sie

bestehen aus einem protoplasmatischen Substrat, das meist sehr

unregelmässig gestaltet ist und bald die Form einer Spindel, einer

Sichel, eines Dreiecks oder eines Trapezes hat. In dem Substrat sind

Farbstoffkrystalle abgelagert. Auch hier lässt sich an geeigneten

Objecten die allmähliche Entstehung der Farbkörper aus farblosen

Trophoplasten nachweisen. Auch hier hat Weiss spontane Bewegungen und

Formveränderungen wahrgenommen.

Die Besprechung der verschiedenen Arten der Trophoplasten

schliessen wir ab, indem wir noch genauer auf die +Structur der

Stärkekörner+ eingehen, welche durch die Untersuchungen von Nägeli

(V. 17, 20) und die daran geknüpften Schlussfolgerungen eine grosse

theoretische Bedeutung gewonnen haben.

Die Stärkekörner (Fig. 69) zeigen in der Pflanzenzelle hinsichtlich

ihrer Grösse ausserordentliche Verschiedenheiten. Auf der einen Seite

sind sie so klein, dass sie bei der stärksten Vergrösserung nur als

ein Punkt erscheinen, auf der andern Seite können sie bis zu einem

Umfang von 0,2 mm heranwachsen. Charakteristisch ist ihre Reaction

bei Zusatz von Jodlösungen. Je nach der Concentration derselben

nehmen sie eine hellblaue bis schwarzblaue Färbung an. In warmem

Wasser quellen sie beträchtlich auf und gehen beim weiteren Kochen in

Kleister über.

Die Form der Stärkekörner ist bald oval, bald rundlich, bald

mehr unregelmässig. Bei stärkeren Vergrösserungen ist an ihnen

eine deutliche Schichtung zu erkennen, indem auf dem optischen

Durchschnitt breitere, helle und schmälere, dunkle Streifen mit

einander abwechseln. Nägeli erklärt diese Erscheinungen in der Weise,

dass er das Stärkekorn aus wasserärmeren und wasserreicheren Lamellen

von Stärkesubstanz zusammengesetzt sein lässt. Strasburger (V. 31)

dagegen deutet „die dunkleren Linien als die besonders markirten

Adhäsionsflächen der aufeinander folgenden Lamellen, die er sich mehr

oder weniger vollständig gleichen lässt“.

[Illustration: =Fig. 69. Stärkekörner an der Kartoffelknolle.= Nach

~Strasburger~, Botanisches Prakticum Fig. 7.

_A_ ein einfaches, _B_ ein halb zusammengesetztes, _C_ und _D_ ganz

zusammengesetzte Stärkekörner, _c_ der organische Kern. Vergr. 540.]

Die Lamellen (Fig. 69) sind um einen Kern angeordnet, der entweder

das Centrum des ganzen Korns einnimmt (_B_ _C_), oder, was häufiger

der Fall ist, sehr excentrisch (_A_) gelegen ist. Auch finden

sich nicht selten Stärkekörner, bei denen um 2 (_B_ _C_) bis 3

(_D_) Kerne mehrere Lamellensysteme angeordnet sind; sie werden

daher als +zusammengesetzte+ den Körnern mit einem einfachen

Kern gegenübergestellt. Bei centraler Lage des Kerns zeigen die

ihn umgebenden Stärkeschichten überall nahezu die gleiche Dicke.

Bei excentrischer Lage dagegen gehen nur die innersten Schichten

continuirlich um ihn herum, die peripheren besitzen die grösste Dicke

an der vom Kern abgewandten Seite des Korns, verdünnen sich, je mehr

sie sich dem Kern nähern und werden schliesslich an der Seite, nach

welcher der excentrische Kern zu liegt, so fein, dass sie von den

Nachbarlamellen nicht mehr zu unterscheiden sind, oder laufen überhaupt

ganz frei aus.

In jedem Stärkekorn nimmt der Wassergehalt von der Oberfläche

nach dem Centrum zu. Der Kern ist am wasserreichsten, die

oberflächlichste, an das Protoplasma angrenzende Schicht zeigt das

dichteste Gefüge. Hierauf ist die Erscheinung zurückzuführen, dass

bei dem Austrocknen der Stärkekörner Risse im Kern und von diesem

ausstrahlend nach der Peripherie hin entstehen (Nägeli V. 17).

