Höher organisiert als die Spaltalgen, stehen sie doch allen anderen
Gruppen der Algen als ein streng abgeschlossenes Ganzes gegenüber und
zeigen überhaupt eine ganz isolierte, durch keinerlei Beziehungen zu
anderen Organismen vermittelte Stellung im Reiche der lebenden Wesen.
Unter dem Mikroskop sind sie leicht erkennbar; ihr durch einen
Kieselpanzer geschützter Zellinhalt wird aus farblosem Protoplasma
gebildet, in welchem in bestimmter Stellung braune Körner oder Platten
auftreten, deren Farbstoff, Diatomin genannt, das Chlorophyll vertritt.
Weit mehr fällt aber der Kieselpanzer selbst in die Augen, da er meist
eine feine Zeichnung trägt, welche die Diatomeen oder Bacillarien zu
den zierlichsten Geschöpfen macht. Diese Zeichnung tritt besonders
schön bei manchen marinen Arten auf, in Form von sich kreuzenden
Liniensystemen oder dicht aneinanderschliessenden Sechsecken; sie
sind bei den in Fig. 2 (S. 42) abgebildeten Formen (ebenso wie der
Zellinhalt) weggelassen, weil die Abbildungen sonst zu grossen Raum
beansprucht haben würden. Die Linien liegen bei manchen Arten so nahe,
dass es nur den besten Mikroskopen gelingt, sie aufzulösen, d. h.
getrennt von einander deutlich sichtbar zu machen; deshalb werden
gewisse Diatomeen wie _Pleurosigma angulatum_ und _Surirella gemma_ zur
Prüfung der besten Objektive verwendet.
Die überaus zierlichen Kieselalgen verdienen übrigens wegen ihrer
Schönheit und Mannigfaltigkeit eine eingehendere Beobachtung auch
von solchen, denen irgend eine naturwissenschaftliche Beschäftigung
erwünscht ist und welche sich im Besitz eines Mikroskopes befinden,
oder sich ein solches anschaffen können (vergl. die Anmerkung am
Schluss). Der Formenreichtum ist ein ausserordentlicher und wenn bei
den Spaltalgen die Einförmigkeit der ganzen Gruppe auffiel, so tritt
uns bei den Kieselalgen eine Vielgestaltigkeit entgegen, wie sie
ausgeprägter kaum in einer anderen Pflanzenklasse vorkommt. Die Figur
2 giebt uns einen Überblick über die verschiedenen Formen, welche
unsere süssen Gewässer bewohnen; freilich konnte nur ein kleiner Teil
berücksichtigt werden.
In Nr. 1 tritt uns eine der vielen schwer unterscheidbaren Arten der
Gattung _Pinnularia_ entgegen. Sie sind fast symmetrisch gebaut und
mit deutlicher, in der Regel starker Streifung, welche auch in der
Figur angegeben ist. Sehr ähnlich ist _Navicula_ von kahnförmiger
Gestalt (Nr. 2), die Streifung ist aber sehr zart und oft nur mit
den besten Linsen zu erkennen. Die Streifen sind hier aus dichten
reihenförmigen Punkten gebildet. Bei der Gattung _Stauroneis_ (Nr.
3) ist ein deutliches helles Kreuz erkennbar, welches die ebenfalls
kahnförmige Zelle am Längs- und Querdurchmesser trägt. Eigentümlich
gebogen sind die Zellen der Gattung _Pleurosigma_ (Nr. 4) und nur nach
einer Richtung symmetrisch die stark gestreiften von _Cymbella_ (Nr. 5).
[Illustration: Fig. 2.
Kieselalgen, Bacillariaceen. 1. _Pinnularia_ -- 2. _Navicula_ -- 3.
_Stauroneis_ -- 4. _Pleurosigma_ -- 5. _Cymbella_ -- 6. _Amphora_ --
7. _Gomphonema_ -- 8. _Nitschia_ -- 9. _Surirella_ -- 10. _Synedra_ --
11. _Epithemia_ -- 12. _Meridion_ -- 13. _Fragillaria_ -- 14. _Diatoma_
-- 15. _Melosira_ -- 16. _Campylodiscus_ (_a_ von der Seite, _b_ von
oben). Stark vergrössert.]
Bei _Amphora_ (Nr. 6) bildet die Streifung zwei eigentümliche
Bänder, während andere Teile des Kieselpanzers ungestreift bleiben.
