Pv«!»'- * % 4 '^ '' -"■ -Y- o^'^^.^uQ^' o e Q ' "^ ■ .^-^ «v'XV. \f \\U-^^ V \e ^'^^' DUPLICATA DE LA BIBLIOTHEQUE DU CONSERVATTITIE BCTANTQÜE DB GWIT^IX^ Beiträge zur Bioloaie der Pflanzen. Begründet von Professor Dr. Ferd. Colin, herausgegeben von Dr. Felix Rosen, Professor an der Universität Breslau. Zwölfter Band. Mit sieben Tafeln. "f i*>.^ät o^ p o -r A N ^ Q ^ ^ Breslau 1914. J. U. KLern's Ve r Ui S (H&x Müller). DUPLICATA EtE LA BIBLIOTHEQTXEI DU CONSErV/:^."I-E BC~ArirrB DE G!n?TEVE . T . ir>.- 1 x/3 £3^15 /f/i-/^ Inhalt des zwölften Bandes. Heft Seite Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen. II. Mitteilung. Zur Physiologie der Euglena gracilis. Von Ernst G. Pringsheim. (Mit Tafel I) . . : ■ • I- 1 Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen. III. Mitteilung. Zur Physiologie der Schizophyceen. Von Ernst G. Pringsheim. (Mit Tafel II) I. 49 Über den mechanischen Ausgleich der durch Yerhindeining der geo- tropischen Krümmung in den Pflanzen entstandenen Spannungen. Von Richard Morgenstern I. 109 Physiologisch-systematische Untersuchungen über die Verwandtschaften der Angiospermen. Von Carl Me/- und Kurt Gohlke . . . . I. 155 Beiträge zur Anatomie und Moi-phologie der Mangi-ove -Pflanzen, ins- besondere ihres Wurzelsystems. Von Otto Lieb au II. ISl Kleinere Mitteilungen aus dem Künigl. Botanischen Institut in Königsberg: 1. Zur Frage der ^Wuchsenzyme". Von Carl Mez und Horst Mathissig ■ II. 214 2. Über die physiologische Bedeutung der Mohn-Alkaloide. Von Carl Mez und Arthur Müller II. 216 3. Sero-diagnostische Untersuchungen über die Verwandtschaften innerhalb der Pflanzengruppe der Ranales. Von Carl Mez und Leo Lange IL 218 Beiträge zur Phylogenie der Monokotylen, gegründet auf der Embryo- sackentwicklung apokarper Nymphaeaceen und Helobien. Von Johannes Nitzschke IL 223 Die Abhängigkeit der Chlorophyllbildung von der Wellenlänge des Lichtes. Von Arnold Schmidt. (Mit Tafel III, IV) ..... II. 269 Zur Kenntnis der Gattung Cylindrospermum. Von Rudolf Glade. (Mit Tafel V, VI) II. 295 Kleinere Mitteilungen aus dem Kgl. Botanischen Institut in Königsberg: 4. Sero-diagnostische Untersuchungen über die Verwandtschaften innerhalb der Pflanzengruppe der Parietales. Von Carl Mez und Alfred Preuß II. 347 Über den Einfluß desLichtes auf etiolierte Blätter. VonErich Schönfeld IIL 35^ " Kulturversuche mit chlorophyllführendeu Mikroorganismen. IV. Mit- teilung. Die Ernährung von Haematococcus pluvialis Flot. Von Ernst G. Pringsheim III. 413 Über den Einfluß des Quecksilberdampflichtes auf die Keimung und das erste Wachstum von Pflanzen. Von Dr. Walther Carl. (Mit Tafel VII) 111. 435 Das Wachstum von Blaualgen in mineralischen Nährlösungen. Von Heinrich Maertens III. 439 Register zum zwölften Bande. lieft Seite Carl, Waltlier, Über den Einfluß des Quecksilbeidunipflichtes auf die Keimung und das erste Wachstum von Pflanzen. (Mit Tafel VII) III. 435 Glade, Rudolf, Zur Kenntnis der Gattung (Jylindrospernuim. (Mit Tafel V, VI) II. 295 Liebnn, Otto, Beiträge zur Anatomie und Morphologie der Mangrove- Pflanzen, insbesondere ihres Wurzelsystems II. 181 Maerteus, Hciuricli, Das Wachstum von Blaualgen in mineralischen Nährlösungen III. 439 Mez, Carl, und Crohlke, Kurt, Physiologisch -systematische Unter- suchungen über die Verwandtschaften der Angiospermen .... I. 155 Mez, Carl, und Lauge, Leo, Sero-diagnostische Untersuchungen über die Verwandtschaften innerhalb der Pflanzengruppe der Kanales. (Kleinere Mitteilungen aus dem Königl. Botanischen Institut in Königsberg) II. 218 Mez, Carl, und Mathissig, Horst, Zur Frage der „Wuchsenxyme". (Kleinere Mitteilungen aus dem Königl. Botanischen Institut in Königsberg) II. 214 Mez, Carl, und Müller, Arthur, Über die physiologische Bedeutung der Mohn-Alkaloide. (Kleinere Mitteilungen aus dem Königl. Bota- nischen Institut in Königsberg) IL 216 Mez, Carl, und PreuIJ, Alfred, Sero-diagnostische Untersuchungen über die Verwandtschaften innerhalb der Pflanzengruppe der Parietales. (Kleinere Mitteilungen aus dem Königl. Botanischen Institut in Königsberg) II. 347 Morgeusteru, Bichard, Über den mechanischen Ausgleich der durch Verhinderung der geotropischen Krümmung in den Pflanzen ent- standenen Spannungen I- 109 Nitzsclike, Joliauues, Beiträge zur Phylogenie der Monokotylen, ge- gründet auf der Embryosackentwicklung apokarper Nymphaeaceen und Helobien II- 223 Priugsheini, Erust G., Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikro- organismen. II. Mitteilung. Zur Physiologie der Euglena gracilis. (Mit Tafel I) I- 1 — Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen. III. Mit- teilung. Zur Physiologie der Schizophyceen. (Mit Tafel II) . . . 1. 49 — Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen. IV. Mit- teilung. Die Ernährung von Haematococcus pluvialis Flot. . . . III. 413 Schmidt, Arnold, Die Abhängigkeit der Chlorophyllbildung von der Wellenlänge des Liclites. (Mit Tafel III, IV) II. 269 Schöllfeld, Erich, Über den Einfluß des Lichtes auf etiolierte Blätter III. 351 tä s C/5 o 00 Od o er c c «^ rs ro J3 iS o3>' 3 o- c ^T' Or CO «-S 2 3 _C: Ö « § 7o^ cx> c S' C :=s o- cy o in C CT :3 ■o cy 3 • =5 ro m ö 1— K <-< O^ (?) ta •-J c o CT ♦-i er m o" o in Ol GT CO o in O^ • O co^ o Ai n - :3 *s f^ scr ro td =5 •o. ^ K« O ö fte ^ g- • «Nl, & ^ ^ •— K ^ 3 ^ .^ -^ ö <-£ _ C ^ B^ ^ sB^ ft a- ?j — ö9 « ?f ,, « c» o J3* ^ P 11 er «-1 > J$ O • s 3 - g gl 7^ w Ol S 2 ST 3 <0 2 o O CO ■^Ö o o tfl *< ry 3 S tn § ;o CS- rt> cy KT 4^£:« Breslau 1913. J. U. Klern's Verlag (Max Müller). Inhalt des ersten Heftes. Seito Kultiivversuche mit chlorophyllfUhvenden Mikroorganismen. II. Mitteilung. Zur Physiologie der Euglena gracilis. Von Ernst G. Pringsheim. (Mit Tafel I) 1 Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen. III. Mitteilung. Zur Physiologie der Schizophyceen. Von Ernst G. Pringsheim. (Mit Tafel II) 49 Über den mechanischen Ausgleich der durch Verhinderung der geotropischen Krümmung in den Pflanzen entstandenen Spannungen. Von Richard Morgenstern 109 Physiologisch-systematische Untersuchungen über die Verwandtschaften der Angiospermen. Von Carl Mez und Kurt Gohlke ....... 155 CV7. CVI CT) I IN. CD Nirs VUKIC ■-\N1CAI, Kultur versuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen. II. Mitteilung. Zur Physiologie der Euglena gracilis. Von Ernst G. Pringsheim. (Mit Tafel 1.) D, A. Vorversuche. 'as Ausgangsmaterial zu den vorliegenden Untersuchungen slamrat aus einer Kulturschale, in der sich im Mai 1908 im Breslauer pflanzenphysiologischen Institute eine dicke breiartige Schicht von Euglenen entwickelt hatte. Ich hatte IV2 Jahre vorher zur Gewinnung von Purpurbakterien nach der Methode von Winogradsky einRhizom- stück von Acorus mit daranhängendem Schlamm in ein großes Glas- gefäß gebracht. Viele Monate, nachdem die gewöhnlichen Fäulnis- bakterien und Pilze zurückgegangen und auch die dann folgende Vege- tation von Purpurbakterien und Beggiatoen fast ganz verschwunden war, traten die Euglenen auf und hielten sich trotz reichlichen Ver- brauchs des Materiales für die verschiedensten Versuche viele Wochen lang. Dabei zeigten sich die Euglenen, wenn man etwas von dem breiartigen Auftrieb in frisches Leitungswasser brachte, sehr schön phototaktisch. Die tieferen Schichten der Flüssigkeit in dem Kultur- gefäß waren gleichfalls von Euglenen erfüllt, aus denen sich die Ober- flächenschicht immer wieder ergänzte. Da aber mit einem Aufhören der Produktion gerechnet werden mußte, auch manche weitere Frage mich lockte, versuchte ich von dem als Euglena gracilis bestimmten Organismus nach der Methode von Zumstein 1) Reinkulturen herzustellen, um das Material nach Be- lieben heranzüchten zu können. Diese Methode beruht auf der Wider- standsfähigkeit des genannten Flagellaten gegen Säure, die es erlaubt, die Bakterien fern zu halten. Es soll nun gelingen, von einem Tropfen einer bakterienhaltigen Rohkultur ausgehend, Reinkulturen zu be- kommen, wenn zur Weiterzüchtung Nährlösungen benutzt werden, 1) H. Zumstein, Zur Morphologie und Physiologie der Euglena gracilis Klebs. Jahrb. f. wissensch. \ otanik, Bd. 34, 1900, S. 149. Beiträge zur Biologie der Pflanzen) Bd. XU. Heft I. \ E. G, Pringsheiin, Kulturversuche mit chlorophyllfUhrenden Mikroorganismen, II. 2 die neben der Säure, [am besten Zitronensäure in Konzentrationen bis zu 2%], z. B. Erbsenwasser, enthalten. Mir ist das nicht geglückt. Ich ging so vor, daß ich etwas von dem in Leitungswasser phototaktisch angesammelten Materiale entweder unmittelbar in die saure Nährlösung oder in steriles Wasser übertrug und dann mit einer Kapilarpipette unter mikroskopischer Kontrolle einzelne Euglenen herausfischte. Diese wurden dann in die verschiedenen von Zum- stein empfohlenen sterilisierten Nährlösungen gebracht. Die Kultur- gefäße, hauptsächlich Erlenmeierkölbchen, kamen in gutes Licht. Es hätte wenig Wert, hier alle vergeblichen Versuche zu beschreiben. Nur das Wesentlichste soll hervorgehoben werden. In den stark saueren Nährlösungen zeigten sich zunächst gar keine Organismen, später aber Faden- und Sproßpilze. Erst wenn diese schon einige Zeit gewachsen waren, traten auch Euglenen auf. In den schwächer saueren Lösungen kamen die Euglenen früher. War nur Vt^/o oder noch weniger Zitronensäure verwendet worden, so war die Entwickelung ziemlich üppig, die Pilze herrschten hier nicht so sehr vor, Pilzfreie Kulturen wurden nicht erzielt, auch nicht, wenn mit einzeln herausgefischten Euglenen geimpft wurde. Mir erscheint dieses Ergebnis dem zu entsprechen, was man von vornherein erwarten sollte. Denn wir wissen ja, daß die Bakterien im allgemeinen die neutralen oder basischen, die Fadenpilze und Hefen die mehr oder weniger saueren Flüssigkeiten mit organischen Stoffen zersetzen. Daß es aber gelingen sollte, durch Aufsaugen mit der Pipette die großen Euglenen ohne die überall gegenwärtigen Pilzsporen einzufangen, darf man nicht hoffen. Ich wundere mich, wie Zumsteiu gearbeitet haben mag, denn daß ihm die Keinkultur gelungen ist, darf man wohl nicht bezweifeln 1). Von Pilzen aber steht in seiner Arbeit nichts. Die bei mir auftretenden Schädlinge waren immer dieselben charakteristischen Formen, em Penicilliiim mit rotem Farbstoff, Tricho- thecium roseum, Hefen und einige weitere, die ich nicht bestimmt habe. In diesen pilzhaltigen Lösungen konnten die Euglenen weiter kultiviert werden, doch war die Methode nicht sehr zufriedenstellend. Ich versuchte daher, schon während der vergeblichen Reinzucht- versuche nach Zum st ein, durch Verwendung anderer Nährflüssig- keiten die Erhaltung des für Phototaxisversuche so günstigen Objektes zu sichern. Die gebräuchlichen Nährsalzlösungen gestatten nur lang- same Vermehrung, worüber weiter unten berichtet wird. Es wurde *) Nur eine Stelle erregt Zweifel. Kulturen in Fleischextraktlösungen sollen nach Zum stein (a. a. 0. S. 190) schwer auf die Dauer bakterienfrei zu halten sein. Mir ist das immer gehingen. Wenn eine wirkliche Reinkultur vorliegt, dürfen natürlich in keiner Nährlösung Bakterien auftreten. daher versucht, durch Zusatz von weniger tippig ernährenden orga- nischen Substanzen die Euglenen gegenüber den ganz heterotrophen Organismen zu fördern. Abkochungen oder kalte Auszüge von verschiedenen Pflanzenteilen, z. B. trockenen Fabastengeln, besonders aber Samen, erwiesen sich bei großer Verdünnung als recht geeignet. Durch Zufall kam ich darauf, Samen von Impatiens parviflora zu verwenden, die mir gerade in größerer Menge zur Verfügung standen. Es wurden einige Körner da- von in Leitungswasser getan und die Euglenen hineingeimpft. Die Fla- gellaten wuchsen darin recht üppig, so daß vielfach auch die für gutes Gedeihen bezeichnenden schwarzgrünen Häute auftraten. In dieser Nährflüssigkeit wurde die Euglena gracilis mit gelegentlichen Ab- änderungen, wie Nährsalzzusatz, Aufkochen der Samen im Wasser u. dgl., lange Zeit fortgezüchtet, während mich neben anderem Ver- suche beschäftigten, die mit solchen Kohkulturen ganz gut angestellt werden konnten. Schließlich erwies es sich für die mir vor- schwebenden Aufgaben doch als notwendig, Reinkulturen zu besitzen. (Vgl. 1. Mitteilung. Diese Beitr. Bd. XI, S. 306.) Über einige der Reinkultur vorangehende Rohkulturversuche zur Ermittelung der geeignetsten Anhäufungsmethoden soll hier noch berichtet werden. Sie geben gleichzeitig einige ökologische An- haltspunkte. B. Kohkulturen in Aufgüssen von Pflanzenteilen. I. 4. Februar 1910: Deckelschalen mit je 200 ccra Flüssigkeit, beimpft mit einem Stück Euglenenhaut. 1. Samen von Impatiens parviflora in Leitungswasser. 2. Ebenso mit 0,25*^/0 Asparagin. 3. Maiskörner in Leitungswasser. 4. Pfeffersche Lösung, 5 mal so konzentriert als für Wasser- kulturen. 5. Ebenso mit 0,25% Asparagin. Ergebnis am 19. Februar 1910: 1. Am besten, ziemlich grün. Chemotaxis gegen die Samen. 2. Erst viel Bakterien neben wenig Euglenen. Dann waren am 10. Fe- bruar 2 Tropfen öprozentiger Salpetersäure hineingesetzt worden. Darauf alles tot. 3. Annähernd wie 1. Wie dort, aber noch stärker, Ansammlung um die Körner. SchwarzgrUne Flecke auf diesen, Sonst annähernd gleichmäßig verteilt. l* E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, II. 4 4. Stets dichter grüner Fleck an der Zimmerseite, wo das Licht sich konzentriert, im Gegensatz zu allen Kulturen mit organischen Stoffen. 5. Bakterienhäutchen und Trübung. Nicht sehr große Mengen Euglenen. IL 18. Februar 1910: Kleine Deckelschälchen mit 25 ccm Flüssigkeit und wenig Samen, roh. 1. Pisum sativum. 2. Seeale cereale. 3. Phaseolus vulgaris. 4. Brassica Napus. 5. Vicia sativa. Ergebnis 20. Mai 1910: 1. Viel bewegliche und ruhende Euglenen. Letztere ohne Schleimhülle. 2. Euglenen ruhend bekapselt, darin Teilungen, Hülle nach außen ver- quellend. 3. Tiefgrüne schöne Kultur, fast nur Euglenen. Diese meist in Teilung, zu 4 und mehr zusammenhängend. 4. Dicke Pilzhaut, darin massenhaft dicht gedrängte Euglenen. Das Ganze tiefgrün. Euglenen fast alle beweglich. 5. Ähnlich wie 4. Man sieht aus diesen beiden Versuchen, daß die aus verschiedenen Samen austretenden organischen Stoffe besonders bei längerer Ver- suchsdauer eine üppige Ernährung bewirken. Ähnlich fielen andere Versuche mit Impatieussamen, Maiskörnern, Fabastengeln u. dgl. aus. Besonders auch die letzteren bewirkten eine so starke Vermehrung, wie ich sie in Reinkulturen nie erzielen konnte. IIL 26. Februar 1910: Große flache Deckelschalen, beimpft mit Stückchen Euglenenhaut. 1. Impatieussamen in Leitungswasser. 2. s 5 Pfefferscher Lösung. 3. Trockene Fabastengel in Leitungswasser. 4. = ' ' Pfefferscher Lösung. 5. Relativ viel Maiskörner in Leitungswasser. Ergebnis 26. Mai 1910: 1. Kultur von der Seite betrachtet frisch grün, auf einigen Samen wenig weißes Pilzmycel. Dünne, kräftig grüne Haut, aus gut aussehenden Euglenen bestehend, von denen einige in Schleimhülle. Nicht eingekapselte Individuen kriechen dazwischen. 2. Auch schön grün, aber Flüssigkeit nicht so durchsichtig. Dünne Haut, Am Boden dünner grüner Belag von beweglichen Euglenen. Ziemlich unrein. 3. Dunkelgrüne bis olivgrüne, dicke, teilweise gefaltete Haut, die zum größten Teile aus dick bekapselten Euglenen besteht, von denen einige in Teilung sind. 4. Weniger Hautbildung, aber mehr Schwärmer. 5. Reichlich bewegliche Euglenen. 31. Mai 1910: 1. Prächtige, relativ reine Haut. 2. Nicht annähernd so schön. 3. Die zahlreichen Euglenen sehen nicht sehr gut aus. 4. Nicht günstig für Haut, aber viel Schwärmer. 5. Pilze, in deren Mycel sich die Euglenen verkriechen. Alle beweglich, keine Schleimhüllen. Es ergibt sich, daß Rohkulturen auf Irapatienssaraeu besonders sauber, solche auf Fabastengeln besonders üppig ausfallen, v7ohl- gemerkt in Mischkulturen mit Bakterien. IV. 9. November 1910: In dem folgenden Versuche M^erden neben den zum Vergleich herangezogenen Impatienssamen und Maiskörnern einige Objekte ge- prüft, die erfahrungsgemäß eine üppige Eutwickelung von Paramaecien erlauben, nämlich: 1. Impatienssamen in Leitungswasser. 2. Maiskörner s 3. Heu 4. Trockene Resedastengel * 5. Weißbrot 6. Graubrot, gesäuert ; * Ergebnis am 22. November 1910: 1. Viel Euglenen, durch die Flüssigkeit verteilt. 2. Euglenen chemotaktisch an den Körnern angesammelt. 3. An der Fensterseite oben grüner Rand. 4. Viel Euglenen. 5. Gasentwickelung (offenbar Gährung). Kultur trotzdem gut grün gefärbt. 6. Weniger grün. Man ersieht daraus die Widerstandskraft und Anpassungsfähig- keit der Euglenen, die mit den verschiedensten sich zersetzenden Substanzen vorlieb nehmen. In der Natur vermehren sich viele Euglenenarten, V7ie besonders auch Euglena gracilis dort am üppigsten, wo am Grunde von stehen- den Gewässern sich Pflanzenteile zersetzen. Doch befinden sie sich dabei vermöge ihrer Phototaxis und negativen Geotaxis stets E. G. Pringsheira, Kulturversuche mit ehlorophylltuhrenden Mikroorganismen, II. fi in der Nähe der Oberfläche, meist also von den faulenden Stoffen entfernt. Um diese Bediiigungec nachzuahmen, besonders aber um die Nachdiffusion geeigneter Zersetzungsstoffe trotz räumlicher Trennung von den eigentlichen Fäulnisbewohnern zu ermöglichen, wurden die Pflanzenteile nunmehr auf den Boden hoher Zylinder gebracht und teilweise durch Schichten von Erde und Sand am Aufsteigen ver- hindert. V. 9. November 1910: 1. Gekochte gelbe Erbsen in der Tiefe eines Glaszylinders, 25 cm unterm Wasserspiegel. 