Wie schon oben erwähnt, nehmen bei den Pflanzen die Stärkekörner

gewöhnlich nicht direct im Protoplasma, sondern in besonderen

Differenzirungsproducten desselben, den Stärkebildnern (Amyloplasten

und Chlorophyllkörpern) ihren Ursprung. Je nachdem nun das Korn im

Innern eines solchen oder an seiner Oberfläche angelegt wird, erklärt

sich nach den Untersuchungen von +Schimper+ (V. 27) die oben

beschriebene, verschiedenartige Schichtung. Im ersten Fall bilden

sich die Stärkelamellen gleichmässig um den Kern herum, da sie von

allen Seiten her gleichmässig von der Substanz des Stärkebildners

ernährt werden. Im zweiten Fall befindet sich der an die Oberfläche

des Stärkebildners angrenzende Theil des Stärkekorns unter

ungünstigeren Wachsthumsbedingungen. Es wird daher viel mehr Substanz

an der dem Stärkebildner zugekehrten Fläche des Korns angebildet,

die Schichten fallen hier dicker aus und verjüngen sich nach der

entgegengesetzten Fläche. In Folge dessen wird der Kern, um welchen

die Schichten herumgelegt sind, immer mehr über die Oberfläche des

Stärkebildners hinausgeschoben und nimmt dementsprechend immer mehr

im Schichtensystem eine excentrische Lage ein.

Dass die Stärkekörner durch Auflagerung neuer Schichten an der

Oberfläche, also durch Apposition wachsen, geht namentlich aus einer

Beobachtung von Schimper (V. 27) hervor. Derselbe fand Stärkekörner,

an deren Oberfläche ein Auflösungsprozess stattgefunden hatte, dann

aber wieder unterbrochen worden war. Denn um das corrodirte Korn

hatten sich wieder frische Schichten herum gebildet.

Nach den Angaben von Strasburger werden Stärkekörner in einzelnen

Fällen auch direct im Protoplasma ohne Mitwirkung besonderer

Stärkebildner erzeugt. In den Markstrahlzellen der Coniferen fand

dieser Forscher ihre erste Anlage als winzige Körnchen in den

Strängen des Plasmanetzes eingeschlossen. Wenn sie grösser geworden

sind, liegen sie deutlich in Plasmataschen, deren Innenwand etwas

lichtbrechender ist und Mikrosomen führt.

+Ein sehr kunstvoll gebautes, inneres Plasmaproduct stellen

die Nesselkapseln+ (Fig. 70) dar, welche sich besonders bei

Coelenteraten als Angriffswaffen in den über das Ektoderm vertheilten

Nesselzellen entwickeln. Sie bestehen aus einer ovalen Kapsel

(_a_ u. _b_), die aus einer glänzenden Substanz gebildet

ist und eine Oeffnung an dem nach der Oberfläche der Epidermis

zugekehrten Ende besitzt. Der Innenfläche der Kapsel liegt eine

feine Lamelle dicht an, die an dem Rande der Oeffnung in den oft

compliciert gebauten Nesselschlauch übergeht (vergl. Fig. 70 _a_

u. _b_). In der vorliegenden Figur ist der letztere aus einem

weitern kegelförmigen Anfangstheil, der in das Innere der Kapsel

eingestülpt und mit einigen kürzeren und längeren Widerhaken bedeckt

ist, und aus einem sehr langen und feinen Schlauch zusammengesetzt.

Dieser geht von der Spitze des Kegels aus und ist um denselben in

vielen spiralen Windungen aufgerollt. Der freibleibende Binnenraum

ist von einem nesselnden Secret erfüllt. Das an die Nesselkapsel

angrenzende Protoplasma ist zu einer contractilen Hülle differenzirt,

die nach Aussen ebenfalls von einer Oeffnung durchbrochen ist

(Schneider V. 45).

Auf der freien Oberfläche der Zelle erhebt sich nahe der

Kapselöffnung ein starrer, glänzender, haarähnlicher Fortsatz, das

Cnidocil. Wenn dasselbe durch irgend einen Fremdkörper berührt wird,

pflanzt es den Reiz auf das Protoplasma fort. In Folge dessen zieht

sich die contractile Hülle in der Umgebung der Nesselkapsel plötzlich

heftig zusammen, comprimirt dieselbe und treibt den in ihrem Innern

eingeschlossenen Schlauch nach Aussen hervor, wobei er wie der Finger

eines Handschuhs umgestülpt wird (Fig. 70 _b_). Zuerst wird der

erweiterte kegelförmige Anfangstheil mit den Widerhaken nach Aussen

hervorgestülpt, dann folgt der spiral aufgerollte, feine Schlauch

nach. Das nesselnde Secret wird wahrscheinlich durch eine Oeffnung im

Schlauchende entleert.