Bei der Gattung _Gomphonema_ sitzen die einzelnen Zellen auf
Gallertstielen, welche ein vielfach verzweigtes Bäumchen darstellen
(Nr. 7). Eigentümliche ovale oder verzogene Zellen werden durch die
Gattung _Surirella_ (Nr. 9) repräsentiert, _Synedra_ bildet meist
lange, nadelförmige Zellen, welche oft wie die Speichen eines Rades
zusammensitzen (Nr. 10). Die Gattung _Epithemia_ (Nr. 11) erinnert
etwas an _Cymbella_, ist jedoch schon durch die Streifung leicht
unterschieden. Dann giebt es eine Gruppe von Diatomeen, deren Zellen zu
Fäden verbunden bleiben, wie bei _Fragillaria_, _Diatoma_, _Meridion_,
_Melosira_ (Nr. 12-15), noch andere bilden schildförmige, mehr oder
weniger gebogene Platten, wie _Campylodiscus_ (Nr. 16). Aber auch nur
einigermassen genaue Beschreibung der deutschen Gattungen zu liefern,
ist an diesem Ort wegen des Formenreichtums und der Vielgestaltigkeit
der Diatomeen unmöglich. Dagegen soll uns noch ein Blick in das Leben
dieser zierlichsten aller Geschöpfe vergönnt sein.
Der Kieselpanzer einer Diatomee ist kein einheitliches Gebilde, sondern
besteht aus zwei sehr ähnlichen Hälften, die sich nur durch eine
geringe Grössendifferenz unterscheiden, sonst aber, namentlich in der
Zeichnung, vollständig übereinstimmen. Diese beiden Hälften sitzen in
einander wie die Teile einer Schachtel, was man bei günstigen Objekten
direkt sehen kann. Nimmt die Zelle an Volumen zu, so kann dies nur
dadurch geschehen, dass die beiden Teile etwas auseinanderweichen, da
ja die starren Kieselschalen ein Wachstum in die Länge oder Breite
verhindern. Endlich kommt bei dieser Volumenzunahme der Zelle aber
ein Stadium, in welchem die beiden Hälften oder Schalen nicht mehr
ineinandergreifen, sondern die Zelle nicht mehr vollständig bedecken
und einen schmalen Streif Plasma zwischen ihren Rändern freilassen.
Dann bilden sich an dieser Stelle zwei neue Schalen, von denen sich
die eine der grösseren, die andere der kleineren der alten Schalen
ebenso einfügt, als diese es ursprünglich waren, und aus der einen
Diatomee sind bei diesem Vorgange zwei geworden, welche in jeder
Beziehung dem Mutterindividuum gleichen, nur ist die eine um die Dicke
einer Schale kleiner als jene. Eine derartige Verkleinerung muss immer
erfolgen, weil die Kieselschalen starr sind und sich die jüngere Schale
immer der ältern einfügt. Bei weiteren Teilungen werden die jüngeren
Individuen mit der jüngern Schalenhälfte immer kleiner und wir sehen
oft von derselben Art Exemplare, die um mehr als das Doppelte in der
Länge von einander abweichen. Die Verkleinerung findet aber auch
naturgemäss ihre Grenze; ist die Grösse der Individuen bis auf ein
bestimmtes Mass herabgesunken, so teilen sie sich nicht weiter, sondern
es erfolgt eine Art Regeneration durch einen Vorgang, den man als
+Auxosporenbildung+ bezeichnet hat.
Die Auxosporenbildung tritt in drei verschiedenen Modifikationen auf;
entweder findet eine wirkliche Befruchtung durch die Verschmelzung
zweier Individuen statt, oder es findet nur eine Berührung statt,
oder endlich ein einziges Individuum schickt sich dazu an. Dieser
letzte Vorgang ist der einfachste, er ist am häufigsten bei Melosira
beobachtet worden. Eine der Zellen eines Fadens treibt unter rascher
Volumenzunahme die beiden Schalen ohne sich zu teilen aus einander,
tritt zwischen diesen teilweise hervor und bildet eine Kugel, welche an
zwei Punkten noch in den alten Schalen stecken bleibt, aber mehr als
den doppelten Durchmesser als diese hat. Erst jetzt teilt sich diese
„Auxospore“ und umgiebt sich mit Kieselschalen, welche zunächst von
denjenigen einer Melosira noch in der Gestalt wesentlich abweichen,
da sie Hälften einer nicht ganz regelmässigen Kugel sind. Aber schon
die beiden nächsten Schalen, welche sich innerhalb der Auxospore
entwickeln, nehmen die normale cylindrisch-schachtelförmige Gestalt an
und die beiden ersten aus der Auxospore entstehenden Zellen tragen je
eine halbkugelige und eine normale Schale. Die folgenden Individuen
sind wieder mit normalen Schalen versehen, nur zwei Nachkommen
behalten immer eine normale und eine Kugelschale. Bei einer Anzahl