2. Heu, 5 cm hohe Lage, mit Erde, dann mit Sand bedeckt. Erde -f- Sand = ö cm. Darüber noch 15 cm Wasser. Reichlich mit Euglenen aus Rohkultur beimpft. Ergebnis am 22. November 1910: 1. Die ersten Tage die Euglenen unten, nach 14 Tagen oben, mit Bak- terien gemischt. Eine sich allmählich bildende Haut besteht aus Infusorien, Bakterien, viel Euglenen und isolierten Erbsenzellen voller Stärke. Offenbar ist durch eine Art Pektingährung die Mittellamelle der Cotyledonenzellen aufgelöst. 2. Viel Euglenen, sehen recht rein aus, auch mikroskopisch. Sie halten sich lange Zeit dicht über dem Sande, offenbar chemotaktisch angelockt. Ähnlich fielen Kulturen mit Erbsen, Heu, Resedastengeln und Lupinussamen aus, bei denen überall Erde und Sand über die Pflanzen- teile geschichtet war. Um die Trennung von faulenden Stoffen und Euglenen noch sicherer zu machen, wurden die ersteren in einer Reihe von Ver- suchen durch eine Pergamentpapiermembran abgeschlossen. VI. 21. November 1910: Zur Verwendung kamen aus Pergamentpapierstoff bestehende Diffusionshülsen von Schleicher und Schüll. Sie wurden über genau passende Glasrohrstücke von 20 cm Länge geschoben und festgebunden. Dieses Gebilde wurde in der durch die Figur 1 veranschaulichten Weise in 600 ccm Erlenmeyerkolben gestellt, die so hoch mit Wasser ge- füllt wurden, daß es nicht bis zum Rande des Schlauches reichte. Die Flüssigkeit betrug 400 ccm einer gleichmäßigen Euglenenauf- schwemmung aus Impatienskultur in Leitungswasser. Fensterbrett nach Norden. In die Hülsen kamen neben einem Tropfen einer guten Euglenenrohkultur zur Infektion mit geeigneten Bakterien folgende Stoffe in Wasser: 1. gelbe Erbsen roh. 2. ^ s gekocht. 3. Samen von Impatiens parviflora, gekocht. 4. Kleine gelbe Maiskörner, gekocht. 5. Weizenkörner gekocht. 6. Albumin aus Eiweiß. 7. Pepton 2V2prozentige Lösung. 8. Resedablätter und Stengel. 9. Tropon. 10. Kaffeebohnen gekocht. 11. Am 26. November kam ein Gefäß mit rohem Heu hinzu. Ergebnisse am 22. November 1910: 1 — 3. Fast alle Euglenen an der Pergamenthülse unten chemotaktisch angesammelt. 4. Garnicht oder sehr wenig chemotaktisch. 5. Keine Che- motaxis. 6. Chemotaxis. 7. Wie 4. 8. Starke Chemotaxis. 9. Keine Chemotaxis. 10. Chemotaxis. Es bewirken also gerade die Mais- und Weizenkörner, die, un- mittelbar in die Flüssigkeit getan, stark anlocken, hier keine Chemo- taxis (vgl. Versuch I u. IV S. 3 u. o). Offenbar diffundieren aus ihnen viel weniger Stoffe als aus Erbsen etc. Deshalb sammeln sich die Euglenen sonst unmittelbar an ihrer Oberfläche, während an der Außenseite der Hülsen die Reizschwelle nicht erreicht wird. 24. November 1910: 1. Schlauch grün auf der Lichtseite, Wasser schwach trübe. 2. Ebenso. 3. Schlauch nur ganz unten, aber tiefgrün, Wasser fast klar. 4. Gar keine Chemotaxis, Euglenen verteilt, Wasser klar. 5. Ebenso, aber Euglenen am Boden. 6. Schlauch auf der Lichtseite schwach grün, die übrigen Euglenen phototaklisch, Wasser fast klar. 7. Schlauch über dem Wasserspiegel ringförmig schön grün (vgl. Fig. 1). Euglenen bilden auch auf der Fensterseite am Meniskus einen grünen Rand, Wasser klar. 8. Schlauch unter dem Wasserspiegel grün, auch am Glase auf der Lichtseite oben Rand. Wasser trüb, Bakterienhaut. 9. Euglenen am Boden, keine Chemotaxis, Wasser klar. 10. Schlauch unten etwas grün, Wasser leicht getrübt. 27. November 1910: 1. u. 2. Bakterienhäutchen, Schlauch auf der Lichtseite grün, einige Euglenen auch am Schlauch in die Höhe gekrochen, bis 2 cm über die Wasseroberfläche. E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophylliuhrenden Mikroorganismen, IL 8 3. Schlauch unten an der Rundung und ganz wenig auch über dem Wasserspiegel grün. Die übrigen Euglenen im Lichtfleck hinten unten phototaktisch angesammelt. 4. und 5. Weder Photo- noch Chemotaxis. 6. Keine Bakterien außen sichtbar, sonst wie 1. und 2. 7. Schön grüner Ring über dem Wasserspiegel am Schlauch, einige auch an der Fensterseite am Meniskus, viele im Lichtfleck hinten, Flüssigkeit schön klar! 8. Dickere Bakterienhaut als bei 1. und 2. Schlauch erweist sich beim Herausheben aus der trüben Flüssigkeit auf der Lichtseite grün. 9. Schwacher Ring am Schlauch über dem Wasser und am Meniskus. Die übrigen Euglenen phototaktisch hinten. Wasser klar. 10. Schwaches Bakterienhäutchen. Flüssigkeit bräunlichgrün. Euglenen schwach phototaktisch, am Schlauch keine. 1 1 . Euglenen chemotaktisch unten am Schlauch. Im übrigen photo- taktisch. 2. Dezember 1910: 1. und 2. außen reichlich Euglenen. Differenz nicht zu bemerken, vielleicht Bakterienhaut auf 2. stärker. Innen steigt bei 1. eine gelbe schaumige Masse in die Höhe (Gährung), bei 2. nicht. 3., 4. Euglenen spärlich, 5. Wenig besser. 6. Mehr Euglenen, grüner Ring über dem Meniskus. Schlauch auf der Lichtseite grün. 7. Schön grün, aber nicht so gut wie Erbsenkultur. Verteilung wie früher. 8. Etwa wie 1. und 2. 9. Etwa wie 7. 10. Flüssigkeit ganz braun, Euglenen nicht sehr reichlich. 11. Wie 1. und 2 Die Versuche zeigen wiederum, daß eiweißreiche faulende Stoffe besonders viele für die Euglenen geeignete Substanzen abgeben. Sie wurden mit gleichem Erfolge mehrmals wiederholt, wobei an Stelle der Diffusionshülsen Glasröhren kamen, die unten durch ein Stück Pergamentpapier verschlossen waren. VII. 21. Dezember 1910: Einigen Aufschluß über die Bedingungen, unter denen unsere Organismen in der Natur gedeihen mögen, gibt auch der folgende Versuch, in dem Kartoffeln das Ausgangsmal erial für die Ernährung der in Rohkultur vorliegenden Euglenen abgaben. Kartofteistücken ohne Schale wurden in Wasser zu einer dünnen Suppe verkocht. 1. Kartoffelabkochung mit Satz. 2. Die durchgeschüttelte Aufschwemmung auf die Hälfte verdünnt. 3. Ebenso auf ein Viertel verdünnt. 4. Kartoffelabkochung vom Bodensatz möglichst klar abgegossen. 5. Dieselbe durch entfettete Watte filtriert, worauf nur ganz leise Trübung von colloi'dalen Stoffen zurückbleibt. Ergebnis am 12. Januar 1911: 1. Dicke Bakterienbaut, wenig Euglenen. 2. ; = massenhaft Euglenen in ihr. 3. Ganz dünne Bakterienhaut, viel gut bewegliche Euglenen. 4. Dicke Bakterienhaut, viel mehr Euglenen als bei 1. 5. = ' wenig Euglenen. Der Versuch zeigt, daß zu viel organische Stoffe, offenbar durch tiberreichliche Bakterieneutwickelung und die dadurch entstehenden Stoffwechselprodukte, schädlich sind. Bei der Verdünnung auf V2 ist das Verhältnis günstiger, während bei V* die Zahl der Euglenen schon wieder zurückgeht. Die Beweglichkeit ist hier, wie auch sonst, in Flüssigkeiten mit nicht allzuviel organischen Stoffen lebhafter. Auch durch Entfernung des Bodensatzes wird wie bei der Verdünnung eine günstigere Konzentration herbeigeführt. Bei 5 aber, wo die Stärke zum größten Teil entfernt ist, fehlt eine Grundsubstanz, die für die Ernährung wichtig ist. In diesem Versuch, wie auch in Eohkultur- versuchen mit Zucker ist die günstige Wirkung von Kohlehydraten ersichtlich, die dagegen in Reinkulturen nie zu beobachten war. Die Bedeutung der Bakterien für das Aufschließen natürlicher Nahrungsquellen zeigt sich schließlich noch in dem folgenden Versuch, in dem Reinkulturen der Euglene absichtlich durch Bakterien verun- reinigt wurden. Um eine gar zu üppige Entwickelung derselben zu verhüten, wurden aber die Pflanzenteile in Wasser kurz aufgekocht, so daß nur die Spaltpilze mit widerstandsfähigen Sporen erhalten blieben. Für alle verwendeten Stoffe wurden Vergleichskulturen mit wirklich sterilen Abkochungen (Autoklav) hergestellt. VIII. 14. November 1910: Zur Verwendung kamen Erlenmeyerkolbeu von 200 ccm mit 100 ccm Leitungswasser, da hinein wenig Gerstenkörner, Mais, Erbsen, Resedablätter, Lupinensamen, zwei trockene Pflaumen. Es wird so lange gekocht, bis der Dampf reichlich durch den Wattestöpsel strömt. Geimpft durch Reinkulturen. Ergebnis am 5. Dezember 1910:, Gerste gährt etwas, Euglenen haben sich nicht entwickelt. Mais: Euglenen teilweise ausgeschlüpft, schön phototaktisch, ein Teil auch chemo- taktisch an den Maiskörnern. Erbsen: Flüssigkeit leicht getrübt von Bakterien, Euglenen schön ausgekrochen und phototaktisch. Reseda* E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophylltuhrenden Mikroorganismen, IL 10 Euglenenhaut und viel Schwärmer, lebhaft grün. Lupinen: Bakterienhaut und Trübung, Euglenen wie bei Erbsen. Pflaumen: Flüssigkeit braun, keine Euglenen. Überall, außer bei Pflaumen, zeigen die Reinkulturen schwache Vermehrung, bei Gerste sind sie also besser, sons tüberall schlechter als die bakterienhaltigen Kulturen. Pflaumenabkochung läßt, wie zu erwarten, wegen der sauren Reaktion keine Bakterien aufkommen. Pilzkeime werden bekanntlich schon durch so kurzes Kochen ver- nichtet. Auch für die Euglenen ist die Flüssigkeit zu sauer. Das stimmt mit den später zu schildernden Versuchen mit Zitronensäure und saurem Phosphat ebenso überein wie mit den Erfahrungen an Reinkulturen. Der von mir kultivierte Stamm von Euglena gracilis verträgt sehr viel weniger Säure als der Zumsteinsche (a. a. 0. S. 159). Noch weitere Versuche anzuführen, dürfte sich wohl erübrigen. Es geht schon aus den geschilderten hervor, daß die Euglena gracilis in stark faulenden Flüssigkeiten zu gedeihen vermag, ja daß gerade Mischkulturen mit Bakterien ihr eine üppige Vermehrung erlauben, so daß dieses Zusammenleben für sie das natürliche zu sein scheint. Dasselbe ergibt sich aus den nun zu schildernden Versuchen mit be- stimmten charakterisierbareu Flüssigkeiten, die gleichfalls noch an Rohkulturen angestellt wurden. C. Eohkulturen in Lösungen von besser bekannter Zusammensetzung. Die nun zu beschreibenden Experimente schließen sich insofern an die vorausgehenden an, als infolge des Verhandenseins von Bak- terien und Pilzen auch hier die eigentlich ernährenden 8100*6 nicht ge- nannt werden können. Die Versuche dienten in der Hauptsache der Ermittelung einer möglichst spezifischen Nährlösung, die also er- lauben sollte, die fremden Organismen zurückzudrängen, um der Rein- kultur vorzuarbeiten. Doch werden sich wiederum allerlei Beob- achtungen anführen lassen, die teils zu gewissen physiologischen und ökologischen Deutungen berechtigen, teils als Material für spätere Untersuchungen Nutzen haben dürften. Hier wären zunächst die Versuche mit Zu msteins Nährlösungen von Erbsenwasser und Pepton unter Zusatz von Zitronensäure ein- zureihen, über deren allgemeines Ergebnis oben schon berichtet wurde. 11 Aus ihnen geht hervor, daß die von jenem Autor empfohlenen Ge- mische sich für die Anhäufung jedenfalls nicht eignen. Über ihre Verv^^ertbarkeit in Reinkulturen wird weiter unten berichtet. Die Zitronensäure erwies sich bei mir zur Fernhaltung störender Orga- nismen als ungeeignet, weil sie das Wachtum der Euglenen hemmte und die Pilzvegetation förderte. I. 12. Juni 1909: Es wurde versucht, ob durch Gerbsäure, besser als durch Zitronen- säure, die Bakterien und Pilze ausgeschaltet werden könnten. Nr. 1 Nr. 6 7 8 9 10 Aciduiu tannicum 0,02 0,04 0,08 0,1 67o Merck 5 > j 5 0,1 7o Pepton 0, 1 °/o Asparagin dazu Ubevall 0,1% MsSO* und 0,1% KUzVOi 50 ccm Flüssigkeit in Erlenmeyerkolben von 100 ccm, geimpft aus Rohkultur von Impatienssamen. Ergebnis am 17. Juni 1909: Da wo Gerbsäure zugesetzt war, sind Pilze gewachsen, ohne sie Bakterien, daneben später Euglenen, die durch den Gerbsäurezusatz anfangs gehemmt worden waren. II. ' 17. Juni 1909: Da organische Säuren der verschiedensten Art die Pilze er- nährten, wurde nunmehr anorganische Säure in Form von saurem Phosphat verwendet. Nr. Nr. KH2PO4 100 ccm Flüssigkeit in Erlenmeyerkolben von 200 ccm, geimpft wie oben. Ergebnis am 25. Juni 1909: Euglenen gedeihen überall ganz gut, besonders in Asparagin- lösung. Aber auch Pilze, resp. in Nr. 1, 2, 6 und 7 auch Bakterien. In Asparagin viel weniger Spaltpilze als in Pepton. 1 2 3 4 5 0,05% Pepton 6 7 8 9 10 0,05% Asparagin 0,1 0,2 0,4 0,8% Salze wie oben 111. 2. Juni 1909: Da Asparagin sich als geeignet zur Ernährung von Euglenen erwiesen hatte, ohne die Bakterien und Pilze allzusehr zu fördern, wurde nun erprobt, wie stark die Vermehrung des Wachstums durch diesen Stoff gegenüber anorganischen Nährsalzlösungen ist. 1. Leitungswasser -{- 0,05% NH4NO3 + 0,05% KHaPO^ (Mg u. S im Leitungswasser). E. G. Piingsheini, Kultuiversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, II. 12 2. Dasselbe -j- 0,05% Asparagin. 3. 0,4% Ca(N03)2 + 0, 1 % MgSO^ + 0, 1 % KH^PO^ iu destill. Wasser. 4. Dasselbe mit NaNOg anstatt Ca(N03)2. 5. = '- (NHJ^SO^ = G. = ^ (NHJaHPO^ ^ 7. '- '- Asparagin ; = 8. . . s ', ', + 0,r/o CaCl.,. Ergebnis am 27. Juli 1909: In 3. bis 8. reichlich Euglenen. 7. und 8. stark unrein, 3. bis 6. etwa gleich gut und besser als 1. 2. nicht gut. Der Versuch zeigt wiederum, daß 0,05 und 0,1% KH2PO4 die Lösung nicht sauer genug machen, als daß die Bakterien ausgeschaltet würden (vgl. Versuch II, S. 11). In Gefäß 2 mit 0,05% KH2PO4 und Asparagin sind offenbar die Euglenen durch die auftretenden farblosen Organismen geschädigt. Aber auch bei 0,l%KH2PO4 ist die Störung noch so groß, daß die anorganischen Stickstoffquellen, Nitrate sowohl wie Ammonsalze ein ebenso gutes Wachstum wie Asparagin gestatten. IV. 28. Juni 1910: Deutlicher geht die Überlegenheit organischer Stoffe aus folgen- dem Versuche hervor, der aus einer noch nicht ganz zuverlässigen „Reinkultur" beimpft wurde. Je 100 ccm Nährlösung. 1. 0,5% (NH,)2S0, + 0,1% MgSO, + 0,1% KHgPO^. 2. . KNO3 3. . Ca(N03)2 4. Fleischextrakt 1% (nicht neutralisiert). 5. Erbsenwasser (5 g gelbe Erbsen auf 100 ccm Wasser). 6. Pepton 1% +0,l%MgSO4 + 0,l%KH2PO,. 7. Leucin l%(natürl., wohl ziemlich unrein) - - 8. Asparagin 1% -- - 9. = 0,1% 10. Oxamid(gesätt. Lösung) auf Vioverdünut * 5 IL Harnsäure gesättigt * 5 12. Asparagin 0,1% + Glukose 0,5% 13. '- = + apfels. Na 0,1% = 14. = = + Dextrin 0,5% 15. ; ' + weins. Na 0,1% * 5 16. = ' ^ zitronens. Na0,l% -- 17. AsparaginO,l% + MaltoseO,5%+0,17oMgS04 + 0,17oKH2P04. 18. Pepton 17o + Glukose 0,57o 19. Tropon 17o (ungelöst) 20. (NH4)2S04 0,1 7o + Glukose 0,5% = Ergebnis am 14, Juli 1910: 1. bis 3. zeigen fast keine Euglenen. 4. Leider infiziert, viel Bakterien, grüner Rand. 5. Viel bei Betrachtung mit bloßem Auge farblos aussehende Schwärmer. 6. Ähnlich, aber weniger Euglenen. 7. Grüne Schwärmer, verteilt, ziemlich reichlich. 8. Keine Euglenen. 9. Fast wie 7. 10. und 11. Weniger, aber auch welche. 12. Ganz wenig Euglenen. 13. und 14. Grüner Rand. 15. bis 17. Keine Euglenen. 18. Wie 5., viel farblos aus- sehende Schwärmer. 19. Ziemlich viel Euglenen, hauptsächlich am Boden. 20. Durch und durch grün, aber unrein. Es ist also hierbei noch nicht ganz gelungen die Bakterien fern zu halten, trotzdem zeigt sich eine starke Förderung durch organische Stoffe. Besonders auffallend ist die gute Wirkung einer unreinen Kultur in Glukose- Lösung, worauf noch zurückzukommen sein wird. 28. Juli 1910: Später zeigt sich, daß Erbsenwasser (in Übereinstimmung mit Zum stein) besonders günstig ist. Die Euglenen ergrünen, sodaß die Kultur etwa so aussieht wie 20. Auch 17. (Maltose) zeigt nun üppiges Wachstum, ist aber gleichfalls nicht rein. 6. Dezember 1910: 1 . bis 3. schöngrüner Fleck auf der Zimmerseite, wie stets bei Kulturen in anorganischen Flüssigkeiten. Von den übrigen Kulturen ist 9. am besten, sehr schön grün. Die gute Wirkung von Leucin wurde auch in unreinen Rohkulturen beobachtet. V. 25. Mai 1910: Lehrreich ist noch folgender Versuch mit unreinen Kulturen 1. Mannit 0,1%. 2. Glukose 0,1%. 3. Ammonium bitartaricum 0,1%. 4. Mannit 0,1% + Asparagin 0,1%. 5. Glukose 0,1%+ . 0,17o. 6. Amm. bitart. 0,1% + . 0,1%. ^f.^^^f ' »^^^ .^7^' „,,.,,, ) die konzentrierte 7. Maisabkochung / 8. Maisfaulflüssiakeit (mit Bakterien infizierte ,, i.. *. 1^ AT • ui 1 \ \ /lo verdünnt alte Maisabkochnng). 9. Ammonium biraalicum (gleichfalls ausge faulte Lösung). 10. Sacbs'sche Lösung allein. E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllfiilirenden Mikroorganismen, II. 14 Ergebnis am 25. Juni 1910: 1. bis 4. Keine Euglenen. 5. Gelbgrüner Bodensatz, Flüssigkeit trüb von Bakterien. 6. Am besten, sieht klar aus, mit vielen schwimmenden Euglenen, die gelbgrün erscheinen. 7. Fast so gut wie 6., Euglenen aber ganz gelb. 8. Wie 6. und 7., aber Euglenen sehen bei Betrachtung mit bloßem Auge ganz farblos aus. 9. und 10. zeigen keine Euglenen. 