Auf die Entstehung dieses ausserordentlich complicirten Apparates

wirft die Entwicklungsgeschichte Licht. Zuerst bildet sich in jungen

Nesselzellen eine ovale Secrethöhle, die sich gegen das Protoplasma

durch eine feine Membran abgrenzt; dann wächst von dem freien Zellende

aus ein feiner Protoplasmafortsatz in die Secrethöhle hinein, nimmt

Lage und Form des inneren Nesselapparats an und scheidet auf seiner

Oberfläche die zarte Schlauchmembran ab. Zuletzt differenzirt sich noch

die glänzende und derbere, äussere Wand der Kapsel mit der Oeffnung und

um diese wiederum die contractile Hülle.

[Illustration: =Fig. 70. Nesselzellen der Cnidarien= (aus ~Lang~),

~Hertwig~, Zoologie Fig. 161.

_a_ Zelle mit Cnidocil und einem in der Kapsel aufgerollten

Nesselfaden. _b_ Nesselfaden aus der Nesselkapsel hervorgeschleudert,

an der Basis mit Widerhaken bewaffnet. _c_ Klebzellen einer Ktenophore.]

b) Die äusseren Plasmaproducte.

Die äusseren Plasmaproducte können in 3 Gruppen eingetheilt

werden, in die Zellhäute, in die Cuticulargebilde und in die

Intercellularsubstanzen.

Zellhäute sind Absonderungen, mit denen sich der Zellkörper auf seiner

ganzen Oberfläche umgiebt. Sie bilden namentlich bei pflanzlichen

Zellen einen sehr wichtigen und stark in die Augen fallenden

Bestandtheil, während sie im Thierreich häufig fehlen oder so wenig

ausgebildet sind, dass sie auch bei starken Vergrösserungen schwer zu

erkennen sind.

+Im Pflanzenreich besteht die Zellhaut aus einem der Stärke sehr nahe

verwandten Kohlenhydrat, der+ =Cellulose=. Die Anwesenheit derselben

lässt sich meist leicht durch eine sehr charakteristische Reaction

feststellen. Wenn man einen Schnitt durch Pflanzengewebe oder eine

einzelne Pflanzenzelle zuerst mit einer dünnen Lösung von Jodjodkalium

durchtränkt und darauf nach Entfernung der Jodlösung Schwefelsäure (2

Theile mit 1 Theil Wasser verdünnt) zusetzt, so nehmen die Zellwände

eine bald hell-, bald dunkel+blaue+ Farbe an. Eine +Cellulosereaction+

erhält man auch durch Zusatz einer Chlorzinkjodlösung.

Die Membranen der Pflanzenzellen erreichen oft eine beträchtliche Dicke

und Festigkeit und lassen dann auf dem Durchschnitt eine deutlich

ausgesprochene Schichtung erkennen, indem wie im Stärkekorn schwächer

und stärker das Licht brechende Streifen mit einander abwechseln

(Fig. 71 und 72 _A_, _B_). Aber auch bei Betrachtung von der Fläche

ist noch eine feinere Structur häufig nachweisbar. Die +Zellhaut

zeigt eine feine Streifung, als ob sie aus zahlreichen, parallel

angeordneten Fasern zusammengesetzt sei. Dabei kreuzen sich die Fasern

in entgegengesetzten Richtungen.+ Entweder verlaufen die einen in der

Längsrichtung, die anderen in der Querrichtung, also ringförmig um die

Zelle herum, oder sie sind schräg zur Längsaxe der Zelle angeordnet.

Ueber die Beziehung dieser feinen Streifung zu den einzelnen

Celluloselamellen stehen sich die Ansichten von Nägeli und Strasburger

gegenüber.

[Illustration: Fig. 71.]

[Illustration: Fig. 72.]

=Fig. 71. Querschnitt durch das Rhizom von Caulerpa prolifera an der

Insertionsstelle eines Balkens.= Nach ~Strasburger~ Taf. I, Fig. 1.