anderer Diatomeen ist wenigstens eine Berührung zweier Individuen zur
Auxosporenbildung erforderlich. Die Schalen derselben weichen dann aus
einander, die Plasmamassen treten hervor und nehmen ausserordentlich
rasch an Volumen zu, während sich die zarte, nicht kieselhaltige
Membran dieser Plasmamassen stark dehnt. Erst wenn ein Wachstum nicht
mehr stattfindet, scheiden sich die Kieselschalen aus und die beiden
so entstandenen Zellen haben dann eine mehr als doppelte Länge wie
die Mutterzellen. Die Einzelheiten bei diesem Vorgang sind nach den
Gattungen verschieden und oft recht kompliziert. Noch andere Diatomeen
lassen ihre aus den Schalen ausgetretenen Plasmamassen wirklich
verschmelzen, wodurch ein der Konjugation der Spirogyren ähnlicher
Prozess herbeigeführt wird. Die konjugierte Plasmamasse wächst dann
bedeutend in die Länge und scheidet eine einzige zusammenhängende und
die ganze Zelle umschliessende Kieselmembran aus, innerhalb deren sich
die beiden Schalen einer neuen Zelle entwickeln. Dieselben werden durch
die Volumenzunahme der Zelle auseinandergetrieben und sprengen dann die
kieselhaltige harte Membran der Auxospore, wodurch die neue Zelle frei
wird und sich in normaler Weise weiter teilt. In allen Fällen hat die
Auxosporenbildung nur den Zweck, aus der allmählich zu klein gewordenen
Generation eine neue, grössere zu bilden, sie dient nicht ähnlichen
Zwecken wie etwa die Dauersporen der Schizophyceen, sondern es tritt
zwischen Auxosporenbildung und der Entwickelung neuer Zellen keinerlei
Ruhezustand ein.
Eigentliche Dauerzustände, welche durch besondere Zellen repräsentiert
werden, kommen bei den Diatomeen nicht vor, dagegen können Zellen unter
günstigen Verhältnissen auch eine längere Austrocknung ertragen, ohne
abzusterben. Das Plasma zieht sich dabei in eine Ecke der Kieselschalen
zurück und umgiebt sich mit einer Membran, bei Eintritt günstiger
Lebensbedingungen die normalen Funktionen wieder aufnehmend.
Eine eigentümliche, aber noch nicht aufgeklärte Eigenschaft der
Diatomeen ist ihre Bewegungsfähigkeit, welche ihnen jedoch nur
zukommt, wenn sie festem Substrat aufliegen, sie kriechen also an
demselben herum. Diese Thatsache macht es wahrscheinlich, dass die
Bewegung durch Plasmafäden vermittelt wird, welche durch Öffnungen
in den Kieselpanzern oder zwischen den Schalen hervortreten und sich
dem Substrat anheften; man hat jedoch bisher noch keinerlei derartige
Bewegungsorgane wahrnehmen können. Die Bewegung selbst ist eine
gleitende, oft ruckweise, meist genau der Längsrichtung des Körpers
folgend.
Die Diatomeen sind die einzigen Algen, welche sich seit der Zeit ihres
Auftretens auf der Erde in ihren Kieselschalen unverändert erhalten
haben, so viel Jahrtausende auch über ihre Grabstätten dahingerauscht
sind. Ihre Schalen haben auch so manche Proben bestanden, bei
denen nur wenig andere Geschöpfe nicht der völligen Vernichtung
anheimfielen. Von kleinen mikroskopischen Tieren verschluckt, wurden
die Diatomeen hier zum ersten Male verdaut, gerieten mit diesen in den
Magen von grösseren Weichtieren und mussten den Prozess zum zweiten
Male durchmachen. Zum dritten Male wurde ihnen das Los zu teil,
wenn diese Weichtiere von Fischen verspeist wurden, um mit diesen
zum vierten Mal von Seevögeln verdaut zu werden. Nichtsdestoweniger
passierten ihre Schalen unverändert den Darmkanal der Vögel und im
Guano finden sich dieselben noch in schönster Erhaltung. Bei solcher
Widerstandskraft ist es kein Wunder, dass sich die Diatomeen, wo sie
sich in Masse entwickelten, auch noch heute an diesen Orten fossil
vorfinden, nur das ist thatsächlich wunderbar, dass diese kleinsten
Organismen -- durchschnittlich gehen 10 bis 20 Millionen Individuen auf
1 Kubikmillimeter -- meilenweite und viele Fuss tiefe Lager bilden,
wie bei uns in Deutschland namentlich in der +Lüneburger Heide+, bei
+Berlin+ und bei +Königsberg+. Die als Tripel, Mergel, Kieselguhr und
Infusorienerde bezeichneten Fossilien sind wesentlich nichts anderes
als die Kieselschalen der Diatomeen, deren zierliche Form unter dem
Mikroskop sich sofort verrät.