30. Juni: 6. und 7. gut, 7. farblos, alle anderen enthalten nur noch wenig Euglenen. Der Versuch zeigt, daß Mannit ganz ungeeignet ist, Glukose mit Nitratstickstoff an Stelle von Ammou nicht ernährt (in Rohkulturen, die Erfahrung wurde wiederholt gemacht) und daß Asparagin neben Glukose wieder durch zu reichliche Bakterienentwickelung schädigt. Auch das Ammonsalz einer organischen Säure, der Apfelsäure, erweist sich als unbrauchbar. Wird dagegen Asparagin als Stickstoffquelle hinzugefügt, so erfolgt üppiges Wachstum. Auch die Unbrauchbar- keit organischer Säuren zeigte sich später noch wiederholt. In Mais- abkochung ist das Wachstum ebenso gut wie in dem ebenso zu- bereiteten Erbsenwasser. Hierin werden die Euglenen anfangs ent- färbt, ebenso in der gleichen Flüssigkeit nach dem Zurückgehen der Bakterien. Sachs'sche Lösung allein ist nicht geeignet. D. Eeinkultiirversuclie. Nachdem alle Versuche, durch Isolierung einzelner Individuen zu pilz- und bakterienfreien Kulturen zu gelangen, fehl geschlagen waren, blieben wohl nur noch zwei Methoden übrig, nämlich der Ausstrich auf festem Substrat und das Koch'sche Plattenverfahren. Letzteres besonders schien aussichtsvoll, nachdem ein Vorversuch gezeigt hatte, daß die Euglenen die Temperatur des erstarrenden Agars, nämlich 40 ^ C, vorübergehend gut ertragen. Als Substrat wurde eine Agarmischung mit Asparagin verwendet, da letzteres sich als gut fördernd erwiesen hatte, ohne die schädlichen farblosen Organismen, besonders Fadenpilze, zu sehr aufkommen zu lassen. Die Zusammensetzung war im ersten Versuche folgende: Agar-Agar 0,5 %, Asparagin 0,25 7o, MgSO^ 0,1 7o, KH^PO, 0,1%. Der Agar war also ziemlich dünnflüssig und außerdem schwach sauer, wodurch die Bakterien unterdrückt werden sollten. 15 I. 23. Juni 1909. a) Impfuug auf die Oberfläche von erstarrten Agarschichten in Petrischalen, Ausstrich mit der Platinnadel. b) Euglenen in Reagenzgläsern mit verflüssigtem Agar verteilt, der in den Röhrchen erstarrt; „Schüttelkultur" nach Molisch. Aerobe Organismen, besonders Pilze, können so höchstens auf der Oberfläche wachsen. Ergebnis am 29. Juni 1909: a. Auf der Agarplatte, die oberflächlich geimpft war, haben sich Euglene verbreitet. b. In einer der Schüttelkulturen ist eine Kolonie gekommen. Da wo mehr geimpft war, ist die ganze Agarmasse grün. Durch Zerbrechen der Röhrchen läßt sich der Agarzylinder freilegen, sodaß nach Zerschneiden mit sterilem Messer abgeimpft werden kann. Doch zeigt es sich später, daß die Methode mit Petrischalen bequemer ist. Auch andere Agarmischungen wurden versucht, zunächst solche, die neben Asparagin als Stickstoffquelle organische Säuren enthielten, weil aus den Untersuchungen von Zum st ein hervorzugehen schien, daß diese besonders gut ernähren. Weil aber Agar mit einigermaßen saurer Reaktion, offenbar durch hydrolytische Spaltung der Gelose, nicht mehr erstarrt, wurden neutrale und saure Salze der organischen Säuren in geringen Konzentrationen verwendet. Daneben wurden schon in den ersten Versuchsreihen auch Abkochungen von Pflanzen- teilen, die in den Rohkultureu gute Erfolge gezeitigt hatten, dem Agar beigegeben. II. 14. Mai 1910: Einprozentiger Agar mit 0,1% MgSO^ und KHgPO^ wurde mit folgenden Stoffen versetzt: a) Saures weinsaures Kali (Weinstein) 0,1%, Ca(N03)2 0,1%. b) Saures weinsaures Kali 0,1%, Asparagin 0,1%. c) Saures apfelsaures Ammon (Aram. bimalicum) 0,1%. d) Dasselbe und dazu Asparagin 0,1%. e) Maisabkochung. f) Saures weinsaures Ammon (Amm. bitartaricum) 1%. g) Dasselbe und dazu Asparagin 0,1%. Je zwei Platten in verschiedenen Verdünnungen (1 und 2), gegossen von phototak- tisch angesammelten Schwärmern. Auf Platte 3 oberflächliche Impf- punkte. Der Agar a, b, f und g erstarrt nicht. E. G. Priugsheim, Kulturversuche mit chloropliyllfülirenden Mikroorganismen, II. 16 Ergebnis am 24. Mai 1910. c) 1. Euglenen über die ganze Platte, Bakterien. 2. Eine lockere Kolonie von Euglenen neben einer großen Bakterienkolonie. 3. Euglenen in einer Pilzkolonie. d) 1. Massenhaft Euglenen über die ganze Fläche verteilt, keine zusammen- hängenden Kolonien. 2. Keine Euglenen. 3. Zwei rein aussehende, sehr lockere Kolonien auf der von Pilzen freien Hälfte der Platte. e) I . Neben sehr vielen kleinen Bakterienkolonien auch massenhaft Euglenen, und zwar in vielen gut isolierten, kleinen, dichten Tiefen- kolonien, wie auch über die ganze Oberfläche verbreitet. Dabei werden hier wie auch sonst zuweilen die Euglenen in der Nähe einer Bakterien- kolonie im Wachstum gefördert oder sie suchen solche auf (Abb. 5). 2. Bakterienkolonien geringer an Zahl, einige wenige gut isolierte Euglenenkolonien, daneben an einigen Stellen Oberflächenverbreitung. 3. An den Impfstellen wenig Euglenen mit Bakterien gemischt. Man sieht, daß apfelsaures Ammon, besonders mit Asparagin, gut ernährt und Hoffnungen auf Reinkultur erweckt, ebenso Maisagar. Doch fördert die organische Säure die Pilze, und die Maisabkochungen die Bakterien ziemlich stark. Ähnliches zeigt ein Versuch, in dem zum Vergleich Asparagin- agar und solcher von Pflaiizenabkochungen gewählt worden war. III. 2. April bis 6. Juni 1910. Je zwei Platten, eine (2), die Verdünnung der anderen (1). Asparaginagar 1. Lockere Kolonien, gut. 2. Eine lockere Kolonie. Agar mit Impatiensabkochung 1. Zahlreiche lockere Kolonien. 2. Wenige ebensolche Agar mit Maisabkochung 1. Bakterien und Pilze, aber auch Euglenenkolonien, letztere dicht. 2. Ganz überwuchert von einem sich auf der Oberfläche ausbreitenden Bakterium. Die Maisabkochung enthält offenbar mehr organische Stoffe als die von Impatienssamen und eignet sich deshalb weniger gut. Der Asparaginagar wieder sehr günstig. Hier wie später macht sich die lockere Struktur der Euglenenkolonien auf Asparaginagar (und Im- patiensagar) bemerkbar. Bei üppigerer Ernährung, z. B. Pepton- oder Erbsenagar, sind die Kolonien kleiner und dichter wegen der darin erfolgenden Abrundung der Zellen, während bei weniger reicher Nahrung eine ziemlich lebhafte metabolische Bewegung im Agar erhalten bleibt. Letztere Kolonien werden größer, und deshalb günstiger zum Abimpfen. 17 IV. 24. Mai 1910: Aus dem Versuch II d 3 vom 14. Mai auf Asparagin- und Mais- agar in Schrägröhrchen geimpft. Ergebnis am 6. Juni 1910: Bakterienfrei gewachsen! Ähnliche Erfahrungen wurden wiederholt gemacht, so zeigte z. B. ein Versuch mit Plattengüssen, die zum Vergleich im Licht und im Dunkeln gehalten wurden, das folgende Bild: V. Maisagar: hell, sehr üppiges Wachstum, rein grün, alle Euglenen gestreckt, kriechend, dunkel, leidlich vermehrt, gelblich, fast farblos, viele abgerundet, Zellen vacuolig. Agar mit apfelsaurem Ammon: hell, nicht sehr reichlich gewachsen, alle Euglenen gestreckt, grün, weit verbreitet, dunkel, wenig Euglenen, gestreckt, grün. Agar mit Maisfaulflüssigkeit: hell, gut gewachsen, aber Euglenen fast farblos, Oberflächenkolonien zeigen lang ausgezogene Zungen, dnnkel, sehr viel Bakterien, Euglenen eingekapselt, farblos. Impatiensagar: hell, gutes Wachstum, trotz vieler Bakterien, schön grün, Euglenen alle gestreckt, Kolonien zeigen zungenförmig ausgebreitete Ränder, dunkel, Euglenen wenig vermehrt, grün, gestreckt. Die Vermehrung im Dunkeln war also in dem am besten er- nährenden Maisagar noch am ansehnlichsten. Auf den Verlust der grünen Farbe soll in einem besonderen Abschnitte eingegangen werden. Die Ernährung mit Mais- und Impatieusabkochung erweist sich jeden- falls der mit organischen Säuren überlegen, da selbst die beste von diesen, die Apfelsäure, sich nicht besonders bewährt. Es wurde nun noch einmal zum genaueren Vergleich der Pflanzen- abkochungen mit dem bewährten Asparaginagar geschritten und gleich- zeitig versucht, ob dieser vielleicht durch apfelsaures Ammon noch verbessert werden kann. VI. 1. bis 14. Juni 1910: Plattenguß, hergestellt mit: Impatiensagar: mäßiges Wachstum, Tiefenkolonien dicht, klein. Beiträge zur Biologie der Pflanzen. Bd. XU. Heft 1- 2 ß. G. Pringsheim, Kulturversiiche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, 11. 18 Maisagar: Tiefenkolonien klein, sehr dicht, dunkelgrün (Pilze und Bakterien wachsen ziemlich gut). Maisfaulagar: Oberflächenimpfung. Sehr lockere Kolonien, Farbstoff geht zurück, Euglenen vielfach abgerundet mit Vacuolen. Asparaginagar: Gegossene Platte, zeigt schöne lockere Kolonien. Eine zweite mit Ober- flächenimpfung trägt außerordentlich dicht gedrängte Kolonien von festem Umriß. Schön grün. Wenig Verunreinigungen auf den Platten. Asparaginagar mit apfelsaurem Aramon: Pilze wachsen stark. Euglenenkolonien sehr locker, verstreut in der Tiefe. Wachstum schlechter als ohne apfelsaures Aramon. Daraus geht wieder die Überlegenheit des Asparaginagars für Plattenguß hervor; sowohl gegenüber den an sich auch ganz guten Pflanzensamenaufgüssen, wie auch besonders im Vergleich mit den organischen Säuren. Apfelsäure wurde noch einmal in Gestalt ver- schiedener Salze geprüft und die anderen guten Agargemische zum Vergleich herangezogen. VII. 16. bis 27. Juni 1910: Saures apfelsaures Ammon [nebst MgSO^ und K2HPOJ. Sehr dichte kleine traubige Kolonien. Neutrales apfelsaures Natron: genau ebenso. Ein Gemisch beider: ebenso. Apfelsaures Ammon + Asparagin: leidUch, größere Kolonien als ohne Asparagin. Asparagin ohne Apfelsäure: noch größere Kolonien, Euglenen mehr verteilt. Impatiensagar: wie voriges. Maisagar: sehr lockere Kolonien, Eugl. wandern ziemlich weit im Agar. Maisfaulagar: Wachstum etwa so gut wie bei den Malaten. Auch hier die unter- getauchten Kolonien grün. Der Versuch zeigt, daß die Salze der Apfelsäure als Zugabe zum Agar leidlich brauchbar sind, doch wird man sie wegen der Pilz- gefahr nicht gern heranziehen. Maisabkochung wiederum ist gut, er- nährt aber die Bakterien zu üppig. Bleibt als besonders geeignet 19 Impatiens- und Asparaginagar, von welchen der letztere der einfachen Beschaffung und Zusammensetzung wegen vorzuziehen ist. Danach wäre die Frage nach einer günstigen Agarraischung zur Reinkultur von Euglena gracilis zugunsten des O,lprozentigen Asparaginagars entschieden. Welche Ernährung für die Weiterkultur geeignet ist und wie überhaupt die Bedürfnisse unseres Organismus liegen, soll im Folgenden gezeigt werden, wobei an die vorliegenden Versuche von Zum stein und an die geschilderten eigenen Erfahrungen anzu- knüpfen sein wird. E. Reinkulturen auf festem Substrat. An die im letzten Abschnitt geschilderten Versuche mit Platten- guß schließen sich am besten die Impfungen auf Agarmischungen ver- schiedener Zusammensetzung an. I. 21. bis 28. Juni 1910: Die Impfungen wurden zunächst auf die Oberfläche von Agar gemacht, der in Petrischalen erstarrt war. So war eine mikroskopische Kontrolle möglich, die in Reagenzgläsern nicht auszuführen ist. Hell- und Dunkelkulturen. Maisagar: dunkel, die Euglenen anscheinend völlig farblos, sie kriechen am Rande des Impffleckes lebhaft umher, hell, ähnlich, aber grüner, wenn auch nicht sehr lebhaft gefäi'bt. M a i s f a u 1 a g a r : dunkel, schlechte Ausbreitung, aber dichtes Wachstum am Rande, gelbgrün, hell, ähnUch, aber viel grüner. 0,1 % Asparagin: dunkel, mäßiges Wachstum, sehr bewegUch am Rande des Impftropfens, hell, ausgezeichnetes, dichtes Wachstum mit vielen Teilungsstadien, dunkelgrün. 0,1 % apfelsaures Ammon: dunkel, schlechte Ausbreitung, daher Vermehrung schwer festzustellen, hellgrün, hell, traubiges, dichtes Wachstum, dunkelgrün (durch Pilz verunreinigt). 0,1 °/o apfelsaures Natron: dunkel, leidliche Vermehrung, hellgrün, hell, viel grüner, besseres Wachstum in traubiger Kolonie. 0,1 % apfelsaures Ammon -f- 0,1 % Asparagin: dunkel, Wachstum und Ausbreitung gut, hellgrün, viele Eugl. be- weglich (durch Pilz verunreinigt), hell, ähnlich, aber lebhaft grün. 2* E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, II. 20 0,1 % apfelsaures Ammon + 0,1 % Leucin: dunkel, kein gutes Wachstum, grün, hell, ebenso. 0,1 % (NHJ2HPO4 (ohne andere Salze): dunkel, Wachstum etwa wie bei Maisfaulagar. Dichte Vermehrung am Rande des Impffleckes, Euglenen auffallend goldgelb, hell, dunkelgrün, sonst ebenso. Auch später gute Ausbreitung und Vermehrung. Der Versuch hatte vor allem das Überraschende Ergebnis, daß ein Agar ohne v^^eitere organische Stoffe, der nur Ammoniumphosphat als N- und P-Quelle enthielt, zur Ernährung recht geeignet ist und sich zur FortzUchtung wegen der guten Ausbreitung der Euglenen auf der Oberfläche sogar besser eignet als irgend eine Mischung mit be- sonderer C-Quelle. Wegen des langsamen Wachstums der Euglenen in bloßen Salzlösungen w^aren derartige Rezepte vorher garnicht er- probt worden. Die Erfahrung wurde auch bei anderen Algen wieder- holt gemacht, daß irgend welche Stoffe des Agars fördernd wirken und auch solchen Organismen Vermehrung erlauben, die in anorga- nischer Lösung schwer oder garnicht zu kultivieren sind. Bei Euglenen gilt das sogar für die Kultur im Dunkeln, sodaß die Verwendung organischer Stoffe aus dem Agar klar ersichtlich ist. Von den sonstigen Dunkelkulturen auf Agar sind besonders die mit Apfelsäure und Asparagin gut gediehen, während Leucin sich als wenig geeignet erwies. IL 18. Juli 1910: Um diese Ergebnisse sicherer zu stellen, wurde der folgende Versuch angesetzt, in dem auch einige weitere Gemische zur Anwen- dung kamen. Es wurden Reagenzgläser mit schrägem Agar auf der Oberfläche mit Reinkulturen beimpft. 1. Maisagar. 2. Maisfaulagar. 3. 0,1 "/o Asparagin, 4. 0,1 % apfelsaures Ammon. 5. 0,1 % apfelsaures Ammon -|- 0,1 % Leucin. 6. 0,1 °/o '- '- +0,1 7o Pepton. 7. 0,5 % apfelsaures Natron. 8. 0,1 7o Leucin. 9. 0,1 % Calciumnitrat. 10. 0,1 7o Ammonphosphat. 11. Erbsenfaulagar. 12. . -f Mannit. 13. 5 -|- Glukose. 14. » 4- Maltose. 21 Ergebnis am 2G. Juli 30. Juli 1. ganz gut ganz gut 2. nichts mäßig 3. mäßig ganz gut 4. ganz gut ganz gut 5. nichts nichts 6. '- sehr wenig 7. ganz gut ganz gut 8. mäßig 9. * 10. = mäßig gut ausgebreitet und vermehrt 11. gut ausgebreitet sehr gut, aber hell gefärbt 12. Bakterien Bakterien 13. gut, aber Bakterien — 14. gut gut 9. August 1910: Am besten 11, dann 10, iiierauf an Güte abnehmend 14 = 6 = 3 dann 4=7, dann 9 = 1 = 8, in 5 nichts gewachsen. 18. August 1910. 1. Ganz gut, am Randeherum ausgebreitet. 2. Fortgetan. 3. Locker, und Pünktchen über eine größere Fläche ausgebreitet. 4. Nicht weiter ge- wachsen. 5. Ganz kleiner, dunkelgrüner Elex, 6. Sehr gut ausgebreitet, aber spärliches Wachstum. 7. Nicht weiter gewachsen, olivgrün. 8. Sehr spärlich, gut ausgebreitet. 9. Locker, gelbgrün. 10. Dicker dunkelgrüner, gefalteter Belag. 11. Über und über grün, auch zwischen Glas und Agar. 12. und 13. Fortgetau. 14. Kleine Menge grüner Klexchen. Der Versuch zeigt, entsprechend dem natürlichen Vorkommen der Euglenen in faulenden Flüssigkeiten, ein gutes Wachstum in dem nicht ganz ausgefaulten Erbsendekokt, während die, keine zersetzlichen Stoffe mehr enthaltende Maisfaulfiüssigkeit schlecht ist. Die Mög- lichkeit der Autotrophie unterstützt das Wachstum auf dem Ammon- phosphat als N-Quelle enthaltenden Agar, dessen organische Stoffe aber mit ernährt haben mögen. Leucin erweist sich wieder als un- günstig. Noch ein Versuch sei mitgeteilt, bei dem wieder die Impfung auf die Oberfläche erstarrter Nährböden geschah. IIL 9. August 1910: 1. Gelatine 10 "/o in Wasser ohne Salze. 2. Agar mit ausgefaulter Erbsenabkochung. 3. Agar mit nicht ganz ausgefaulter Maisabkochung. 4. Agar mit 0,1 7o MgSO^ und 0,1 % KH^PO^. E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, IL 22 5. Agar mit Maisabkochung und Glukose. 6. Agar mit 0,1 °/o apfelsauiem Natron. 7. Agar mit 0,1 % Ca(N03)2. 8. Gewässerter Agar mit 0,1 % (NHJ2HPO4. 9. Agar mit 0,2 % Fleischextrakt. 10. Agar mit 0,1 % (NHJ2HPO4 und 0,5 Vo Glukose. 11. Agar mit 0,1% apfelsaurem Ammon und 0,1% Leucin. 12. Gelatine 10 % mit 0,5 % Pepton. Ergebnis am 18. August 1910. 1. Nichts gewachsen. 2. Wenig Euglenen. 3. Euglenen in kleinen Häufchen, ziemUch hell, gelblich. 4. Kleine grüne Kolonie. 5. Schönes Wachstum, kräftig grün. 6. Leidliches Wachstum. 7. Nichts. 8. Kleine grüne Punkte. 9. Gute Ausbreitung, üppiges Wachstum. 10, Nichts. 11. Kleine tiefgrüne Kolonie. 12. Dichter dunkelgrüner Fleck ohne Aus- breitung. 26. August 1910. Ähnlich, 6 hat sich verbessert, 9 am besten. Am 12. September hat sich besonders 3 sehr gut entwickelt. Am 25. Oktober ist dieses Röhrchen über und über grün, üppiger sogar als 9. Bei 1 ist noch Wachstum eingetreten, wenn auch nicht stark, bei 1 1 dicker grüner Klumpen. Aus den Versuchen dieses Abschnittes wären folgende Schlüsse zu ziehen: Agar mit Amraonsalz eignet sich gut zur Weiterzüchtung der Euglenen, da diese sich über die Oberfläche ausbreiten und dadurch sich weniger gegenseitig stören, als bei dichtgedrängtem Wachstum. Sehr gut sind für denselben Zweck auch Asparaginagar und die Ab- kochungen von Erbsen und Mais. Die Salze der Apfelsäure (und die der Wein- und Zitronensäure) verhindern die Ausbreitung und erlauben kein sehr gutes Wachstum. Daran ändert anch ein Zusatz von Pepton oder Leucin nichts. Eine Förderung durch Zucker konnte bei bak- terienfreier Kultur nicht beobachtet werden, wohl aber dann, wenn Bakterien auftraten, eine Erfahrung, die später noch wiederholt ge- macht wurde. Fleischextrakt erweist sich als sehr förderlich, Pepton weniger. Gelatine ist unbrauchbar. Sie ernährt erst, wenn sie durch Bakterien verflüssigt ist. F. Kulturen in Mhrsalzlösungen. In den Kulturen auf gallertig erstarrten „festweichen" Nährböden läßt^ sich die Vermehrung besser verfolgen als in Flüssigkeiten. Auch treten dabei manche Unterschiede in der Art der Ausbreitung und 23 Koloniebildung hervor, wie das oben geschildert wurde. Doch sind die Versuche in ernährungsphysiologischer Hinsicht nicht so ausschlag- gebend, weil selbst der gewässerte Agar wohl noch ausnutzbare Be- standteile enthält, eine Unsicherheit, die bei Flüssigkeitskulturen fortfällt. Die nun zu beschreibenden Experimente sollten folgende Fragen aufklären : 1. Läßt sich mit rein autotropher Ernährung, also in anorganischen Salzlösungen, eine gute Vermehrung erzielen, eine bessere vielleicht, als sie Zumstein gelungen ist? (a. a. 0. S. 179 und S. 188, 189). 