=Fig. 72.= _A_ Theil einer älteren Markzelle mit sechs

Verdickungsschichten von Clematis vitalba. Nach ~Strasburger~ Taf. I,

Fig. 13.

_B_ Eine solche Zelle, in Schwefelsäure gequollen. Nach ~Strasburger~

Taf. I, Fig. 14.

Nägeli (V. 19) lässt in jeder Lamelle beide Streifensysteme vorhanden

sein; wie beim Stärkekorn sollen sowohl die Lamellen als auch die

sich kreuzenden Streifen abwechselnd aus wasserärmerer und aus

wasserreicherer Substanz bestehen und daher abwechselnd hell und

dunkel erscheinen. Eine Lamelle ist daher parketartig gefeldert

mit quadratisch-rechteckigen oder mit rhombischen Feldern. „Diese

zeigen ein dreifach verschiedenes Aussehen; sie bestehen nämlich

aus dichter, weicher und mittlerer Substanz, je nachdem sie der

Kreuzungsstelle zweier dichter, zweier weicher oder eines dichten

und eines weichen Streifens entsprechen.“ Nach Nägeli lässt sich

daher die ganze Zellmembran „nach 3 Richtungen in Lamellen zerlegen,

die alternirend aus wasserreicherer und wasserärmerer Substanz

bestehen, und die sich in ähnlicher Weise wie die Blätterdurchgänge

eines Krystalls kreuzen. Die Lamellen der einen Richtung sind die

Schichten, die der beiden andern die zwei Streifensysteme. Die

letzteren können sich fast unter jedem Winkel schneiden; beide stehen

auf den Schichtenlamellen, wie es scheint, in den meisten Fällen

rechtwinklig“.

Im Gegensatz zu Nägeli lassen Strasburger (V. 31–33) und andere

Botaniker, deren Angaben wohl nicht anzufechten sind, +die sich

kreuzenden Streifen nie einer und derselben Lamelle angehören+;

vielmehr gestaltet sich nach ihnen das Verhältniss so, dass wenn

die eine Lamelle in longitudinaler Richtung, die nächstfolgende in

querer Richtung gestreift ist und so fort in wechselnder Folge. Nach

Strasburger unterscheiden sich weder die einzelnen Lamellen noch die

einzelnen Streifen durch ungleichen Wassergehalt. Die Lamellen sowohl

wie die Streifen in denselben sind von einander durch Contactflächen

getrennt, welche bei den verschiedenen Ansichten (Querschnittsbild,

Flächenbild) als dunklere Linien erscheinen. Die Anordnung ist daher

im Allgemeinen eine ähnliche, wie in einer Hornhaut, die sich aus

Lamellen mit gekreuzten Fasern aufbaut.

Nicht selten zeigen die Cellulosemembranen, und zwar meist an ihrer

inneren Fläche, feinere +Skulpturen+. So können Leisten nach

innen vorspringen, welche entweder in einer Schraubenlinie verlaufen

oder in grösserer Anzahl quer zur Längsaxe der Zelle gestellt

oder in mehr unregelmässiger Weise zu einem Netz unter einander

verbunden sind. Auf der andern Seite kann die Zellwand an einzelnen

Stellen, wo sie an eine Nachbarzelle stösst, verdünnt bleiben und so

+Tüpfel+ oder Tüpfelkanäle erzeugen (Fig. 72 _A_), durch

deren Vermittelung benachbarte Zellen Nahrungssubstanzen besser

austauschen können.

Auch in stofflicher Hinsicht kann die Zellwand bald nach ihrer ersten

Anlage ihren Charakter in verschiedener Weise verändern, entweder

durch +Incrustation+ oder durch +Verholzung+ oder durch

+Verkorkung+.

Nicht selten werden in die Cellulose +Kalksalze oder

Kieselsäure+ abgelagert, wodurch die Membranen eine grössere

Festigkeit und Härte erhalten. Wenn solche Pflanzentheile geglüht

werden, wird die Cellulose verkohlt und es bleibt an Stelle des

Zellhautgerüstes ein mehr oder minder vollständiges Kalk- oder

Kieselskelet zurück. Kalkablagerung findet sich bei den Kalkalgen,

bei Characeen, bei Cucurbitaceen, Verkieselung bei Diatomeen, bei

Equisetaceen, bei Gräsern etc.

Durch die +Verholzung+ erhalten die Zellmembranen gleichfalls

eine bedeutend grössere Festigkeit. Hier ist der Cellulose noch eine

andere Substanz, der Holzstoff (das Lignin und Vanillin) beigemengt.

Derselbe lässt sich durch Kalilauge oder durch ein Gemisch von

Salpetersäure und chlorsaures Kali auflösen und entfernen, worauf

dann noch ein die Cellulosereaction darbietendes Gerüst übrig bleibt.

Bei dem +Process der Verkorkung+ ist mit der Cellulose Korkstoff

oder +Suberin+ in geringerer oder reichlicherer Menge verbunden.

Hierdurch werden wieder die physikalischen Eigenschaften der Zellwand

in der Weise verändert, dass sie für Wasser undurchlässig wird.

Daher entwickeln sich denn verkorkte Zellen an der Oberfläche vieler

Pflanzenorgane, um die Wasserverdunstung zu verhüten.

Während es bei der Verkalkung und Verkieselung auf der Hand

liegt, dass die Kalktheilchen und die Kieseltheilchen durch

Vermittelung des Protoplasma an Ort und Stelle geschafft und

zwischen den Cellulosetheilchen abgelagert worden sind, wobei wieder

molecularen Bindungen eine Rolle zufallen wird, bieten sich für das

Zustandekommen der Verholzung und der Verkorkung zwei Möglichkeiten

dar. Entweder ist der Holz- und Korkstoff in einer löslichen

Modification durch Vermittelung des Protoplasma entstanden und gleich

den Kalk- und Kieseltheilchen in die Cellulosemembran in unlöslicher

Modification eingelagert worden, oder beide Substanzen haben sich an

Ort und Stelle durch chemische Umwandlung der Cellulose gebildet. Es

ist dies wieder eine Angelegenheit, welche weniger der Morphologe

mit seinen Untersuchungsmethoden, als vielmehr der physiologische

Chemiker wird zu entscheiden haben. (Siehe S. 124.)

Eine viel discutierte, sehr wichtige, aber nicht leicht zu

entscheidende Frage ist das +Wachsthum der Zellhaut+. Bei

demselben haben wir ein Dicken- und ein Flächenwachsthum zu

unterscheiden. Das bei seiner Entstehung kaum messbar feine

Cellulosehäutchen kann allmählich eine sehr bedeutende Dicke

erreichen und sich hierbei aus immer zahlreicheren Lamellen

zusammensetzen, deren Zahl der Dicke proportional zunimmt. Das

Allerwahrscheinlichste ist, dass vom Protoplasma Schicht auf Schicht

auf das zuerst abgeschiedene Häutchen neu abgelagert wird. Man nennt

dies ein +Wachsthum durch Apposition+, im Gegensatz zu einer von

Nägeli aufgestellten Theorie (V. 19), nach welcher das Wachsthum der

Häute durch +Intussusception+ vor sich gehen soll, das heisst:

durch Einlagerung neuer Theilchen in Zwischenräume zwischen die

bereits vorhandenen Theilchen.

Für die Appositionstheorie sprechen namentlich folgende drei

Erscheinungen. 1) Wenn an der Innenfläche einer Zellhaut sich

leistenförmige Verdickungen bilden, so werden dieselben schon vor

ihrem Auftreten dadurch angedeutet, dass in dem Protoplasmaschlauch

sich an den entsprechenden Stellen das Protoplasma in dickeren

Bändern ansammelt und die Erscheinungen der Circulation darbietet.

2) Wenn durch Plasmolyse sich der Protoplasmakörper von der Zellhaut

zurückgezogen hat, scheidet er auf seiner nackten Oberfläche eine

neue Cellulosemembran ab (Klebs IV. 14). Man kann die Plasmolyse

rückgängig machen. Der sich durch Wasseraufnahme vergrössernde

Zellkörper legt sich dann mit seiner neuen Haut der alten wieder

dicht an und verbindet sich mit ihr. 3) Bei der Theilung von

Pflanzenzellen lässt sich oft sehr deutlich erkennen, wie jede

Tochterzelle sich mit einer eigenen, neuen Hülle umgiebt, so dass

dann innerhalb der alten Membran der Mutterzelle zwei neugebildete

Membranen der Tochterzellen eingeschlossen sind.