2. Welche Säuregrade werden ertragen? 3. Wie steht es mit der Ausnutzung organischer Stoffe? 1. Autotrophe Ernährung. Zumstein (a. a. 0. S. 189) hat gefunden, daß eine rein anorga- nische Ernährung der Euglenen zwar möglich ist, stets aber nur mäßige Vermehrung erlaubt. Er benutzte nur Nitrat als Stickstoff- quelle. Dies ist, abgesehen von eventuellen Zusätzen an Eisen- und Kalksalzen, neben der Reaktion der Lösung der Hauptpunkt, in dem sich Nährsalzlösungen unterscheiden können. Da er Ammonsalze nicht herangezogen hat, so läßt er die Frage offen, ob mit diesen nicht vielleicht ein besseres Wachstum erzielt werden kann als mit Nitraten. Für diese Vermutung spricht besonders auch die oft be- tonte Häufigkeit der Euglenenarten in aramoniakhaltigen Mistgruben- jauchen. Lemm ermann 1) z. B. spricht geradezu von einem „Euglena- Verein" in ammoniakhaltigem Wasser. Aus solchen Beobachtungen könnte man auch auf eine Förderung durch alkalische Reaktion schließen. Um diese Frage ihrer Lösung näher zu bringen, wurde ein Reihe von Versuchen angestellt, von denen der folgende als typisch mit- geteilt sei. Die benutzten Nährlösungen waren: L 11. Juli 1911: 1. (NH4).HP0„ MgSO,, KHCO3 2. {NH.j^COs, MgSO^, K^HPO, 3. NH4HCO3, MgSO,, K2HPO4 4. (NHJ,HPO„ MgSO,, K2CO3 5. (NHJ2HPO,, MgSO,, KH2PO4 ( le ^,1 /<>• 6. KNO3, MgSO^, K2HPO4 7. KNO3, MgSO,, K2HPO4, 0,2 % KHCO3 8. KNO3, MgSO^, KH2PO4 1) E. Lemmermaun, Kryptogamenflora der Mark Brandenburg. Algen I, Leipzig 1910, S. 290. E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllfUhrenden Mikroorganismen, II. 24 Da es auf den Vergleich der Konzentration der Salze weniger ankam, wurde von der Verwendung von Molekularlösungen abgesehen. Es kamen überall Vioprozentige Lösungen zur Anwendung, außer bei Lösung 7, die 0,2 % KHCO3 enthielt. Überall wurde ein ganz kleines Stückchen Gips zugefügt, um ein eventuelles Ca-Bedürfnis zu befriedigen. In Lösung 1, 3 und 4 entstand ein schwacher Niederschlag, in 2, 3, 4 und 7 schieden sich später wenig Kriställchen ab. Die Lösungen 1, 2, 3, 4, 6, 7 waren mehr oder wenig stark basisch, etwas stärker war die Alkalinität nur bei 2 und 4 durch die zugesetzten Mono- karbonate. Lösung 5 war annähernd neutral, da das Ammonium- phosphat als sekundäres, das Kaliuniphosphat als primäres Salz ge- geben wurde. Lösung 8 war durch das sekundäre Kaliumphosphat schwach sauer. Um diese Keaktionsdifferenzen nicht zu verändern, wurde von einer Sterilisation der Lösungen abgesehen. Doch mögen die Lösungen ihre Reaktion später geändert haben, was auch ohne die Einwirkung der Organismen vor sich geht, indem die Monokarbo- nate bekanntlich Kohlensäure an die Luft abgeben, die Bikarbonate, welche anziehen, bis beide durch Tensionsausgleich mit der Atmosphäre sich gleich geworden sind. Der Grund des teilweiseu Zusatzes von Karbonaten und Bikarbonaten war neben der Variierung der Reaktion und der Erprobung geeigneter Salze der notwendigen metallischen Elemente, die Idee, ob nicht vielleicht das leicht abspaltbare Kohlen- dioxyd der sauren Salze die Assimilation erleichtere. Eine Nitrifikation ist wohl trotz der mangelnden Sterilisation der Nährlösungen nicht eingetreten, da diese möglichst sauber hergestellt wurden. Auch ge- schah die Impfung mit der Aufschwemmung einer Reinkultur, die zu je 1 ccm in die 200 ccm betragenden Lösungen pipettiert wurde. Die Impfmenge war so groß, daß die sich phototaktisch ansammelnden Schwärmer bald zu beobachten waren. Aufstellung am Nordfenster. Ergebnis am 13. Juli 1911: 1. Grüner Rand an der Zimmerseite. 2. Ansammlung um die am Boden liegenden Kryställchen. 3. Ähnlich wie 2. 4. Euglenen nicht zu sehen. 5. Grüner Fleck hinten und grüner Rand am Meniscus. 6. Wie 5. 7. Ebenso. 8. Schwacher grüner Rand, kein Bodeufleck. 17. JuU 1911: 1. Sehr mäßig, schwach grüner Rand und ganz wenig Satz. 2. und 3. ebenso. Bei 4. nichts. 5. Hübsch grüner Rand, grüner Klex am Boden hinten und Euglenen auch an der Wasseroberfläche. 6. Grüner Rand rings am Meniscus und grüner Fleck hinten am Boden. 7. Tief grüner Fleck hinten am Boden und schwacher Rand. 8. Viel Euglenen hinten am Rande und an der Oberfläche. Keine am Boden. 25 Es sind nun also deutliche Unterschiede im Wachstum zu er- kennen. Lösung 4, die am stärksten alkalische, da KgCOg stärker hydrolysiert ist als das (NH4)2C03 der Lösung 2, zeigt keine Vermehrung, die Euglenen sind tot. Die basische Reaktion ist unserem Organis- mus schädlich. Die sonst gleiche Lösung 1, die aber das primäre Karbonat enthält, erlaubt Vermehrung; die sich im Grunde von ihr nicht wesentlich unterscheidende Lösung 3 desgleichen. Auch 2 ist nicht zu stark basisch. Lösung 5, durch ihren Gehalt an saurem Phosphat neben sekundärem nahezu neutral, ist besser als die schwach basischen 1 — 3. Von den Lösungen 6 — 8 mit Nitratstickstoff ist 8 am besten, die schwach sauer ist. Die sich von ihr nur in diesem Punkte unterscheidende schwach basische Lösung 6 mit dem sekundären Phosphat an Stelle des primären ist nicht ganz so gut. Der Zusatz des neutralen Kaliumbikarbonates bei 7 macht demgegenüber keinen Unterschied. Es scheint also das Vorhandensein der leicht abspalt- baren Kohlensäure der sauren Karbonate keinen Vorteil zu bedingen. Ebenso sind Ammonsalze keine besseren Stickstoffquellen als Nitrate. Alle diese Unterschiede wurden später noch deutlicher. Ergebnis am 2L Juli 1911: 1. Sehr wenig Euglenen am Boden. 2. Etwas mehr, dünner Rand und Bodensatz, hellgrün, schleimig. 3. Ähnlich wie 2. 4. Nichts, fortgetan. 5. Viel Euglenen, massenhaft Schwärmer in der Flüssigkeit, Rand am Me- niscus, Euglenen steigen etwas (geotaktisch ?) am Glase in die Höhe. Kaum Bodensatz. 6. Starker Satz, weniger Schwärmer, hellgrüner Ring am Meniscus. 7. Ganz ähnlich, aber Euglenen mehr gelblich. 8. Sehr viel Euglenen, viele schwärmen, gut phototaktisch. 29. Juli 1911: 1. Ganz dünner Rand am Meniscus. 2. Etwas mehr. 3. Wie 2. 4. — . 5. Haut an der Oberfläche, Satz, ein Teil der Euglenen schwärmt noch. 6. Dicker Satz. 7. Weniger und gelblich. 8. Massenhaft Schwärmer, gleich- mäßig durch die Flüssigkeit verteilt, kein Satz, keine Haut. 21. September 1911: 1. Massenhaft Schwärmer. Der ganze Kolben grünlich gelb. Kein Satz. Schwacher Rand. 2. Kräftiger grünlichgelber Rand. Sonst fast nichts, nur wenig hell aussehende Schwärmer. 3. Ganz älmlich. 4. — 5. Kräftiger Satz, wenig Schwärmer. 6. Ähnlich, Rand schwach, schleimig. 7. Kräftiger braungrüner Satz, keine Schwärmer. 8. Starker Satz und schwache Haut zu Boden gesunken, noch Schwärmer. Aus dem Verhalten dieser Kulturreihe ergibt sich auch weiter die Überlegenheit der neutralen Lösung 5 gegenüber den alkalischen 1 — 3, was am besten am 21. Juli hervortrat, desgleichen ist die saure Lösung 8 besser als die schwach basischen 6 und 7. Besonders in E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, U. 26 diesen Lösungen mit Nitrat wird die Förderung durch schwach saure Reaktion deutlich. Das Kaliumnitrat ist aber als physiologisch basisch zu bezeichnen, da durch Verbrauch des Nitrat- Jons die OH- Jonen sich anhäufen müssen. Würde das nicht berücksichtigt und würde man neutrale Lösungen verwenden, so könnte man leicht dazu kommen, die Ammonsalze für besser zu halten, als die Nitrate, wie mir das in einem Vorversuche geschehen ist. Bei Kultur 7 ist die gelbliche Färbung am 2L Juli und weiterhin gegenüber No. 6 offenbar darauf zurückzuführen, daß das Bikarbonat durch Abgabe von Kohlensäure die Lösung alkalisch gemacht hat. Es sind also Lösung 5, die durch Verbrauch des NH4-Jons sauer geworden sein dürfte und die von vornherein saure Lösung 8 die besten. Man sieht daraus, daß die Reaktion der Lösung wichtiger ist als die Art der Stickstoffquelle. Auffallend ist die langsame Entwicklung der Kultur 1 zu beträchtlicher Üppigkeit. Auch hier mag wohl der Verbrauch des Ammonions einen Rückgang der Basizität bewirkt haben. Im ganzen sieht man, daß bei geeigneter Mischung eine ganz gute Entwickelung der Euglenen auch in anorganischen Lösungen möglich ist, denn schon nach 10 Tagen waren Kultur 5 und 8 recht üppig, allerdings Anfang Juli, also bei bestem Lichte. Im Winter sind solche Kulturen kaum zu erzielen, selbst nicht am Südfenster, Die Bedeutung des Ammoniaks und der Reaktion der Lösung wurde noch durch folgenden Versuch erprobt: IL 10. Dezember 1910: Erlenmeyerkolben durch Kork verschlossen, mit 0,1 % MgSOi, K2HPO4 und (NHJ2HPO4, dazu 1. 1 % NH.HCOg. 2. 0,1 % NH4HCO3. 3. 1 % (NHJ2CO3. 4. 0,1 % (NHJ2CO3. Nicht sterilisiert, Rohkulturen. Ergebnis am 14. Dezember 1910: am 5, Januar 1911: 1. alles tot — 2. einige Schwärmer hübsch grün und gut phototaktisch. 3. alles tot — 4. wie 2. mehr braun als 2, aber auch ganz gut. 1 und 3 sind wegen zu hoher Alkalinität nicht brauchbar. 2 ist schwach alkalisch und deshalb noch brauchbar. 4 ist durch etwas stärkere Basizität offenbar an der Grenze der Schädlichkeit und hat sich auch weiterhin nicht so gut entwickelt wie 2. 27 Man kann daraus wohl schließen, daß basische Reaktion unge- eignet ist, sobald sie etwas stärker wird. Schwach sauere Reaktion ist jedenfalls förderlicher. Diese Frage ist aber nur mit organischen Nährlösungen weiter geprüft worden. Eine Ammoniakanhäufung an natürlichen Standorten dürfte jedenfalls für Euglena gracilis immer schädlich sein. G. Eeinkulturen in organischen Nährlösungen. Was die Verwendbarkeit organischer Nährstoffe für Euglena gra- cilis anbelangt, so hat Zum stein (a. a. 0. S. 187) eine Reihe von Versuchen mit Reinkulturen angestellt, die eine Orientierung über das Wichtigste erlauben. Vieles von seinen Angaben konnte ich bestätigen. In anderem weichen meine Ergebnisse ab. Auch sind nicht alle seine Behauptungen durch genügend sichere Beobachtungen gestützt. Die Hauptresultate der Versuche von Zumstein mit organischen Stoffen sind folgende: 1. Euglena gracilis wächst in gewissen Lösungen mit organischen Stoffen sehr viel rascher und besser als ohne solche in rein anorga- nischen Salzgemischen. 2. Die Ernährung ist besonders günstig, wenn Pepton zugegen ist. Sie wird weiter gefördert durch Glukose und organische Säuren, besonders Zitronensäure, sodaß eine besonders gute Nährlösung neben den notwendigen Salzen etwa 1 % Pepton, 0,4 % Traubenzucker und 0,4 % Zitronensäure enthält. 3. Zitronensäure bis zu 2 % und mehr, wie überhaupt eine rela- tive hohe H-Jonenkonzentration wird gut ertragen. 4. Bei üppiger Ernährung sowie im Dunkeln tritt eine Reduktion der Chromatophoren auf. Im ersteren Falle treten vereinzelt auch ganz farblose Individuen auf, die bei Lichtabschluß durchaus über- wiegen. Doch wird die völlige Chlorophyllfreiheit nicht in einer ein- zigen Generation erreicht, sondern durch Aufteilung des Farbstoffes bei der Vermehrung erzielt. Mir lag nun hauptsächlich an einer genaueren Feststellung der organischen Stoffe, die die Assimilation ersetzen können, also eine Vermehrung im Dunkeln erlauben, ferner lagen verschiedene Bedenken über die Bedeutung der Chromatophoren-Reduktion vor. Dann schienen mir gewisse frühere Beobachtungen an meinem Organismus mit der von Zumstein bei seiner Form gefundenen hohen Säureresistenz nicht recht vereinbar. Und schließlich interessierte mich die Verwen- dung solcher Lösungen, die den in der Natur vielleicht gebotenen ähnlicher wären, als die Zumsteinschen und das plötzliche massen- E. G. Priugsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, II. 28 hafte Auftreten mancher Euglenen erklären könnten. Hier kamen hauptsächlich bei der bakteriellen Zersetzung von Pflanzenteilen ent- stehende Substanzen und sogenannte Humusstoflfe in Betracht. Was die Fäulnisstoffe anbelangt, so mußten jetzt natürlich in Gegensatz zu einem früheren Abschnitte Reinkulturen verwendet vs^erden, und es mußte die unzersetzte Lösung mit der in einem gewissen Stadium der Zersetzung sterilisierten verglichen werden. Was die Möglichkeit der Kultur in allerlei Pflanzenabkochungen u. dergl. anbetrifft, so liegen schon in meinen Rohkulturversuchen und den ImpfuDgen auf Erbsen-, Maisagar und ähnlichem Erfahrungen vor, die durch solche mit bakterienfreien Flüssigkeitskulturen bestätigt werden. So erwiesen sich Abkochungen von Erbsen- und Maiskörnern als sehr brauchbar, solche von Mohrrüben und getrockneten Pflaumen dagegen nicht. Einen Überblick über die Unterschiede zwischen Roh- und Rein- kulturen, sowie über die Möglichkeit der Ernährung im Dunkeln gibt der folgende Versuch: I. 15. Februar 1911: Ernährungsversuch mit Euglena gracilis in Rein- und Rohkultur, am Lichte und im Dunkeln. 200 ccm-Erlenraeyerkolben mit 100 ccm Flüssigkeit. Je vier Kolben folgender Nährflüssigkeiten: 1. 0,1 % Fleischextrakt. 2. ebenso -|- 0,5 % Glukose. 3. 0,1 % MgSO^ -f 0,1 % KH2PO4 + 0,1 % (NHJ2HPO4 -f- 0,5 % Glukose. 4. 0,1 % MgSO^ + 0,1 "/o KH2PO4 + 0,1 % Pepton + 0,5"/o Glukose. 5. Erbsenfaulflüssigkeifi). 6. ebenso -f- 0,5 % Glukose. 7. ebenso -f 0,1 % Pepton. Von den je vier gleichen Kolben wurden a und b mit photo- taktisch angesammelten Schwärmern aus einer Rohkultur geimpft, c und d aber aus einer Reinkultur. Alle standen anfangs am Lichte, am 6. März, also nach drei Wochen, kamen b und d ins Dunkle. Ergebnis am 17. Februar 1911: Nach zwei Tagen die mit Rohkultur beimpften Kolben von Bakterien getrübt. ^) Hergestellt durch Faulenlassen von gekochten Erbsen in Wasser nach Impfen mit Erde bis zur Klärung und Geruchlosigkeit, Sterilisieren und Filtrieren. 29 8. März: Lichtkulturen: 1 a. Sehr grün. 1 c. Ganz kleine phototaktische Ansammlung, tiefgrün. 2a. Bakt. und Pilze, Engl.? 2c. Wie Ic. 3a. Pilze, etwas grün. 3c. Engl.? — 4 a. Pilze und Bakt., Eugl.? 4 c. Ganz dünner grüner Rand hinten. 5 a. Wie 1 a. öc. — . 6 a. Sehr viel Bakt. und wenig Eugl. 6 c. — . 7 a. Wie 1 a. 7 c. Eugl. gut. 26. März: Lichtkulturen : la. Sehr grüner Bodensatz. Ic. Zahlreiche Schwärmer, hellgrün. 2 a. Bakt. und Pilze, wenig Eugl. 2 c. Wie 1 c. 3 a. Sehr grün, viel Schwärmer, wenig Pilze, 3 c. — . 4 a. Nur Pilze und Bakt. 4 c. Wenig Euglenen-Schwärmer. 5 a. Schön grün, massenhaft Eugl. schwärmend. 5 c. Besser als die anderen Reinkulturen, sehr üppig. 6 a. und c. — . 7 a. Wie 5 a. 7 c. Wie 5 c. Dunkelkulturen: 1 b. Dünner grüner Bodensatz und grüner Rand am Meniskus. 1 d. Wie 1 c, aber weniger. 2b. Wie 2a. 2d. Wie Id. 3 b. Bakt. und Pilze, ganz wenig Eugl. am Rande. 3d. — . 4 b. Nur Pilze. 4d. Ganz wenig Eugl. schwärmend. 5 b. Reiner grüner Satz. 5d. — . 6 b. Bakt., wenig Eugl. 6d. Nur Bakt. 7 b. Wie 5b. 7d. -. 21. April: Lichtkulturen: 1 a. Olivgrüner, reichlicher Bodensatz. . 1 c, Ockerfarbiger Rand am Meniskus. 2 a. Bakt. und Pilze, Bodensatz helloliv. 2 c. Wie 1 c. 3 a. Pilzmyzel durch Eugl. grün. 3 c. — . 4 a. Pilze, Bakt., ganz wenig gelbgrüue Euglenen. 4 c. Satz ocker- farbiger Eugl. 5 a. Wie 1 a. 5 c. Hübscher gelbgrüner Bodensatz, am meisten von allen Reinkulturen. 6 a. Wie 1 a. 6 c. Niederschlag von Euglenen noch fahler als bei 1 c, etwa isabellfarben. 7a. Wie la. 7c. Fast wie 5c. Dunkelkulturen: 1 b. Dünner grüner Bodensatz und grüner Rand, am grünsten von allen Dunkelkulturen. 1 d. Sehr viel Schwärmer, dünner gelber Rand am Meniskus. E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllfiihrenden Mikroorganismen, II. 30 2b. Viel Bakt. und Pilze, keine Eugl. 2d. Wie Id. 3b. Wie 2b. 3d. — . 4b. Massenhaft Pilze, keine Eugl. 4d. Schwärmer sehr reichlich, kein Bodensatz und kein Rand. 5b. Kräftiger braungrüner Satz. 5d. — . 6b. Viel Bakt, gelbgrüner Rand. 6d. — . 7 b. Kräftig grüner Satz. 7d. — . Aus diesem Versuche sind folgende Schlüsse zu ziehen: 1. Fleischextrakt erlaubt gutes Wachstum am Licht und im Dunkeln , in Rein- und Rohkulturen. Die Euglenen schwärmen im Dunkeln viel länger. 2. Wird Glukose hinzugesetzt, so wachsen in Rohkulturen die Faden- und Spaltpilze stärker, während Reinkulturen dadurch weder im günstigen noch im ungünstigen Sinne beeinflußt werden. 3. Glukose in Nährsalzlösung mit Ammonphosphat als Stickstoff- quelle ist recht ungünstig. Reinkulturen gedeihen darin garnicht. In Rohkulturen können die Euglenen sich vermehren, wenigstens am Lichte. Auch Zum st ein (a. a. 0. S. 177) fand, daß mäßige Bakterien- entwickelung unter Umständen günstig wirkt. Vgl. auch S. 16 und Fig. 5. Das Pilzmyzel wirkt irgendwie chemotaktisch auf sie. Offenbar produ- zieren die Pilze Stoffe, die zur Ernährung der Euglenen brauchbar sind und sie anlocken. Durch Bakterien zersetzte Zuckerlösungen haben in anderen Fällen sogar recht üppige Entwickelung ergeben. 4. Dieselbe Nährlösung mit Pepton an Stelle von Ammonphosphat ist besser und erlaubt Vermehrung im Dunkeln. In Rohkulturen werden aber natürlich die Pilze und Bakterien stark gefördert. 5. Erbsenfaulflüssigkeit ist wenigstens am Lichte sehr günstig und wetteifert dann mit Fleischextrakt. Für Dunkelkulturen ist sie nicht geeignet. 6. Zusatz von Glukose zum vorigen ist ohne Wirkung bis auf die Förderung der fremden Organismen. 7. Erbsenfaulflüssigkeit mit Pepton ist am Lichte ganz ähnlich, im Dunkeln ist es für Rohkulturen besser als mit Zucker, für, Rein- kulturen ist der Ausfall auffallender Weise schlecht. Hervorzuheben ist aus diesen Ergebnissen vor allem die Eignung der Faulflüssigkeit für Euglenen gegenüber der Unbrauchbarkeit der Glukose, ferner die Erhaltung der Schwärmfähigkeit im Dunkeln, alles oft wiederholte Erfahrungen. Um die von Zumstein (a. a. 0. S. 191) als besonders ge- eignet empfohlenen Nährstoffe zu prüfen und die optimale Konzen- tration derselben zu ermitteln, wurde der folgende Versuch angestellt. 31 Er sollte hauptsächlich zeigen, ob die Unbrauchbarkeit der Glukose im vorigen Versuche Zufall war und ob die von mir kultivierte Euglena gracilis gleich der Zumsteinschen eine relativ hohe Säurekonzen- tration verträgt, da dieser Punkt mir bei den Kohkulturen recht zvvreifelhaft geworden war. Zu dem Zwecke nahm ich das eine gute Vermehrung garantierende Pepton in abgestufter Konzentration und setzte eine Vergleichsreihe mit Glukose an, indem ich annahm, daß die Förderung durch diese bei geringer Peptonmenge eher zum Vor- schein kommen würde. Andererseits versah ich eine Versuchsreihe mit konstanter Peptonmenge und wechselndem Zitronensäuregehalt. Schließlich wurde auch der besonders günstige Fleischextrakt zum Vergleich herangezogen: II. A. Fleischextrakt: a. b. 2,5 1,25 29. April c. 0,6 1911 • d. 0,3 e. 0,15 "/o. B. Pepton: 2,5 1,25 0,6 0,3 0,15 %. C. Pepton je 2,5 0,5 "/o 1,25 + Zitronensäure 0,6 0,3 0,15 7o. D. Glukose je 0,5% -|- Pepton: 2,5 1,25 0,6 0,3 0,15%. Überall 50 ccm-Kölbchen mit 25 ccm Flüssigkeit, die noch 0,25 % (NHJoSOi, 0,05 % MgSOi und 0,05 7o KHgPO^ zugesetzt erhielt. Rein- kulturen, geimpft aus Ammonphosphatagarröhrchen. Nordfenster, meist heiteres Wetter. Ergebnis am 8. Mai 1911: A. a. und b. — . c. Grüner Fleck hinten und Schwärmer, d. Mehr Schwärmer, Fleck stärker grün. e. Kein Fleck, wenig Schwärmer. B. a. und b. — . c. bis e. Ganz vereinzelte Schwärmer. C. — D. a. und b. — . c. Wenig Schwärmer, d. Etwas mehr. e. Beides weniger. 10. Mai 1911: A. a. und b. Wenig Schw. c. und d. Schw. und grüner Fleck, e. Beides weniger. B. a. — c. Unverändert, d. Etwas mehr Schw. e. Recht hübsch grün. C. — . D. a. und b. — . c. und d. Reichlich Schw. e. Weniger. 12. Mai 1911: A. a. und b. Wie oben. c. Sehr üppig, je nach Beleuchtung, bald Flüssigkeit ganz grün, bald alle Eugl. phototaktisch angesammelt, d. Etwas weniger, e. Beträchtlich weniger Eugl. E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, II. 32 B. a.— c. Unverändert, d. und e. Etwas weniger als A. e., Engl, an der Oberfläche der Flüssigkeit. C. a. — d. — , Impfmasse nooh grün. e. Ganz wenig Schwärmer. D. a. — . b. Ganz wenig Schwärmer, c. und d. Wie B. d., ganz hübsch grün. e. Etwas weniger. 15. Mai 1911: A. a — . b. Viel Schwärmer, c. Noch mehr. d. Etwas weniger als c. e. Etwa wie b. B. a. und b. Ganz wenig Schw. c. Etwas mehr. d. Grüne Haut an der Oberfläche, wenig Schw. e. Ähnlich, etwas mehr. C. a. — d. — . e. Ziemlich viel Schw. D. a. — . b. Ganz wenig Schw. c. und d. Viel, etwa wie B. e. e. Etwas weniger. 20. Mai 1911: A. a. — . b. und c. Etwa gleich üppig, d. Beinahe ebenso, e. Unverändert. B. a. und b. Unverändert, c. Wenig mehr. d. Hübsch grün. e. Gleich- falls. Beide mit guter Haut. Nicht ganz so üppig wie A. e. A. a. — d. — . e. Hübsch grün, Schw. und Beginn einer Haut. D. Unverändert. 29. Mai 1911: Bei A. a. grüner Rand. 10. Juni 1911: A. a. Dickgrün und Bodensatz. B. a. Spärlich Schwärmer, b. Etwas mehr. c. Haut. C. a. — c. — . d. Leidlich grün. e. Hübsch grün. D. a. — . b. Wenig Schwärmer, c. — e. Gut grün. • 23. Juni 1911: A. Es ist nicht mehr zu sagen, welche Kultur die beste ist. B. Unverändert. C. Gleichfalls. D. a. — . b. Wenig Schw. c. Gute Haut. d. und e. Unverändert. 6. Juli 1911: A. a. Hat stärkeren Bodensatz als e. Bei a. und b. Schwärmer nicht zu sehen, da die Kolben durch festgesetzte Engl, undurchsichtig sind. c. Zeigt viel mehr Schw. als d, dieser mehr als e. B. Unverändert, c. Viel Schw. d. — e. Keine. C. a. — c. — . d. Viel Schw. e. Massenhaft Schw. D. a. Ganz wenig, b. Etwas mehr Schw. c. Wenig Schw., kein Satz, schöne Haut. d. und e. Spärlicher. 27. Juli 1911: A. Überall dicker grüner Satz, am meisten bei c. B. a. — . b. Grüner Rand über dem Meniscus, c. Ähnlich und Haut, d. Bodensatz und dünne Haut. e. Ähnlich. C. a.— c. — . d. Viel Euglenen, aber Pilze, e. Dünner Rand und Haut. D. a. — . b. Grüner Rand, Euglenen etwas in die Höhe gekrochen, c. Haut. d. Haut und Satz. e. Ebenso, aber weniger. 33 Der Übersichtlichkeit wegen wurden die Ergebnisse in die folgende Tabelle I gebracht, wobei freilich etwas Schematismus unvermeidlich war, sodaß die gleichen Bezeichnungen, die ja auf freier Schätzung beruhen, nicht überall ganz die gleiche Entwickelungshöhe angeben mögen, sondern etwas relative Werte veranschaulichen. Als Ergebnisse möchte ich hervorheben: 1. Fleischextrakt ist zur Ernährung der Euglenagracilis besonders geeignet, und zwar vor allem in einer Konzentration von etwa ^U—^U^Io- Die Euglenen schwärmen lange. 2. Pepton ist nicht ganz, aber fast ebenso gut, besonders in den niederen Konzentrationen. Die Euglenen schwärmen weniger lange, halten sich mehr in den oberen Flüssigkeitsschichten auf und gehen schließlich in Form einer Haut oder eines Randes am Meniscus in den unbeweglichen Zustand über. Diese Beobachtung wurde auch schon in den Rohkulturen gemacht. Pepton stärkt also offenbar die Geotaxis. Nach Zum stein (S. 190) soll noch lOprozentige Pepton- lösung gut geeignet sein. Bei mir wirkte schon solche von 1,25 % hemmend, das Optimum der Konzentration lag unter 0,6 %. Ahnliches gilt für Fleischextrakt. 3. Zitronensäure zu Pepton zugesetzt, hemmt selbst in einer Kon- zentration von 0,12% die Vermehrung. Bei 0,5 % ist schon kein Wachs- tum mehr möglich. Die Hautbildung wird verhindert, vielleicht aber nur auf Grund der Verzögerung überhaupt. 4. Glukose zu Pepton zugesetzt hat in der Konzentration von 0,5 % kaum irgend welchen Einfluß. Jedenfalls bewirkt es keine Förderung, höchstens in geringem Grade das Gegenteil. Vergleicht man diese Resultate mit dem, was Zumstein angibt, so findet man eine Übereinstimmung nur in der Förderung durch Pepton und Fleischextrakt, die allerdings bei mir nur für viel niedrigere Konzentrationen galt. Die große Widerstandsfähigkeit gegen Säure, die dieser Autor konstatierte, besaß dagegen mein Euglenen-Stamm nicht. Während nach Zumstein noch 2^lo Zitronensäure gut ver- tragen werden sollen, war bei mir die Grenze schon bei etwa 0,4 bis 0,5 % erreicht. Schließlich ist auch der Mangel einer Förderung durch Traubenzucker auffallend, da dieser in der kompleten Nährlösung Zum Steins zu dem besonders üppigen Wachstum beitragen soll. Diese und andere Differenzen gegenüber Zumsteins Befunden, auf die ich noch zu sprechen komme, erweckten in mir erst Zweifel über die Richtigkeit der Bestimmung meiner Euglenenart. Aus diesem Grunde wandte ich mich an Herrn Prof. Senn -Basel, da der leider verstorbene Herr Dr. Zumstein seine Arbeit im dortigen Institut ausgeführt hat. Herr Prof. Senn hatte die Freundlichkeit, mir zu be- o Beiträge zur Biologie der Pflanzen. Bd XTL Heft 1. O E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllfiihrenden Mikroorganismen, II. 34 ffiWCß *^ S s» 5 P ^ et ^ ■ (n fB D- er c« ^-' CE ™ "■ hr! p: •-• O — 2 ^ ?5 ? p 3 DC O D- CD D X+++ -Ci =' ;:j = ^ == cp' ^ r- crq" w lO lOt— '^^StOI— it-'i— ' -4050^o^oOO't^sOC» X++WI I++I + x^ + X X^" V n tt x\ . + 1 I I td » " +■ • + i I I ^4- ffi + ' » I » «3 «2 + •^ I ?+ + + + I I I + Cß + 0302 r- ^ 1 + I I ++" " + C/2C/3 ++' + in w +t q^ CD + CD '^ 35 stätigen, daß tatsächlich Euglena gracilis vorliegt, wofür ich ihm auch an dieser Stelle bestens danken möchte. Es mußte also der von mir isolierte Stamm entweder einer in physiologischer Beziehung konstant abweichenden Rasse angehören oder durch das Vorleben modifiziert sein. Letztere Anschauung hatte mir früher^) vorgeschwebt, als ich fand, daß meine Euglena von der Zum st einschen in reizphysiologischer Hinsicht abwich 2). Um diese Frage zu entscheiden, versuchte ich eine Anpassung an höhere Säurekonzentrationeu zu erzielen. Gleichzeitig sollte dabei festgestellt werden, ob durch die Zitronensäure vielleicht nur das Aus- schlüpfen der Eugieneu verhindert wird, denn der Versuch vom 29. April war aus einer älteren Agarkultur geimpft worden, in der die Flagellaten sich mit einer Hülle umgeben hatten. Es wurde von der Kultur C. d. aus der vorigen Versuchsreihe geimpft, die mit 0,25 % Zitronensäure die größte Säure-Menge enthielt, die noch Wachstum erlaubte, und in der die Eugleuen zur Zeit noch beweglich waren. m. 16. Juni 1911: Überall 0,25% Fleischextrakt, dazu Zitronensäure: 0,1, 0,2, 0,5, 1 "/o, je zwei Kolben. Eine Reihe a, geimpft aus B. a. vom 29. April, also aus durch 0,05% KHgPO^ sehr schwach saurer Lösung, die andere b. aus C. d. Ferner die Kölbcheu C. a. — c. vom 29. April aus C. d. frisch geimpft. Ergebnis am 23. Juni 1911: Noch nichts gewachsen. 3. Juli: a. 0,1 und b. 0,1 zeigen ganz wenig Schwärmer, vielleicht a. 0,1 etwas mehr, jedenfalls nicht umgekehrt. Die übrigen Kolben weisen keine Ent- wickelung auf. 8. Juli: a. 0,1 deutlich besser als b. 0,1, die anderen nicht angegangen. 13. Juli: Ebenso weiter. Eine Gewöhnung läßt sich also nicht nachweisen. Sie dürfte nach dieser Erfahrung auch bei längerer Kultur in schwach sauren Lösungen ausbleiben. Auch ist es nicht allein das Ausschlüpfen, was durch die Säure gehindert wird. Beim Vergleich dieser Versuchsreihe mit der vorigen ist zu bedenken, daß 0,25% Fleischextrakt durch ^) E. Pringsheim, Über die Herstellung von Gelbfiltern und ihre An- wendung zu Versuchen mit lichtreizbaren Organismen. Ber. d. deutsch, bot. Ges. Bd. XXVI a, 1908, S. 565. 2) Th. Frank, Cultur und ehem. Reizerscheinungen der Chlamydomonas tingens. Bot. Ztg. 1904, S. 32 flf. 9« E. G- Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllfülirendeu Mikroorganismen, II. 36 die darin enthaltenen sauren Phosphate vielleicht ebenso hohe oder höhere H-Jonenkonzentration enthält als die Peptoulösuug mit 0,05 % KH2PO4. IV. An diese Experimente wurden nun weitere mit Fleischextrakt und Zusätzen von Zucker und Zitronensäure angeschlossen, die einige noch oifen bleibende Fragen beantworten sollten. In dem Versuche III wurde folgendes angestrebt; A. Es sollte bei zwei verschiedenen Fleischextraktkonzentrationen der Einfluß starker und schwacher Beleuchtung sowie völliger Finsternis erprobt werden, ferner sollte Zimmertemperatur mit der von 30 <^ im Thermostaten verglichen werden. Die Versuche wurden Mitte Juni augesetzt, also in der hellsten Jahreszeit, die zudem im Jahre 1911 meist schönes Wetter brachte, und zwar au einem Süd- und einem Nordfenster. B. Diese Reihe sollte zeigen, ob Glukose nicht vielleicht bei ge- ringer Menge anderer organischer Nährstoffe fördernd wirkt, da 0,5% Pepton vielleicht schon annähernd die bestmögliche Vermehrung ge- währleistet. Sollte das am Lichte nicht der Fall sein, so könnte es doch im Dunkeln zutreffen, da der Zucker vielleicht die eigeneu Assi- milate zu ersetzen geeignet wäre. Deshalb wurde diese Versuchsreihe ganz wie die vorige (A.) augesetzt, bis darauf, daß überall 0,2 % Glukose hinzukam. C. Die freie Zitronensäure hatte schon in geringer Konzentration hemmend gewirkt. Zumstein hat aber angegeben, daß sie ernährend wirkt. Wenn nun auch mein Stamm nicht soviel Säure verträgt, wie der Zurasteinsche, so konnte doch die Förderung an sich auch für den ersteren gelten, wenn die Zitronensäure in neutraler Lösung ge- boten wurde. Auch hier wurden im übrigen die Bedingungen der beiden Reihen A. und B. innegehalten, da ja die Nährkraft der Zitronen- säure wie die der Glukose vielleicht eher bei geringer Menge anderer organischer Stoffe oder im Dunkeln zum Vorschein kommen konnte. Der Versuch vom 13. Juni wurde leider durch die Fremdinfektion einiger Kölbchen gestört, deshalb wurde er am 22. Juni z. T. wieder- holt, ohne daß dadurch die wesentlichen Resultate sich geändert hätten. Diese bestehen in folgendem (Tab. II): A. Fleischextrakt ergab wieder sehr gute Ernährung, besonders bei intensiver Beleuchtung. Die Kulturen am Nordfenster blieben anfangs gegen die am Südfenster ein wenig zurück. Auch im Dunkeln ernährt Fleischextrakt sehr gut. Natürlich ist hier die Verzögerung noch größer. Die Euglenen schwärmen im Dunkeln sehr lange, und zwar monatelang, während sie am Lichte etwa nach 8 — 14 Tagen zur Ruhe kommen. Diese Erfahrung habe ich sehr oft gemacht. Im Thermostaten bei 30° im Dunkeln kann anfangs eine etwas schnellere 37 I— H P-H © C. 0,1 % Zitronensäure, neutralisiert — Fleischextrakt o o o -t-5 -^ 1 CS 1 1 - C 3 Q +>• + + m cß 73 1 1 1 ^ t3 :3 + 1 +++ 'ß ^ S 1 i;;v. a +>• + + t3 O ++ + + :3 ++ + & O 5 o o (M o o o o o H S3 El 1 '^^ a 3 Q «5 4- -^ O *+ + 1 T3 :3 03 t+ ++i 1 ***"' -u +++ + C 3 -1- -^ 22 o T3 - ++++ ■O O ++ + i ^+** •c ^^ ++X y; A. Fleischextrakt o e X) H :S I++ ^ C 3 ++ + 1 1 o t^ * t :3 i+ *-t o o O C tri H 1 + + - -l-J ++++ 3 Q +-^ 4- -^ 03 O I+++ O *+ + X ++++ T3 :3 + 4^ XXX 1— ^ > c6 05 T-^ CC «j CO JÖ — (M -M (M -TT- > 26. VI. 29. VI 3. VII. 13. VII. 'S s ö E. G. Piiiigsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, II. 38 Eutwickeluug beobachtet werden, als sogar am Lichte bei Zimmer- temperatur. Die Vermehrung ist aber nie sehr üppig i). B. Ein Zusatz von 0,2 % Glukose bewirkt keinerlei Veränderung, jedenfalls keine Verbesserung, weder am Lichte noch im Dunkeln. Dieses Ergebnis bildet eine Bestätigung der Erfahrungen aus den Versuchen vom 15. Februar und 29. April 1911. C. Zitronensäure begünstigt die Vermehrung der Euglenen auch dann nicht, wenn sie in geringer Konzentration geboten und neutra- lisiert wird. Sie wirkt im Gegenteil auch dann noch hemmend. Wenn nun dabei auch vielleicht die weniger günstige Wirkung der mit Soda neutralisierten Lösung gegenüber der schwach sauren mit Fleischextrakt allein in Betracht kommen kann (vgl. S. 25), so kann doch wohl von einer Förderung des Wachstums durch Zitronensäure nicht die Rede sein. Nach diesen Ergebnissen war es wohl überflüssig, Versuche mit reinen Zucker- undZitronensäurelösungen anzustellen, wie sie Zumstein (a. a. 0., S. 190) unternommen hat. Es ergibt sich wieder eine Differenz gegenüber den Resultaten dieses Autors, die ich mir nur dadurch er- klären kann, daß ich eine andere physiologische Rasse in der Hand gehabt haben muß. Die ernährungsphysiologisch merkwürdigen und überraschenden Befunde Zumsteins an seiner Euglena gracilis gelten also für die meine nicht, die sich vielmehr nicht wesentlich von anderen mixotrophen Organismen, z.^.NOwClilamyclomonassixi^n'^) o^qy Haemato- coccus (nach noch zu veröffentlichenden Resultaten) unterscheidet. Danach kann Euglena gracilis bei gutem Licht und autotropher Ernährung oder bei Darbietung organischer Stickstoffverbindungen auch bei schwachem oder mangelndem Lichte gedeihen. Besonders geeignet erweisen sich Erbsenwasser, Pepton und Fleischextrakt mit ihrem Gehalt an Peptonen, weniger Aminosäuren, garnicht Kohle- hydrate und organische Säuren (soweit geprüft). H. Die Keduktion der Chromatoplioren. Nach Zumstein (a. a. 0. S. 184) läßt sich der Verlust des Chlorophylls auf zweierlei Weise erzielen: „Entweder durch Ver- dunkelung einer vorher am Licht gehaltenen Kultur, oder am Licht durch Zugal)e sehr reicher organischer Nahrung". Der erste Vorgang erinnert sehr an die Entstehung chlorophyllfreier Teile beim Etiolement höherer Pflanzen. Besonders „üppige" Ernährung ist dazu nicht er- 1) Ähnliche Erfahrungen macht man mit Pilzen und Bakterien, die nahe dem Maximum der Temperatur mehr isantagonistische Stoife bilden als bei ge- ringeren Wärmegraden. 2) Jacobsen, H. C. J.. Kulturversuche mit einigen niederen Volvocaceen, Zeitschr. f. Bot., Bd. 2, 1910, S. 145. 39 forderlich, falls überhaupt Vermehrung möglich ist. Die zweite Me- thode liefert immer nur wenige Individuen mit reduzierten Chromato- phoren unter sehr vielen normal grünen. Bei der allmählichen Er- schöpfung der Nährlösung verschwinden die farblosen Euglenen ganz. Ob durch rechtzeitiges Übertragen derselben in frische Nährlösung derselben Art auch ganz farblose Kulturen erzielt werden können, bleibt noch zu untersuchen. Nun hat Reiche now^) mit Haematococcus und im Anschluß, daran auch mit Euglena sangiiinea und gracilis einige Versuche an- gestellt, um die Ursachen der Haematochrombildung aufzudecken. Die an Haematococcus eingehend behandelte Frage führte zu der Lösung, daß ein Mangel an assimilierbarem Stickstoff und in geringerem Maße auch der von Phosphat die Reduktion des Chlorophylls unter gleich- zeitiger Entstehung des roten Farbstoffes bewirkt. Bedingung dafür ist die Versorgung mit den übrigen Nährstoffen. Eine unter solchen Umständen rot gewordene Kultur kann durch Zusatz von Stickstoff und Phosphor wieder zum Ergrünen gebracht werden. EiigJena san- giiinea trat in rein roter Form ohne Chlorophyll in einer Kultur auf, die Traubenzucker in Molischs Nährlösung enthalten hatte, nachher aber durch Algenwachstiim bis zu dessen Stillstand erschöpft worden war. Für Euglena gracilis liegt nur ein Versuch von Reichenow vor. In einer Nährlösung von 0,05 % Traubenzucker, 0,02% Zitronensäure, 0,002 Vo MgSO, + 7 H^O und 0,005 7o KH^PO,, also ohne eigens zu- gesetzten Stickstoff, waren nach neun Tagen die ersten Spuren roten Farbstoffes zu sehen, die nach mehreren Wochen sich beträchtlich vermehrt hatten. Die Chloroplasten waren stark reduziert (vgl. Abb. 11 Tafel I der angeführten Arbeit). Wie Reichenow (a. a. 0. S. 17) betont, läßt sich dieser Fall mit den Ergebnissen Zumsteins nicht recht in Übereinstimmung bringen, denn weder von Dunkelheit noch von besonders hoher Kon- zentration der Nährlösung konnte die Rede sein. Die Ergebnisse Reichenows kann ich durchaus bestätigen. Ich fand eine Reduktion des Chlorophylls unter Hervortreten der gelben bis roten Farbstoffe bei mehreren Algen und Flagellaten, nämlich außer bei Haematococcus pluvialis, Bajjhidiumavten und Euglena gra- cilis auch bei Scenedesmus acutus, und besonders bei einigen Cyano- phyceen. Dieses „Etiolement aus Stickstoflfhunger" haben schon Molisch^) und Benecke^) an verschiedenen Algen beobachtet. Das ') E. Reichenow, Untersuchungen an Haematococcus pluvialisnehst Bemev- kungen über andere Flagellaten. Arbeiten aus dem kais. Gesundheitsamt, Bd. 33, 1909, S. 1. 