+Grössere Schwierigkeiten bietet die Erklärung vom Flächenwachsthum

der Membran.+ Dasselbe könnte durch zwei verschiedene Processe

bewirkt werden, die entweder allein oder mit einander combinirt

Platz greifen könnten. Einmal könnte die Membran sich durch Dehnung

vergrössern, wie ein Gummiball, den man aufbläst. Zweitens aber

könnte sie sich auch durch Intussusception, durch Aufnahme neuer

Cellulosetheilchen zwischen die alten, ausdehnen.

Dafür, dass eine Dehnung der Zellhaut stattfindet, sprechen manche

Erscheinungen. Schon der früher erwähnte Turgor der Zelle ruft eine

solche hervor. Denn sowie eine Zelle der Plasmolyse ausgesetzt wird,

schrumpft sie erst im Ganzen unter Wasseraustritt etwas zusammen,

ehe sich der Plasmaschlauch ablöst, ein Zeichen, dass sie durch

inneren Druck gedehnt war. Bei manchen Algen lässt sich beobachten,

dass die zuerst gebildeten Celluloselamellen durch Dehnung

schliesslich gesprengt und abgeworfen werden (Rivularien, Gloeocapsa,

Schizochlamys gelatinosa etc.). Jede Dehnung und Verkürzung muss mit

Verlagerung der kleinsten Theilchen verbunden sein, die sich hier

mehr in der Fläche, dort mehr in der Dicke anordnen.

Dadurch bietet die Vergrösserung einer Membran durch Dehnung manche

Berührungspunkte mit dem Wachsthum durch Intussusception. Der

Unterschied zwischen beiden Arten läuft dann darauf hinaus, dass im

ersten Fall schon von früher her vorhandene Cellulosetheilchen, im

zweiten Fall neue, in Bildung begriffene Theilchen in die Fläche

eingelagert werden.

Das Wachsthum durch Intussusception möchte ich nun nicht, wie es

Strasburger früher gethan hat (V. 31), vollkommen in Abrede stellen,

vielmehr erblicke ich in ihm neben der Apposition einen zweiten

wichtigen Factor bei der Membranbildung, allerdings nicht den

einzigen Factor, wie es in der Theorie von Nägeli in dogmatischer

Weise angenommen wird.

Viele Erscheinungen des Zellenwachsthums lassen sich, wie es von

+Nägeli+ (V. 17 u. 19) geschehen ist, durch Intussusception

am ungezwungensten erklären, während die Appositionstheorie auf

Schwierigkeiten stösst.

Zerreissungen von Membranschichten durch Dehnung werden im Ganzen

doch in sehr seltenen Fällen beobachtet. Trotzdem vergrössern sich

fast alle Zellen von ihrer Anlage bis zum ausgewachsenen Zustand so

bedeutend, dass die Dehnungsfähigkeit der Haut, welche bei Cellulose

wohl überhaupt nicht als eine sehr grosse angenommen werden darf,

bald überschritten werden müsste. Viele Pflanzenzellen verlängern

sich um das 100fache, und manche um mehr als das 2000fache (Chara).

Manche Zellen zeigen eine sehr unregelmässige Form, deren Erklärung

sehr grosse Schwierigkeiten bereiten würde, wenn die Zellhaut allein

durch innere Dehnung, einer Kautschukblase vergleichbar, sich in der

Fläche vergrössern sollte. Caulerpa, Acetabularia etc. sind, trotzdem

sie einen einzigen Hohlraum enthalten, wie eine vielzellige Pflanze

in Wurzeln, Stengel und Blätter gegliedert, von denen ein jeder Theil

durch eigene Wachsthumsgesetze beherrscht wird. Manche Pflanzenzellen

wachsen nur an bestimmten Stellen, entweder an der Spitze oder nahe

der Basis oder entwickeln seitliche Ausstülpungen und Aeste. Andere

erfahren beim Wachsthum complicirte Drehungen, wie die Internodien

der Characeen.

Endlich macht Nägeli noch für ein Wachsthum durch Intussusception

geltend, dass manche Membranen in der Fläche und Dicke bedeutend

zunehmen, nachdem sie durch Theilung des Protoplasmakörpers von

diesem in Folge der Bildung von Specialmembranen um die Tochterzellen

getrennt worden sind. „Gloeocapsa und Gloeocystis treten zuerst als

einfache Zellen mit dicker, gallertiger Membran auf. Die Zelle theilt

sich in zwei, wovon jede wieder eine gleiche blasenförmige Membran

bildet; und so geht die Einschachtelung weiter.“ Die äusserste

Gallertblase muss in Folge dessen immer grösser werden. Ihr Volumen

betrug bei einer Art in diesen successiven Entwicklungsstadien nach

Berechnungen von Nägeli im Mittel 830–2442–5615–10209 Kubikmik.