2j H. Molisch, Die Ernährung der Algen. Sitzungsber. d. kais. Ak- d. Wiss. in Wien. Math.-naturw. Kl. Bd. 104, Abt. 1, 1895. ^) W. Benecke, Über Kulturbediugungen einiger Algen. Bot. Ztg. 1898, Bd. 56, E. G. Priugsheim, Kulturversiiche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, II. 40 beste Mittel zur Erziehmg dieses Faibeniimschlages ist eine Erdab- koehuDg ohne Zusatz von Näbrsalzen. Der Befund an Blaualgen er- innert an die Ergebnisse von Magnus und Scbindler^), die gleich- falls auf einen Nährsalz- und speziell Stickstoffmangel bei Oscillarien bin eine Reduktion des Chlorophyllgehaltes beobachteten. Ihre Resultate habe ich mit kleinen Abweichungen auch erhalten und komme in einer späteren Mitteilung darauf zurück. Der Auszug aus Erde übt auf die meisten Algen, wie ja auch auf andere Organismen, eine die Vermehrung stark fördernde Wirkung aus. Der Gehalt an assimilierbarem Stickstoff darin ist aber sehr gering^). So erklärt sich wohl die besonders intensive Verfärbung in dieser Flüssigkeit bei verschiedenen Algen nach anfangs starkem Wachstum. Die Deutung der letztgenannten Autoren, daß das Chlorophyll reduziert werde, um eine Überhäufung mit Assimilationsprodukten zu verhindern, ist nicht von der Hand zu weisen (a. a. 0. S. 319). Für sie spricht auch das Verschwinden des Chlorophylls aus allen Dauerzuständen der Algen und höheren Gewächse, die fast überall einer gelben, roten oder braunen Farbe Platz macht. Es liegt hier also offenbar eine weit verbreitete Erscheinung vor, wenn auch die Ökologie der Frage noch eingehender zu prüfen wäre. Was nun im besonderen Euglena gracilis anbelangt, so liegt in der Kultur in Erdabkochuug oder anderen Nährlösungen, die bei geringem Gehalt au Stickstoff die Vermehrung fördern, tatsächlich ein dritter Weg vor, fast chlorophyllfreie Zellen zu erzielen. Es wurden daher einige Versuche angestellt, um diese Frage weiter zu klären. Wird eine im Autoclav hergestellter und sterilisierter Erdeauszug ohne weitere Zusätze, von der Farbe hellen Bieres, aus einer Rein- kultur mit Euglena gracilis beimpft, so entwickeln sich die Flagellaten reichlich. Die Schwärmer fallen dem bloßen Auge schon durch ihre helle Farbe auf. Allmählich geht ein Teil der Euglenen in Ruhe über, wobei ein ockerfarbener Satz entsteht, doch finden sich nach vielen Monaten noch schwimmende Individuen. In einer Kultur vom 22. Juni 1911 z. B. waren noch am 18. Dezember 1911, also nach einem halben Jahre, viel schwärmende Euglenen vorhanden. In einer anderen vom 22. Juni 1911 war am 3. Juni 1912 ein reichlicher isabellfarbener Satz und immer noch einige Schwärmer. Bei mikroskopischer Be- trachtung erweist sich der Bodensatz zusammengesetzt aus abge- rundeten Euglenen mit sehr viel Paramylou, kleinen gelblichen schwer 1) W.Magnus und B. Schindler, Über den Einfluß der Nährsalze auf die Färbung der Oscillarien. Ber. d. deutsch, bot. Ges Bd. 30, 1912, S. 314. 2) M. W. Beijerinck nach Stock hausen, Ökologie, Anhäufungen nach Beijeriuck. Berlin 1907, S. 84. 41 ZU erkennenden Chromatophoren und rotgelbeu bis roten Körnchen im Innern. Ganz ähnlich sehen die schwimmenden Individuen aus. An- fangs besitzen sie noch einen grünlichen Schimmer zwischen den Paramylonkörnern. Später ist von den Chromatophoren kaum mehr etwas zu erkennen. Die gelbliche bis bräunliche Farbe des Bodensatzes rührt von den Farbstoffkörnchen zwischen den Paramylonkörnern her. Es wurden nun zu dem Erdeauszug verschiedene stickstoffhaltige Substanzen und Nährsalze zugesetzt, um zu sehen, ob ein jenem Extrakt fehlender Nährstoff den Mangel des Ergrünens bedingt: I. 4. März 1912: 1. Erdeabkochung am Fenster. 2. '- im Dunkeln. 3. " + 0,2 "/o KNO3. 4. > + 0,2 % (NH,),HP04. 5. " -f- 0,2%KNO3 + 0,17oMgSO4 + 0,l''/oK2HPO4. 6. » + 0,2% (NHJ^HPO, * 7. '- 4-0,l7o Fleischextrakt. Nach dem SteriHsieren ist 1 — 3 klar, 4—6 zeigt starken Niederschlag, 7 ganz schwachen. Die Niederschläge rühren wohl von Calciumphosphat her und werden nicht abfiltnert. Ergebnis am 29. März 1912: 1. Viel Schwärmer. Mit bloßem Auge ist an ihnen keine Farbe zu erkennen (während solche etwa aus Fleischextraktlösung deutlich grün aus- sehen). Mikroskopisch zeigen sie sich hellgrün gefärbt, ohne Paramylon, zart durchsichtig, gut beweglich. An jedem Chromatophor das Pyrenoid deutlich. 2. Nicht gewachsen. 3. Ähnlich wie 1, aber weniger Euglenen. 4. Weniger Schwärmer als bei 1, mehr als bei 3. Mit bloßem Auge keine Farbe zu sehen. Mikroskopisch ähnlich wie bei 1. 5. Ähnlich wie 1, aber Paramylon. 6. Schwärmer lebhaft grün mit wenig Paramylon. 7. Reichlich Schwärmer. Makroskopisch farblos, mikroskopisch hell- grün mit zahlreichen sehr kleinen Paramylonkörnern. Ergebnis am 3. Juni 1912: 1. Ockergelber Satz und Schwärmer. Euglenen enthalten sehr viel Paramylon, gelbrote und rotbraune Körnchen. Chloroplasten klein, gelblich. An manchen Individuen kaum noch grüne Farbe. 2. — . 3. Olivgrüner Satz und wenig Schwärmer. Diese voll Paramylon, hell- grün mit roten Körnchen. 4. Dunkelgrüner Satz und Schwärmer. Euglenen lebhaft grün mit nicht viel Paramylon und wenig roten Körnchen. 5. Olivgrüner Satz und wenig Schwärmer. Ähnlich wie 3, aber ohne rote Körnchen. E. G. Priugsheim, Kulturversuche mit chlorophylltuhrenden Mikroorganismen, II. 42 6. Reichlich Schwärmer, unbewegliche Euglenen wegen des starken anorganischen Niederschlages mit bloßem Auge nicht zu sehen. Euglenen mikroskopisch lebhaft grün mit wenig Paramylon, ohne rote Körnchen. 7. Gelbgrüner Satz, sehr viel Schwärmer, üppigste Kultur. Die Euglenen bergen sehr viel Paramylon, sind nicht sehr grün, enthalten rote Körnchen und sind sehr beweglich. Die Kultur enthält wohl die größte Euglenen- masse, die ich in Reinkulturen bekommen habe. Man ersiebt aus diesem Versuche, daß es tatsächlich der Maugel an Näbrsalzen, besonders an geeignetem Stickstoff ist, der das Aus- bleiben der Chlorophyllbildung und die Erzeugung des roten Farb- stoffes bedingt. In bloßem Erdeauszug ist die Vermehrung besonders anfangs sehr reichlich, stärker sogar als bei Zusatz von Nährsalzen, sodaß das Chromatophorenwachstum und die Erzeugung des Chloro- phylls mit der raschen Teihuigsfolge nicht Schritt hält, ähnlich wie bei üppiger Ernährung mit Pepton oder Fleischextrakt. Während in diesen Substanzen aber bald das Ergrüneu eintritt, weil die organischen Stoffe verbraucht werden, vielleicht auch unter dem Einfluß von neu- gebildetem Ammoniak, wird der Erdeauszug immer ärmer an assimilier- barem Stickstoff und die Euglenen werden immer heller. Von einer besonders üppigen Ernährung in Erdeauszug, die diesen Fall der Ent- färbung dem einen Zu mst einseben einordnen würde, kann auch des- halb nicht die Rede sein, weil in dieser Flüssigkeit keine Entwickelung ohne Licht möglich ist. Ein Zusatz von Kalisalpeter verlangsamt den Prozeß des Er- blassens. Die Chromatophoren werden jedoch ziemlich hell. Es wird auch noch Hämatochrom gebildet. Kommen Magnesiumsulfat und Kaliumphosphat hinzu, so findet man keinen roten Farbstoff, während sonst nichts geändert wird. Besser als Salpeter ist Ammonstickstoff geeignet, das Ergrünen hervorzurufen. Um auch noch die Entstehung des Hämatochroms zu unterdrücken, ist aber gleichfalls noch die Gegenwart der anderen Nährsalze notwendig. Jetzt ist von der entfärbenden Kraft des Erde- auszuges beim Vergleich mit reinen Nährsalzlösungen kaum mehr etwas zu erkennen. Die Aufspeicherung des Paramylons ist in allen Fällen ungefähr der Verfärbung entsprechend. Die Kultur mit Erdeauszug und Fleischextrakt ist mit den an- deren schwer zu vergleichen, weil der letztere ja auch etwas ent- färbende Wirkung hat und die Stoffmischung sehr kompliziert ist. Schließlich habe ich noch einige Versuche mit ausgefaulten Ab- kochungen von Erbsen und Maiskörnern sowie mit Agar, der solche enthielt, angestellt. Auch hier waren die Euglenen, obgleich am Lichte erwachsen, mehr oder weniger entfärbt. Die Erfahrungen aus diesem Versuche, die wiederholt gemacht 43 wurden, bestätigen die Ergebnisse von R eiche uow. Gegenüber den Befunden von Magnus und Schindler ergeben sie insofern eine Er- gänzung, als bei Euglena gracilis die Möglichkeit einer Verarmung an Chlorophyll nicht erst beim Aufhören der Vermehrung gegeben ist. Wie ich später zeigen werde, ist das in geringem Maße auch bei Oscillarien der Fall, sodaß ich es für berechtigt halte, die Erfahrungen an Haematococciis, Scenedesmus, RapMdium^ Euglena gracilis, Euglena sanguinea, Cyauophyceen und anderen Algen zusammen zu fassen und zu verallgemeinern, wie das schon oben geschehen ist^): Eine Ver- armung an Chlorophyll unter Hervortreten der gelben bis roten karotinartigen Farbstoffe findet bei Algen vielfach dann statt, wenn durch eine reichliche Vermehrung der Vor- rat an verfügbaren Nährsalzen, besonders Stickstoff- substanzen knapp wird. Für die Ernährung im Dunkeln sind, wie auch Zum stein fand, Pepton Witte, Fleischextrakt, Erbsenwasser, also peptonhaltige Stoße besonders geeignet. Dabei tritt stets eine Reduktion des Chlorophyll- gehaltes auf, die aber ausbleibt, wenn keine Vermehrung stattfindet (vgl. auch Abschn. I, Versuch V S. 17). Die Euglenen sind nicht im Stande, im Dunkeln Blattgrün zu bilden, ganz so wie höhere Pflanzen. Man kann z. B. in Fleischextraktlösungen beliebig viele Generationen in völliger Finsternis ziehen. Die erste Dunkelkultur zeigt wohl noch einen grünlichen Schimmer in den Euglenen. Die späteren weisen nur völlig farblose Individuen auf, oder vielmehr die kleiner gewordenen Chromatophoren enthalten nur noch die gelben Farbstoffe, auch hierin an die Chloroplasten etiolierter Blütenpflanzen erinnernd. Schließlich können die Chromatophoren auch ganz verschwinden. Genau dasselbe findet in Erbsenwasser statt. Dabei haben die Euglenen aus Dunkel- kulturen viel Paramylongehalt, mehr sogar, als wenigstens anfangs die aus Lichtkulturen. Das Paramylon stammt also nicht immer nur von der Kohlensäurereduktion her. Wie wir schon früher gesehen haben, ist ein Wachstum im Dunkeln auch bei nicht besonders üppiger Ernährung möglich. Es sei hier an die Kulturen auf schrägerstarrtem Agar verschie- dener Mischung erinnert (vgl. S. 20). So werden z. B. die Euglenen fast völlig farblos bei Kultur im Dunkeln auf Maisagar, Maisfaulagar, Ammonphosphatagar. Hauptsächlich der letzte Befund ist auffallend, denn es geht aus ihm hervor, daß die Euglenen dem Agar genug organische Stoffe ent- nehmen können, um eine merkliche Vermehrung zu erfahren. Es wurde deshalb an ihn noch eine Versuchsreihe angeknüpft, in der ^) Vgl. S. 3 ' u. 0. Kichter, Die Ernährung der Algen, Leipzig 19U, S. 56/57. E. G. Piingsheim, Kiilturversuclie mit cliloiüphyllführenden Mikroorganismen, II. ii der Agar verschiedene Nährstoffe beigemischt erhielt. Auch wurde gewässerter Agar zum Vergleich mit dem im oben zitierten Versuche verwendeten ungewässerten herangezogen. IL 24. April 1912: 1. angewässerter Agar mit 0,1% (NH^^HPOi, 0,02% MgSO^ und 0,02 % K2HPO4. 2. Gewässerter Agar mit 0,1 7o (NHj.^HPOi, 0,02 7o MgSO^ und 0,02 % K2HPO1. 3. Ungewässerter Agar mit Erdeauszug, 0,1% (NH4)2S04, 0,02% MgSOi und 0,02 % KHoPO^. 4. Gewässerter Agar mit 0,1%KN03, 0,02% MgS04 "0, 0:i%K2HPO4. 5. Ungewässerter Agar mit Erdeauszug, 0,1% KNO3, 0,02% MgS04 und 0,02 % KsHPOi- In Eeagensgläsern schräg erstarrter Agar, geimpft durch Aus- streichen einesTropfeus aus einer Fleischextraktlüsung mit vielEuglenen. Je ein Köhrchen am Nordfenster und eins im Dunkeln. „ ,,, ,, Ergebnis am 10. Mai 1912: Hellkulturen : 1. Zahlreiche kleine grüne Punkte. 2. — . 3. Ähnlich wie 1, noch besser. Kondenswasser grün. 4. — . 5. Wenige winzige Punkte. Dunkelkulturen — . ^^ ,„ ,, 22. Mai 1912: Hellkulturen : 1. Die Punkte größer geworden. 2. — . Frisch beimpft aus 3. 3. Schon ganz üppig. Kolonien größer ausgebreitet. 4. — . Frisch beimpft aus 3. 5. Unverändert. Dunkelkulturen: 1, 3 und 5 zeigen zahlreiche gelbe Punkte; 2 und 4 — . Hellkulturen: 1. Kolonien trocken, tiefgrün, klein. 2. — . 3. Kolonien größer als bei 1, sonst ähnlich. 4. — . 5. Wie 1. Dunkelkulturen: 1. Sehr viele zitronengelbe Punkte, Ausdehnung der Kolonien nicht geringer als am Licht. 2. — . 3. Wie 1. 4. — . 5. Wie 1. 1 — 3 nun ans Licht, nach 2 Tagen schon deutlich grünlich. Der Versuch zeigt deutlich, daß irgendwelche Stoffe im Agar, die sich auswässern lassen, die Entwickeluug der Euglenen stark fördern, während sfe z. B. die Desmidiaceen so sehr hemmen^). Diese offenbar organischen Stoffe erlauben den Euglenen sogar Wachs- tum im Dunkeln, wobei die Natur der zugesetzten Nährsalze und so- gar der Erdeauszug ziemlich gleichgültig ist^). Die bessere Ent- wickelung in 3 dürfte der schwach sauren Reaktion im Gegensatz zu 1) I. Mitt., Diese Beitv., Bd. XI, S. 323 u. 325- 2) Vgl. auch Versuch I vom 21, Juni 1910, S. 19. 45 schwach basischen der anderen Kulturen zuzuschreiben sein. Die Euglenen sind im Dunkeln chlorophyllfrei. Auch bilden sie unter diesen Unaständen kein Hämatochrom. Die gelbe Farbe der redu- zierten, „etiolierten" Chromatophoren bedingt das grellgelbe Aussehen der Kolonien, die am Lichte rasch ergrünen. Ganz ähnlich ist das Verhalten in solchen Flüssigkeitskulturen, die überhaupt im Dunkeln Entwickelung erlauben, nur daß die Veränderung der Farbe dem bloßen Auge dann nicht so deutlich ist. Damit wäre das, was ich Zumsteins Beobachtungen über Chloro- phyllschwund bei Euglena gracilis hinzuzufügen hätte, beendet. Man ersieht daraus, daß der Verlust des grünen Farbstoffes drei Ursachen haben kann, nämlich kurz gesagt: 1. Duukelkultur. 2. Üppige Ernährung. 3. Stickstoifmangel. Was das Vorkommen farbloser Individuen sonst grüner Euglenen- arten in der Natur anbelangt, so dürfte der dritte Fall am ehesten Aussicht haben, verwirklicht zu sein. Im übrigen ist die Ökologie dieser höchst anpassungsfähigen Organismen recht verwickelt. Euglenen kommen besonders da vor, wo Pflanzenreste sich zersetzen. Bei Maugel an Nährstoffen runden sie sich ab und können so recht lange lebensfähig bleiben, um bei Zufuhr von Nahruugsstofifen zu neuer Tätigkeit zu erwachen. Auch durch Wassermangel z. B. in älteren Agarkulturen werden sie in einen Zustand latenten Lebens über- geführt, der sich von dem vorigen schon durch die Schleimhüllen um die Zellen unterscheidet. Dann aber ist ein Unterschied auch da- durch gegeben, daß die aus Mangel an Nahrungsstofifen unbeweglich gewordenen Euglenen in reinem Wasser nicht beweglich werden, sondern dazu einer geeigneten Nährlösung bedürfen, worüber ich zahl- reiche Versuche angestellt habe^). Die bei Wassermangel einge- kapselten Euglenen dagegen können durch Übergießen mit Wasser wieder zum Schwärmen gebracht werden. Dieselben Unterschiede habe ich bei Chlamyclomonas-Ävten und Haemafococcus lüuvialis be- obachtet, deren Ökologie ganz entsprechend liegt. Wenn man also durch Übergießen trockenen Materiales von Haemafococcus u. a. frische Schwärmer erhält, so stammt das Material aus eingetrockneten Tümpeln. Die zur Ruhe gekommenen „Akineten" aus alten Flüssig- keitskulturen schwärmen in Wasser nicht aus, auch wenn man sie nachträglich hat trocknen lassen. Es ist das auch sehr begreiflich. Die einen haben sich auf die Konzentrationszunahme der „Nährlösung" hin, vollgepfropft mit Reservestoffen, zur Ruhe begeben. Die anderen sind aufs äußerste ausgehungert. Entsprechend keimen Euglenen, die in Dunkelkulturen zur Ruhe gekommen sind, ohne Änderung der 1) Vgl. auch Zum st ein a, a. 0. S. E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführendeu Mikroorganismen, IL 46 Nährlösung am Licht aus^). Das Fehlende wird ergänzt, und der Organismus erwacht zu neuem Leben ^). J. Zusammenfassung. Wenn ich am Schhisse einige Ergebnisse meiner Arbeit zusammen- stelle, so geschieht das am besten, indem ich die Ergänzungen zu Zumsteins Befanden anführe und die Abweichungen im Verhalten meines Stammes \ on Euglena gracilis gegenüber dem seinen betone: 1. Aufgüsse von Pflauzenteilen bewirken die üppigste Entwickelung von Euglena gracilis in Gemeinschaft mit Bakterien und Pilzen. 2. Anorganische Nährsalzlösungen erlauben bei gutem Lichte ein vortreffliches Wachstum, falls nur die geeignete Reaktion, d. h. H- Jonen- konzentration innegehalten wird. 3. Reinkulturen sind durch Übertragen in saure Lösungen schwer zu erzielen, weil dann Faden- und Sproßpilze auftreten. Dagegen gelingt die Isolierung leicht durch Plattenguß, am besten mit O,lprozentigem Asparaginagar. 4. Zum Weiterzüchten der Reinkulturen empfiehlt sich 0,1 prozentiger Ammonphosphatagar oder Fleischextraktlösung von 0,5 % Gehalt. 5. Organische Stickstoffverbinduugen, besonders Peptone, fördern das Wachstum stark, das dann auch im Dunkeln vor sich geht. Zucker und Zitronensäure erwiesen sich bei mir als wertlos. 6. Säure wird von meinem Euglenenstamme nur in geringer Menge er- tragen. Doch ist schwachsaure Reaktion sehr förderlich, basische schädlich. 7. Eine Reduktion der Cbromatophoren tritt nicht nur bei üppiger Er- nährung und im Dunkeln ein, sondern auch bei Mangel geeigneter Stick- stoffversorgung, falls sonst die Vermehrungsbedingungen günstig sind. 1) Zumstein, ebenda. 2) Die soeben erschienene Arbeit von Ch. Ternetz, Beitr. zur Morphologie u. Physiologie der Euglena gracilis, Klebs, Jahrb. f. Avissensch. Bd. LI, 1912, S. 435, konnte leider nicht mehr berücksichtigt werden. Inhalts -Übersicht. A. Vorversuche 1 B. Rohkulturen in Aufgüssen von Pflanzenteilen 3 C. Rohkulturen in Lösungen von besser bekannter Zusammensetzung 10 D. Reinkulturversuche 14 E. Reinkulturen auf festem Substrat 19 F. Kulturen in Nährsalzlösungen 23 G. Reinkulturen in organischen Nährlösungen 27 H. Die Reduktion der Cbromatophoren 38 J. Zusammenfassung 46 47 Figurenerklärung. Tafel I (Euglena gracüis). Fig. 1. Zu S. 7. Pergamenthülse mit Peptoiilösung in euglenenhaltiger Flüssig- keit. Die Flagellaten sind über den Wasserspiegel empor- gekrochen und bilden einen grünen Ring. Verkleinert. Fig. 2. Zu S. 18. Lockere Kolonien auf Asparaginagar. Leitz Obj. 1 *, Ok. I. Vergr. 17. Fig. 3. Zu S. 18. Dichte, traubige Kolonie auf Agar mit Maisabkochung. Leitz Obj. 1* Ok. I. Vergr. 17. Fig. 4. Zu S. 19. Ausbreitung auf Asparaginagar bei Oberflächenimpfung. Leitz Obj. 1*, Ok. L Vergr. 17. Fig. 5. Zu S. 16. Förderung der Euglenen durch Bakterien (der schwarze Klex) auf Maisagar. Leitz Obj. 3, Ok. I. Vergr. 50. 49 KiiltuiTersuche mit clilorophyllfülirenden Mikroorganismen. III. Mitteilung. Zur Physiologie der Schizophyceen. Von Ernst G. Pringsheim. (Mit Tafel 11.) , Uus( I. Einleitung. isere Kenntnis von den Lebens- und Kulturbedingungen der Cyanophyceen ist sehr lückenhaft". Mit diesem Bekenntnis beginnt Küster 1) die Wiedergabe der vorliegenden Erfahrungen über die genannte Algengruppe. Seit Jahren hatte ich mir deshalb vor- genommen, sie zu ergänzen. Und aus demselben Grunde will ich die im folgenden zu machenden Angaben veröffentlichen, obgleich sie noch nach mehreren Seiten zu ergänzen sind. Die Standorte der genannten Organismen sind bekanntlich sehr mannigfaltig, sodaß eine Einheitlichkeit in den Ernährungsbedürfnissen nicht erwartet werden kann. Selbst innerhalb der Gattung Oscillaria finden wir so verschiedene Fundorte angegeben, wie sie etwa steriler Sand einerseits, Schmutzwasser andererseits darstellen. Auch das Vor- kommen in Flechten und in Hohlräumen höherer Pflanzen deutet auf die „Anpassungsfähigkeit" der Schizophyceen als Ganzes betrachtet. Daraus erklärt sich wohl auch z. T. die von Küster hervorgehobene Ungleichheit der Angaben über Kulturerfahrungen bei verschiedenen Autoren. 1) E. Küster, Kultur der Mikroorganismen. Leipzig und Berlin 1907, S. 110. Beiträge zur Biologie der Pflanzen. Bd. Jül. Heft I. 4 E.G.Pringsheiin, Kulturversuche mitchlorophyllführendenMikroorganiamen, III. 50 Die ersten Kultiirversuche mit einer Nährlösung von einiger- maßen bekannter Zusammensetzung stellte v^ohl Ad. Richter^) an. Seine Kulturflüssigkeit enthielt auf 1 1 „Brunnenv^asser" 5 ccm einer Lösung von 2 g Ca(N03)2, 0,2 g K^HPO, 0,2 g MgSO, Spur Fe^Clß in 200 ccm Wasser. Darin wuchs eine Oscillarie 6 Monate hin- durch. "Was das „Brunnenwasser" enthielt, ist leider nicht zu er- sehen. Die wichtigsten Merkmale der Nährlösung sind aber trotz- dem deutlich. Sie bestehen in der Gabe des Stickstoifs als Nitrat, dem Calcium- und Eisen-Gehalt, der schwach alkalischen Reaktion und dem höchstens minimalen Gehalt an organischen Stoffen. Die Versuche von F. A. Marx 2) seien nur kurz erwähnt, weil es diesem Autor nicht auf das Gedeihen der Blaualgen, sondern nur auf die Feststellung morphologischer Veränderungen in verschiedenen Nähr- lösungen ankam. Bemerkenswert ist das Ertragen einer schwach sauren Reaktion durch die Oscillarien, wie sie durch 0,05% KHoPO^ hervorgerufen wurde. Durch Verwendung sehr sorgfältig gereinigter Substanzen zu Nährlösungen von genau bekanntem chemischen Gehalt zeichnet sich die Arbeit von Mo lisch 3) aus, in der auch Oscillaria- Arten als Versuchsobjekte Verwendung fanden. Er sagt (1896, S. 634): „Bringt man Spirogyra, Vaucheria, Cladophora, Oedogonium oder Oscillaria-Arten in eine Nährlösung von folgender Zusammensetzung: 1000 g H2O 0,2 g KNO3 0,2 g KH^PO, 0,2 g MgSO, 0,2 g CaSO^ Spur FeSOi, so gehen die Algen nach 1 — 3 Tagen entweder zugrunde oder be- gionen zu kränkeln. Diese Lösung reagiert nämlich schwach sauer. Ersetzt man in derselben nur das sauer reagierende Monophosphat durch das alkalisch reagierende Dikaliumphosphat, so erhält die Lösung ^) Ad. Richter, Über Anpassung der Süßwasseralgen an Kochsalzlösung. Flora. Bd. 75, 1892. 2) F. A. Marx, Untersuchungen über die Zellen der Oscillarien. Inaug.-Diss. Erlangen 1892. 8) H. MoliscR, Zur Ernährung der Algen (Süßwasseralgen). Sitzungsber. d. Kaiserl. Ak. d. Wissensch. zu Wien, Math., naturw. Kl. 1896, Bd. 104 Abt 1, und 1897, Bd. 105 Abt. 1, 51 hierdurch schwach alkalische Reaktion und die Algen bleiben gesund." Ob sie gut wachsen, ist aus der angeführten Stelle nicht zu ersehen. Die Lösung stimmt in den oben genannten wesentlichen Punkten, wie auch in der geringen Konzentration der Stickstoffquelle mit der von Ad. Richter überein. Daß neben dem Sticksotf aus Nitraten auch der aus Ammonsalzen verwendet werden könne, soll nach 0. Richter^) aus den Versuchen von Bouilhac^) hervorgehen. Da aber keine Reinkulturen vorlagen, ist dieser Nachweis nicht ganz genügend. Es könnte ja Nitrifikation eingetreten sein. Tischutkin^) gibt an, neben vielerlei anderen Algen auch Oscillarien in Reinkulturen gewonnen zu haben, wenn er nach der Koch sehen Methode Agarschalen mit ihnen beschickte. Das Material wurde mechanisch zerkleinert, gut ausgewaschen und in sterilem Wasser mehrfach verdünnt. Da genauere Angaben fehlen, ist die Feststellung, ob wirklich absolute Reinkulturen vorgelegen haben, nicht möglich. Auch unterblieb deren einzig fruchtbare Verwendung zu ErnähruDgsversuchen vor allem mit organischen Stoffen. Jeden- falls aber ist der Autor im Recht, wenn er sagt: „Ich stelle das Er- gebnis fest, daß einprozentige Agarwasserlösung sich als sehr taug- lich für den Wuchs und die Vermehrung der verschiedensten Algen erwiesen hat." Über das Nährsalzbedürfnis von Oscillarien sammelte Benecke*) einige Erfahrungen, die aber im Hinweis auf wohl nicht er- folgte spätere Veröffentlichung nur knapp mitgeteilt wurden. Er stellte fest (a. a. 0. S. 87), daß Oscillaria tenuis auf schwach alkalische Reaktion angewiesen ist, und fand ferner, daß seine Blau- algen im Gegensatz zu den grünen Vergleichsobjekten merkwürdiger- weise ebensogut wuchsen, wenn alles Kali durch Natronsalz ersetzt war. Die sonstige Zusammensetzung der Nährlösung kann ich aus der kurzen Bemerkung nicht ersehen. Vielleicht liegt nur eine be- sondere Anspruchslosigkeit der Oscillarien vor, die sich für die un- bekannte Hauptfanktion der Alkalien im Stoffwechsel mit Spuren von Kalisalzen begnügten, während sich die Hauptmasse der erforderlichen Alkalien durch Natron ersetzen ließ. 1) 0. Richter, Die Ernährung der Algen. Leipzig 1911, S. 57. 2) R. Bouilhac, Sur la fixation de l'azote atmospherique par Tassociation des algues et des bacteries. Comptes rendues 1896. 8) N. Tischutkin, Über Agar-Agarkulturen einiger Algen und Amoeben. Centralbl. f. Bakteriologie. II. Abt. Bd. II. 1897. *) W. Benecke, Über Kulturbedingungen einiger Algen. Botan. Zeitung, Bd. 56, 1898. 4* E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllfUhrenden Mikroorganismen, III. 52 Im selben Jahre berichtete Bouilhac^) von Reinkulturen (?) von Nostoc pundi forme. Er will sie einfach durch wiederholte Überimpfung aus einer Nährlösung in die andere gewonnen haben, was unmöglich zu bakterienfreien Kulturen führt. Bouilhac zog Nostoc punctiforme mit Stickstoff bindenden Bak- terien zusammen in einer Nährlösung, die auf 1000 ccm H,0 0,2 g K^SO, 0,2 g MgSO, 0,2 g K2HPO4 0,1 g CaCOg und eine Spur Eisenchlorid enthielt. Auch sie ist schwach alkalisch und enthält Calcium und Eisen. Den Stickstoff mußten die Bakterien liefern oder er wurde in Form von 0,1% Ca(N03)2 zugesetzt. In der- selben Lösung wuchs auch ScMzothrix lardacea, das aber den von Bakterien gebundenen Stickstoff nicht auszunutzen vermochte. Schließlich hat derselbe Autor seinen Nostoc mit Zucker auch in völliger Dunkelheit kultiviert, woraus auf eine Ausnutzung organischer Substanzen im Stoffwechsel geschlossen wird. Vielleicht war es der Zucker selbst, der verarbeitet wurde. Sicher ist dies wegen der An- wesenheit von Bakterien in der Kultur nicht, auf die möglicherweise selbst die festgestellte Gewichtsverraehrung allein zu schieben ist. Beijerinck^) gelaug die Anhäufung unbeweglicher Cyano- phyceen, vor allem Anahaena- Arten, in Wasser mit 0, 02^/0 K2HPO4, dem auf 1500 ccm Lösung l — 2 g Gartenerde beigegeben war^). Er nimmt an, daß die betreffenden Formen den Stickstoff der Luft assi- milieren, da die genannte Kulturflüssigkeit nur Spuren davon und noch dazu in schwer aufuehmbarer Form enthielte. Ob aber nichts die Anspruchslosigkeit der betreffenden Formen für das Ergebnis ver- antwortUch zu machen ist, oder N-bindende Bakterien mitgeholfen haben, wurde nicht untersucht. Die genannten Arten wurden auch auf festem Substrate in Reinkultur gebracht, und zwar durch Aus- strich auf einen Agar, der in der Petrischale sehr sorgfältig aus- gewaschen worden war und der dann durch Überschichten mit der ^) ß. Bouilhac, Eecherches sur la Vegetation de quelques algues d'eau douce. These de Paris 1898. Ebenso comptes rendus de l'academie des sciences, Paris, t. 123, 1896 U und t. 125, 1897 II. 2) M. W. Beijerinck, Über oligonitrophile Mikroben. Centralbl. f. Bak- teriologie, II. Abt., Bd. VII. 1901. ä) Ein genau nach Beijerincks Vorschrift angestellter Versuch lieferte dasselbe Resultat. Es traten auch Nostoc- und CylindrospernumSiYten auf. Über die letzteren wird von anderer Seite berichtet werden. .53 0,02 proz. KaliumpliospliatlÖsuDg gedüng-t, aber nicht mit Stickstoff versehen wurde. Die beweglichen Formen der Oscillarien wachsen nach Beijerinck weder in den beschriebenen Rohkulturen ohne Stickstoff, noch auf den Agarplatten. Sie konnten aber von, seinem Schüler van Beiden in Reinkultur gebracht werden, wenn der Agar mit Hilfe von destilliertem Wasser noch sorgfältiger ausgewaschen und dann mit Ammonnitrat gedüngt wurde. Leider ist über die Reinkulturen der verschiedenen beweglichen und unbeweglichen Cyanophyceen nichts genaueres mit- geteilt worden. Versuche mit organischen Stoffen wurden nicht an- gestellt, sodaß an der Bakterieufreiheit der Kulturen zu zweifeln ist. Die Notwendigkeit, den Agar für Oscillarien so sorgfältig aus- zuwaschen, hat sich weder in den zitierten Versuchen Tischutkins ergeben, noch wird sie durch meine Erfahrungen bestätigt. Van Delden muß also eine besonders empfindliche Art benutzt haben. Einige Beobachtungen an Kulturen von Blaualgen hat auch 0. Richter^) (1908 und 1911) veröffentlicht. Reinkulturen sind ihm nicht gelungen. Er verwendete gewässerten Agar mit KNOg, CaS04 FeS04, sowie sekundärem Phosphat, also schwach basischer Reaktion. Ganz neuerdings haben Magnus und Schind ler^) Angaben über Kulturen von Phormidium autumnale und Oscillatoria formosa ge- macht, die sie auf Agar und Gipsplatten mit Nährlösungen zogen. „Als Nährlösung wurde eine etwas modifizierte Knopsche und die Moli seh sehe mit und ohne Calciumsulfat verwendet. Auf diesem Nährmedium gedeihen bei alkalischer Reaktion die Oscillarien aus- gezeichnet". Über die beobachtete Farbenänderung und die Stellung der genannten Autoren zu der Gaidukow sehen „chromatischen Adaptation" komme ich weiter unten zurück. Es gelang, die Spezies- reinkulturen frei von anderen Algen und Pilzen zu halten, jedoch nicht, sie frei von Bakterien zu bekommen. Ammonsalze scheinen die Nitrate als Stickstoffquellen ersetzen zu können, doch wurde das nur in bezug auf die Fähigkeit das Ergrünen herbeizuführen unter- sucht. Calcium war wohl auch da, wo es nicht zugesetzt wurde, genügend vorhanden. Im ganzen kann man aus allen diesen Versuchen den Schluß ziehen, daß Cyanophyceen gut auf Agar gedeihen. Ob sie auch in Nährsalzlösungen ganz ohne organische Stoffe wachsen, ist nicht für alle Formen, aber nach Ad. Richters und Molischs Ergebnissen doch *) 0. Richter, Reinkulturen von Diatomeen. Ber. d. deutsch, bot. Ges. Bd. 21, 1903 und „Die Ernährung der Algen^ Leipzig 1911. 2) W. Magnus u. B. Schindler, Über den Einfluß der Nährsalze auf die Färbung der Oscillarien. Ber. d. deutsch, bot. Ges. 1912, Bd. 30, S. 314. E.G.Pringsheim,Kulturversuchemitclilorophyllführenden Mikroorganismen, III. 54 für einige erwiesen. Überall war Nitrat zugegen, das also als N-Qaelle geeignet ist. Ob Nitrit- und Ammonstickstoff auch ver- arbeitet werden können, ist nicht entschieden. Aus Beijerincks und Bouilha CS Befunden kann auf die Ausnutzbarkeit des von Bakterien gebundenen StickstofiPmaterials durch gewisse Cyauophyceen ge- schlossen werden. Ob er aber in Form von organischen Verbindungen aufgenommen wird, ist daraus nicht zu ersehen. Schwach basische Reaktion wird bevorzugt. Schwach saure ist tötlich, ohne daß über die Grenzen genaueres bekannt wäre. Ob Calcium nötig ist, kann nicht klar ersehen werden, da es überall zugegen war. Das Gleiche gilt für das Eisen. Daraus er- geben sich also schon eine Anzahl Fragen. Noch richtiger wäre aber die Klärung des Verhaltens zu organischen Stoffen, sowohl stickstoff- haltigen wie stickstoflfreien. Hiermit hinge dann auch die Möglichkeit ganz heterotropher Ernährung zusammen. Zu solchen Versuchen sind aber Reinkulturen nötig. Wenn auch die Gewinnung solcher von Beijerinck, Tischutkin und Bouilhac behauptet worden ist, so sind doch in den betreffenden Arbeiten keine Beweise für die Bakterien- freiheit der Kulturen enthalten, und noch weniger sind die oben ge- stellten Fragen in Angriff genommen worden. Es bleibt also noch manche Frage offen. II. Erzielung der Reinkulturen. Wie man aus der Übersicht im vorigen Kapitel ersieht, haben wir einige Anhaltspunkte für die Ernährungsphysiologie von Blau- algen, meistens Oscillarien. An diese galt es anzuknüpfen; doch war ich mir gleich darüber klar, daß eine Verallgemeinerung der an einer Form gemachten Beobachtungen auf die ganze Gruppe der Cyano- phyceen bei deren biologischer Mannigfaltigkeit nicht erlaubt ist. Bevor aber die Anpassung an. so verschiedene Standorte wie verschmutzte Rinnsteine, heiße, schwefelwasserstoffhaltige, sonst reine Quellen, Auftrieb der Meere, nackte Felsen, Hohlräume in anderen Pflanzen, Flechten u. s. f. untersucht wird, muß man erst einmal an wenigen, leicht kultivierbaren Formen eingehende Studien machen. So nahm ich denn eine größere Anzahl von Arten in Kultur, die von verschiedenen Standorten stammten, indem ich die aus schmutzigen Gewässern bevorzugte, weil ich glaubte, daß sie weniger empfindlich sein würden. Es waren 16 Arten, unter denen Oscillarien vor- herrschten, aber auch einzellige Formen sich befanden. Ferner waren dabei zwei iVbsfocarten, ein Cylindrospermum und eine Schizothrix. Von dem Material, das aus dem hiesigen zoologischen Garten, aus Schlamm aus der recht schmutzigen Saale in Halle, aus Tümpeln 55 im botanischen Garten und außerhalb, auch von feuchter Erde usw., stammte, stellte ich Rohkulturen an, die ich möglichst mit Wasser vom Ursprungsorte ansetzte. Die beweglichen Formen krochen am Glase empor und konnten so schon einigermaßen von der großen Masse anderer Algen getrennt werden. Nur die sich ähnlich ver- haltenden Diatomeen waren auf diese Weise nicht zu entfernen. Mit den zunächst zur Weiterzüchtung verwendeten gebräuchlichen Nährsalzlösungen hatte ich auch bei schwachbasischer Reaktion nicht viel Glück. Als sich eine auffallende Förderung durch Erde ergab, benutzte ich fernerhin einen im Autoklav hergestellten Auszug von Gartenerde. In diesem vermehrten sich die meisten Arten recht gut. Doch wurden sie schon nach relativ kurzer Zeit gelb und mißfarbig und stellten das Wachstum ein. Zwar konnte kurz nach der Ver- färbung von solchem Material noch mit Erfolg weiter geimpft werden, doch waren die Kulturen nie sehr schön. Ich schloß daraus, daß irgend etwas fehlte und fand auch bald, daß ein Zusatz von 0,1% Kalisalpeter das Gedeihen wesentlich verbesserte. Mit dieser Nähr- lösung, die ich im folgenden