Bei einer andern Art war eine Verdickung der zuerst gebildeten

Gallertmembran von 10 auf 60 Mik., also um das 6fache eingetreten.

„Bei Apiocystis sind die birnförmigen Kolonien, die aus sehr weicher

Gallerte mit eingelagerten Zellen bestehen, von einer dichteren

Membran umhüllt. Dieselbe nimmt mit dem Alter nicht bloss an Umfang,

sondern auch an Mächtigkeit zu; denn bei kleineren Kolonien ist sie

bloss 3 Mik., bei den grossen bis 45 Mik. dick; an jenen beträgt die

Oberfläche etwa 27000, an diesen etwa 1500000 Quadrat-Mik.-Mill. Die

Dicke der Hülle nimmt also von 1 auf 15, der Flächeninhalt von 1 auf

56, und der Kubikinhalt von 1 auf 833 zu. Von einer Apposition auf

der inneren Seite dieser Hülle kann keine Rede sein; denn ihre innere

glatte Fläche wird von den kleinen, kugeligen Zellen entweder gar

nicht oder nur an einzelnen wenigen Stellen berührt.“

In allen diesen Fällen muss ich dem Ausspruch von Nägeli zustimmen,

dass wir hier auf Unwahrscheinlichkeiten stossen, wenn wir das

Flächenwachsthum der Zellenmembran bloss aus der Auflagerung von

neuen Schichten erklären wollen, während die oben namhaft gemachten

„+Erscheinungen (Aenderung der Gestalt und Richtung, ungleiches

Wachsthum der Theile, Drehung) sich durch Intussusception auf die

einfachste und leichteste Art nachweisen lassen. Alles hängt davon

ab, dass die neuen Theilchen zwischen die schon vorhandenen an

bestimmten Stellen, in bestimmter Menge und in bestimmter Richtung

eingelagert werden.+“

Der Process der Intussusception selbst ist vollends nicht in

Abrede zu stellen, wo Kalk- oder Kieselsalze in die Membran

abgelagert sind, da dies meist erst nachträglich und oft nur in den

oberflächlichen Schichten geschieht. Dass in ähnlicher Weise nicht

auch Cellulosetheilchen sollten eingelagert werden können, würde als

unmöglich nur dann erwiesen sein, wenn gezeigt wäre, dass Cellulose

in der That nur durch directe Umwandlung von Protoplasmaschichten

gebildet wird. Dies ist aber doch nichts weniger als erwiesen, und

wird der Pflanzenanatom es wahrscheinlich durch mikroskopische

Beobachtung allein überhaupt nicht feststellen können, sondern nur

mit Hülfe einer weit fortgeschrittenen Mikrochemie, Verhältnisse,

über welche das auf Seite 123–124 Gesagte zu vergleichen ist. Bei

Berücksichtigung der dort gegebenen Darlegungen wird man überhaupt

finden, dass bei gewissen Bedingungen der Cellulosebildung zwischen

Apposition und Intussusception gar nicht der schroffe Gegensatz

besteht, wie er von mancher Seite herausgekehrt wird. -- --

+Cuticulargebilde+ sind hautartige Absonderungen, mit welchen

sich eine Zelle anstatt allseitig nur einseitig an ihrer nach Aussen

gekehrten Oberfläche bedeckt. Im Thierreich sind häufig die Zellen,

welche die Oberfläche des Körpers einnehmen oder die Innenfläche des

Darmkanals auskleiden, mit einer +Cuticula+ versehen, welche das

darunter gelegene Protoplasma gegen die schädlichen Einflüsse der

umgebenden Medien schützt. Die Cuticula ist gewöhnlich aus dünnen

Lamellen gebildet und ausserdem von feinen, parallel verlaufenden

Poren durchsetzt, in welche vom darunter gelegenen Protoplasma zarte

Fädchen eindringen. Als Cuticulargebilde eigenthümlicher Art, welche

zugleich eine sehr ausgesprochene Schichtung aufweisen, sind auch die

Aussenglieder der Stäbchen und Zapfen in der Netzhaut anzuführen.

+Cuticulare Abscheidungen membranartig angeordneter Zellen

verschmelzen sehr häufig untereinander und stellen dann ausgedehnte

Häute dar+ (Fig. 73), welche namentlich bei Würmern und

Arthropoden der ganzen Oberfläche des Körpers zum Schutz dienen.

Dieselben bestehen meist aus Chitin, einem Stoff, welcher nur in

kochender Schwefelsäure löslich ist. In ihrer feinen Structur zeigen

sie grosse Uebereinstimmung mit den Cellulosemembranen, nämlich eine

Schichtung, welche auf ein Wachsthum durch Apposition neuer Lamellen

an der Innenseite der zuerst gebildeten hinweist.

Zeitweise werden die alten Chitinhäute gesprengt und abgeworfen,

nachdem sich unter ihnen eine jüngere, weichere Haut zum Ersatz

gebildet hat, ein Vorgang, der als Häutung bezeichnet wird. Zur

Verstärkung der Chitinhaut können Kalksalze auf dem Wege der

Intussusception in sie abgelagert werden.

[Illustration: Fig. 73.]

[Illustration: Fig. 74.]

=Fig. 73. Epithel mit Cuticula einer Blattwespe. (Cimbex

coronatus.)= Aus ~R. Hertwig~ Fig. 24 f.

_c_ Cuticula. _e_ Epithel.

=Fig. 74. Knorpel= (nach ~Gegenbaur~).

_c_ Knorpeloberhaut. _b_ Uebergang zum typischen Knorpel

_a_.

+Intercellularsubstanzen+ endlich entstehen, wenn eine

grössere Anzahl von Zellen an ihrer ganzen Oberfläche feste Stoffe

ausscheidet, ihre Abscheidungsproducte aber sich nicht, wie die

Zellmembranen, getrennt erhalten, sondern unter einander zu einer

zusammenhängenden Masse verschmelzen, in welcher man nicht erkennen

kann, was von der einen, was von der anderen Zelle abstammt (Fig.

74). Die Gewebe mit Intercellularsubstanzen sind daher nicht in

einzelne Zellen, wie ein Stück Pflanzengewebe, zerlegbar. In der

continuirlichen Grundsubstanz, welche aus sehr verschiedenen

chemischen Stoffen (Mucin, Chondrin, Glutin, Ossein, Elastin,

Tunicin, Chitin etc.) bestehen kann, welche ferner bald homogen,

bald faserig aussieht, sind kleine Höhlen vorhanden, in welchen die

Protoplasmakörper eingeschlossen sind. Da der die Höhle umgebende

Bezirk der Intercellularsubstanz am meisten unter dem Einfluss des in

ihr gelegenen Protoplasmakörpers stehen wird, nannte ihn Virchow (I.

33) ein +Zellenterritorium+. Dasselbe ist aber in der Natur, wie

gesagt, von den Nachbarterritorien nicht abgegrenzt.

Unter den Zellproducten, die ihrer Lage nach bald mehr als äussere,

bald mehr als innere aufgefasst werden können, sind endlich noch

die +Muskel- und Nervenfibrillen+ zu nennen. Selbst aus

Proteïnsubstanzen aufgebaut, stehen sie in stofflicher Hinsicht dem

Protoplasma am nächsten, lassen sich aber den bisher besprochenen

Bildungen insofern anreihen, als sie von ihm deutlich gesondert

sind, als eigenartige Theile sich darstellen lassen und nur eine ganz

specifische Function im Zellenleben auszuüben vermögen. Wegen ihrer

feineren Structur ist auf das zweite Buch, die Gewebe, zu verweisen.

Literatur. V.

1) =Baumann.= _Ueber den von +O. Löw+ und +Th.

Bokorny+ erbrachten Nachweis von der chemischen Ursache des

Lebens. Pflüger’s Archiv. Bd. XXIX. 1882._

2) =Bunge.= _Lehrbuch der physiologischen und pathologischen

Chemie. Leipzig 1889._

3) =Engelmann.= _Neue Methode zur Untersuchung der

Sauerstoffausscheidung pflanzlicher und thierischer Organismen.

Botan. Zeitung. 1881._

Die Zelle und die Gewebe (Vol. 1/2) · 第 119 / 170 题