als „Erdabk. -\- KNO3" bezeichnen will und die meist noch durch 0,02% MgS04 und 0,02%K^HPO4 ergänzt wurde, hatte ich ein Mittel in der Hand, von allen verwendeten Formen in relativ kurzer Zeit hübsche Kulturen zu erlangen. Um min die in dem Material gemischten Arten von einander und von Diatomeen zu trennen, benutzte ich zwei feste Nährböden, die sich ergänzten, nämlich zunächst mit Nährlösung getränkte Gipsblöcke und dann Agar in Petrischalen. Die ersteren waren für den Anfang sehr günstig, weil auf ihnen die Oscillarien sich gut ausbreiteten und weniger aneinander klebten als in Flüssigkeitskulturen, so daß einzelne Fäden abgeimpft werden konnten , und weil die Diatomeen auf ihnen viel langsamer krochen als die Blaualgen, also hinter ihnen zurückblieben. Die Gipsblöcke wurden durch Eingießen des Breies in glasierte Porzellanschalen ge- wonnen. Sie waren also auf einer Seite gewölbt, auf einer flach. Die gewölbte Seite kam in den als Kulturgefäße benutzten Deckel- schalen nach unten, die flache wurde möglichst glatt geschabt und nach dem Sterilisieren beimpft. Als Nährlösung diente die oben er- wähnte (Erdabk. -\- KNO3). Sie reichte etwa bis zur halben Höhe der oberen Fläche des Gipsblockes. Auf der weißen Gipsunterlage hoben sich die blau- oder graugrünen Cyanophyceenlager schön und charakteristisch ab, wobei jede Art ihren eigenen Habitus bewahrte. Pilze und Bakterien konnten sich dabei kaum vermehren. Diese Gipskulturen lieferten dann auch meist das Ausgangs- material für die Agarplatten. Der Agar wurde anfangs mit der oben- genannten Erdenährlösung augemacht. Es zeigte sich aber bald, daß E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenäep Mikroorganismen, III. 56 die Erdabkochung- hierbei ohne Schaden fortgelassen werden konnte und daß das insofern besser war, als dann die Pilze weniger gut gediehen. Überhaupt waren zuerst die Verunreinigungen sehr störend, solange ich versuchte, nach der 0. Richter sehen Methode auf die Oberfläche des erstarrten Agars zu impfen. Hierbei zeigte es sich erst, wieviel fremde Organismen noch in den scheinbar so reinen Gipskulturen zugegen waren. Nachdem mit Hilfe dieser die Dia- tomeen und Grünalgen entfernt waren, störten auf dem Agar haupt- sächlich Pilze, Bakterien und Amöben. Besonders auch die letzteren, die sich weit über die Oberfläche ausbreiteten i), waren sehr schädlich und konnten auch bei Verbesserung der Methode nur langsam zurück- gedrängt werden. Auffalleuderweise vermehrten sie sich auch dann noch stark, wenn von Bakterien kaum etwas zu sehen war und wenn auch die Cyanophyceen ganz spärlich wuchsen. Bei großen Formen der letzteren schien es zudem fast unmöglich, daß die Amöben von ihnen lebten. Ob hier nun doch Bakterien die Nahrung lieferten oder ob nicht vielleicht ungeformte oder doch leblose Nährstoffe auf- genommen wurden, habe ich nicht untersucht. Die erwähnte Verbesserung des Isolierungsverfahrens bestand darin, daß ich zum Koch sehen Plattengußverfahren überging. Eine kleine Menge des Irapfmateriales wurde an der Innenwand eines Röhrchens mit geschmolzenem und auf 40° abgekühltem Agar mit der Platin -Iridiumnadel möglichst fein verrieben und mit dem Agar vermischt. Dabei blieben immer genug Zellen lebendig, die dann den Ausgangspunkt junger Kolonien bildeten. Wurden mehrere „Ver- dünnungen" hergestellt, indem etwa ein Kubikzentimeter der ersten Mischung in ein neues Röhrchen übertragen wurde, so war man sicher, später gut isolierte Fäden zu erhalten, die unter dem Mikroskop herausgesucht und abgeimpft werden konnten. Auf diese Weise konnten schließlich auch aus jedem beliebigen Organismengemisch die Oscillarien herausgezüchtet werden, die, abgesehen von den Diatomeen, sich stets lebhafter als alle anderen Algen vermehrten, oifenbar weil sie durch ihr Bewegungsvermögen die ganze Agarmasse ausnutzen konnten. Ich erhielt so in den mit geeignetem Cyanophyceenmaterial gegossenen Schalen Kolonien von sehr verschiedenen Arten, die in allen Farben spielten, darunter auch sehr kleine bakterienähnliche Stäbchen, feinste Fädchen von sehr blaßgrünlicher Farbe sowie rosa- rote. Aber nur einige Formen zeigten ein so rasches Wachstum, daß die Weiterkultur lohnend schien. Die anderen, die bald zurückblieben, müssen späteren Untersuchungen vorbehalten werden. ^) M. W. Beijerinck, Über oligonitrophile Mikroben. Centralbl. f. Bak- teriologie, Abt. II, Bd. VII, S. 570 ff. 57 Indem ich uim von den Agarplatten, die durch Guß erhalten waren und nur wenige kleinbleibende Bakterienkolonien zeigten, wieder- holt neue Verdünnungen herstellte, hoffte ich schließlich zu bakterien- freien Reinkulturen zu gelangen. Trotz sehr langwierigen Versuchen, die mit Beharrlichkeit fortgeführt wurden, und trotzdem ich auch ge- wässerten Agar ^) verwendete, der sich in meinen früheren Versuchen ebenso wie in denen 0. Richters bewährt hatte, gelang es mir, so wenig wie diesem Forscher, mit der geschilderten Methode die Bak- terien loszuwerden. Auch dann, wenn scheinbar ganz reine Kolonien vorlagen, erwiesen sie sich bei der Überimpfung in Agar mit Pepton oder Heydennährstoff als bakterienhaltig. Übrigens konnten die Bakterien auch direkt in den Petrischalen bei günstiger Beleuchtung und Betrachtung mit Ob). 4 von Leitz und Comp.-Ok. 12 gesehen werden. Sie machten sich nämlich durch ihr lebhaftes Wimmeln be- merkbar. Dabei erfüllten sie die von den Oscillarien gebahnten Schleimkanäle, von denen auch 0. Richter 2) spricht, und drangen stets selbst bis an die Spitze eines vorwärts kriechenden Fadens vor. Schließlich kam ich in der ZurUckdrängung der Spaltpilze wenigstens so weit, daß ich die Oscillarien auf die Oberfläche des erstarrten Nitratagars impfen konnte, und daß sie sich darauf üppig vermehrten, ohne von Bakterien überwuchert zu werden. Ein weiterer Fortschritt war so nicht zu erzielen. Ich glaubte schon, es sei über- haupt unmöglich, Reinkulturen zu erzielen, weil die Bakterien in den SchleimhüUeu säßen und so eine mechanische Trennung vereitelten. Auch ihre Abtötung, etwa durch Gifte, durch Hitze oder dergleichen schien ohne Vernichtung der Cyanophyceen bei der Empfindlichkeit der Blau- algenzelle kaum möglich. Schließlich aber gelang die Aufgabe doch bei einigen Arten, und zwar mit Hilfe der kolloidalen Kieselsäure. Nach diesen und anderen Erfahrungen kann ich der Bemerkung 0. Richters^) nicht beistimmen, der gewässerte Agar leiste dasselbe wie die Kieselgallerte. Die Herstellung des Kieselsäuregels geschah nicht in der üb- lichen Weise mit Hilfe der Dialyse eines flüssigen Gemisches von Wasserglas und Salzsäure. Diese umständliche Methode hätte bei 1) Das Ansfaulenlassen des Agars (E. Küster a. a. 0. S. 38) brachte mir wenig Erfolg, da das Erstanungsvennögen dabei sehr stark litt, offenbar durch Hydrolyse der Gelose. Ob diese unmittelbar der Tätigkeit besonderer Bakterien zuzuschreiben ist, oder nur als Folge der Entstehung irgendwelcher Stoflfwechsel- produkte aufgefaßt werden muß, bleibt zu untersuchen. 2) 0. Richter, Reinkulturen von Diatomeen. Ber. d. deutsch, bot. Ges., Bd. 21, 1903, S. 496. 3) 0. Richter, Die Ernährung der Algen. Leipzig 1911, S. 32. E.G.Pnngsheim,Kiiltuvversuchemitchlorophyllführenden Mikroorganismen, III. 58 dem großen Bedarf an Schalen kaum zum Ziele geführt. Ich mischte vielmehr die auf Grund des spezifischen Gewichtes entsprechend ver- dünnten Lösungen^) und goß sie in die Petrischalen. Über Nacht er- starrte die Mischung zur Gallerte und wurde nun ausgewaschen, indem die offenen Petrischalen mit Hilfe dazwischen geschobener Glasstreifen in einem großen Akkumulatoreugefäß aufgebaut und mit Leitungswasser überrieselt wurden. Nach zwei bis drei Tagen war die Säure und das Kochsalz entfernt. In derselben Weise ist schon Beijerinck^) vor- gegangen. Warum Stahel^j der Meinung ist, daß dies nur ein un- genügender Ersatz für die Winogradskysche Methode sei, kann ich nicht ersehen. Sein eigenes, umständliches Verfahren zeigt, wie wertvoll die Umgehung der Dialyse ist. Auch sind Nachteile kaum zu finden. Anfangs zeigten sich auf der Oberfläche der Gallerte bei mikroskopischer Betrachtung immer schwarzbraune Fädchen, deren Herkunft unklar war. Schließlich kam ich auf den Gedanken, sie möchten aus dem Leitungswasser stamjien. Daher wurde dieses beim Auswaschen durch ein Wattefilter geschickt, das dann bald gelbbraun wurde. Diese Farbe rührte von verschiedenen Arten von Eisenbakterien her, wie die Betrachtung mit stärkeren Objektiven zeigte. Nun blieben die „Kieselplatten", wie ich sie der Kürze halber nennen will, rein. Es war nur noch die Schwierigkeit der Sterilisation zu über- winden. Denn die Versorgung mit Nährsalzen war nach Überschichtung mit der betreffenden Nährlösung durch Diffusion leicht zu erreichen. Nach dem Abtropfen der überschüssigen Lösung versuchte ich die Sterilisation im Autoclav. Es ging auch, doch waren Risse und Blasen in der Schicht nicht zu vermeiden. Weniger stark war diese Störung beim Sterilisieren im Dampftopf, so daß sie zu einem bloßen Schön- heitsfehler herabsank. Durch zweimalige Erhitzung war vollkommen sichere Abtötung aller Keime zu erreichen. Es scheint aber, daß auch einmalige Behandlung im Dampftopf genügt, vorausgesetzt, daß die Schalen in diesem langsam erkalten, sodaß keine neuen Keime ein- gesaugt werden können. Das ist auch begreiflich, denn in dem Kiesel- säuregemisch werden alle lebenden Keime durch die Salzsäure getötet, und im Leitungswasser befinden sich kaum Sporen von Bakterien. Auch waren die Vermehrungsbedingungen für Bakterien und Pilze in solchen Schalen mit Kieselgallerte sehr ungünstig. Erst wenn Algen gewachsen waren, traten zuweilen durch nachträgliche Infektion „Schimmelpilze", 1) E. Küster, Kultur der Mikroorganismen. Leipzig u. Berlin 1907, S. 32. 2) M. W. Beijerinck, Das Assimilationsprodukt der Kohlensäure in den Chromatophoren der Diatomeen. Kec. trav. bot. neerland, Bd. I, 1904. S. 28. 8) G. Stahel, Stickstoff bindung durch Pilze bei gleichzeitiger Ernährung mit gebundenem Stickstoff. Jahrb. f. wissensch. Bot. Bd. 49. 1911, S. 585- 59 d. h. meist PeDicillieu auf, die sich aber fast ganz auf die Algen- kolonien beschränkten, während in gewässertem Agar noch manche Pilzarten ganz gut gedeihen i). Als Nährlösung Avurde anfangs Erdabkochung mit Salpeter neben der reinen Salzlösung benutzt, die also 0,1% KNOg, 0,02% MgSO^ und 0,02 % K2HPO4 enthielt. Calcium und Eisen waren jedenfalls, falls sie notwendig sein sollten, vom Leitungswasser her genug vor- handen. Bald zeigte sich, daß bei den „Kieselplatten" die Erdab- kochung keine Förderung des Wachstums der meisten Blaualgen be- bewirkte und durch die Begünstigung von Pilzen sogar schädlich war. In der Folge wurde also nur die reine Salzlösung der Kieselgallerte durch Diffusion einverleibt. Später wurde dann an Stelle des Sal- peters auch Ammoniumphosphat [(NH4).2HP04] benutzt. Auf solchen salpeterhaltigen Nährböden von kolloidaler Kiesel- säure gediehen die Blaualgen vortrefflich. Das meist zu einem Klümpchen geballte Impfmaterial von beweglichen Formen breitete sich im Laufe weniger Stunden zu einem zierlichen Netzwerke aus, das je nach der Art eine mehr oder weniger große Fläche überzog. Manche Formen konnten auf dem Kieselsäuregel weniger gut kriechen als auf Agargallerte. Sie zerbrachen dann in kurze Stücke, die durch langsameAusbreituug einen vollkommen kreisrunden Bezirk besiedelten, und zwar so, daß die Peripherie dichtere Fadenmassen kurzer Stückchen aufwies, während die Innenfläche, die wahrscheinlich durch den aus- geschiedenen Schleim schlüpfrig geworden war, lauge Fäden zeigte. Diese bildeten dann die für die meisten Oscillatoriaceen bezeichnenden Wirbel und Schleifen. Das Ganze bot schließlich durch sein seidiges Aussehen und die frisch blaugrUne oder graublaue bis schwärzliche Farbe einen hübschen Anblick. Andere Arten nahmen durch lebhaftes Kriechen gleich im Anfang die ganze Fläche in Besitz, die sie zunächst mit einem ganz lockeren Netzwerk überzogen. Die Fäden schoben sich in feinen Mäandern zusammen, oft zu mehreren nebeneinander. Auch entstanden wieder Wirbel, Schleifen und vollkommene Spiralen. All diese Bildungen wiederholten sich in ganz ähnlicher Weise bei den einzelnen Arten, und auf dem Agar ebenso wie auf dem Kieselsäuregel. Nur daß letzteres ein Eindringen offenbar schwer gestattete, und daß auch die beim Agar oft vorkommende Besiedelung der Glasflächen unterblieb. Es mag das daran liegen, daß das kapillare Aufsteigen von Wasser hier nicht wie beim Agar eintrat. Die Kieselgallerte fühlt sich auch viel trockener an, sie nimmt das beim Sterilisieren ausgeschiedene „Kondenswasser" bald wieder auf. 1) Vgl. auch G. Stahel, a. a. 0. E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chloropliyllführenden Mikroorganismen, III. 60 Vielfach konnte man in der Kieselgallerte Kriechspuren erkennen, ähnlich wie auf Agar. Die Erschwerung des Gleitens wurde aber dadurch deutlich, daß die Oberfläche kleine dreieckige Einreißstellen zeigte. Hier waren also die Fäden offenbar hängen geblieben und hatten durch mechanischen Zug im Vorwärtsgleiten die geringe Elastizität der Kieselgallerte zu stark beansprucht. Durch wiederholtes Überimpfen einzelner möglichst isolierter Fäden unter stetiger mikroskopischer Kontrolle gelang es so, die Bakterien allmählich zurückzudrängen, sodaß nur noch ab und zu ganz wenig Bakterien bei der Überimpfung auf Agar mit organischer Stickstoffquelle auftraten. Als solcher wurde hauptsächlich Heydenagar verwendet. Dieser, der sich für Algen sehr bewährte, war nach dem für Wasserbakterien empfohleneu Rezepte hergestellt, d. h. er erhielt keine Zusätze als 0,2 — 0,8% Heydenuährstoff, der mit 1,5 — 2% Agar- Agar in destilliertem Wasser im Autoklav gekocht wurde. Die Mischung wurde durch einen Pfropf von entfetteter Watte gegossen und dann durch Faltenfilter geklärt. Bald hatte ich die Freude, in den Petrischalen mit Heydenagar bakterienfreie Fäden der erst in Angriff genommenen Oscillarienart sich ausbreiten zu sehen. Die Anwesenheit von Spaltpilzen verriet sich ja jetzt sofort durch deren üppiges Wachstum. Von den Heyden- platten wurde in Schrägröhrchen mit dem gleichen Agar geimpft, dann auch in Pepton-, Bouillon- usw. Nährlösungen. Die Kulturen blieben rein. So war also das Ziel erreicht, freilich auf einem um- ständlichen Wege: Rohkultur, Gipsblöcke, Salpeteragar, Kieselgallerte und Heydenagar, also fünf Stufen. Ich überzeugte mich später, daß es möglich ist, den Plattenguß mit Salpeteragar zu umgehen, doch ist gerade dieser zur Isolierung und Auffindung der einzelnen Arten sehr angenehm. Die Gipsblöcke sind natürlich nicht notwendig, wenn man direkt auf Kieselgallerte impft. Es blieben dann nur drei Stufen: Rohkultur, Kieselgel, Heydenagar. Letzterer läßt sich durch Agarmischungen mit anderen organischen Nährstoffen ersetzen, wie wir noch sehen werden; doch kaum mit Vorteil. Merkwürdig mag es wohl erscheinen, daß trotz der Benutzung der Kieselgallerte wirkliche Reinkulturen erst auf Heydenagar erzielt wurden. Die Ursache dafür liegt darin, daß zwar auf dem anor- ganischen Gel alle äußerlich anhaftenden Bakterien abgestreift wurden, einzelne in der Gallerthülle sitzende aber nicht erkannt werden konnten. Die Weiterkulturen auf Heydenagar erlaubte dann die Auffindung und Auslese der zufällig bakterienfreien Fäden. (Vgl. Anhang S. 89.) Ich bin mir darüber klar, daß dieser etwas komplizierte Gang der angewandten Methode keine bequeme Handhabe für spätere Rein- züchtungen bietet, wie sie etwa das bekannte Rezept zur Gewinnung 61 von Azotobakterreinkulturen aus Erde liefert. Das liegt zum Teil an den „historischen" Zufällen einer solchen Arbeit, zum Teil an der Schwierigkeit der Aufgabe, die, wie ich von verschiedenen Seiten hörte, nicht nur 0. Richter mißlungen ist. Die Blaualgen bieten eben gerade wegen der geringen Spezifität ihrer Ernährung wenig Handhaben für die Trennung von anderen Organismen. Als die Rein- züchtung einiger Arten geglückt war, hatte ich mit deren Ernährungs- physiologie soviel zu tun, daß eine systematische Durchprüfung weiterer Kulturmöglichkeiten zum bloßen Zwecke der vereinfachten Reinzüchtung nicht in Angriff genommen werden konnte. Doch glaube ich, in der Kombination von Agarplattenguß, Kieselgelkultur und Heydenagar- nachprüfung den vorläufig besten Weg gezeigt zu haben. Daß er nicht bei allen Arten zum Ziele führt, habe ich schon zu meinem Leidwesen erfahren. In Agarplatten mit Nitrat oder Ammonsalzen (siehe weiter unten S. 70 ff.) wachsen wohl so ziemlich alle Arten, wenn auch mit recht verschiedener Geschwindigkeit i). Doch ist die Kieselgallerte nur für die beweglichen Formen bequem brauchbar 2). Auch wachsen auf dem Heydenagar nicht alle Arten gut, obgleich auf diesem noch besser als auf anderen Agarmischungen mit organischen Stoffen, die vielfach stark schädlich sind. Zwar ist das Wachstum in organischen Substanzen an sich nicht Bedingung für die Reinkultur, doch er- leichtert es die Erkennung der bakterienfreien Fäden sehr. Deshalb begnügte ich mich zunächst mit den auf die beschriebene Weise von Bakterien trennbaren Arten, wobei freilich vielleicht eine ökologische Gruppe bevorzugt worden ist. Daher dürfen auch Schlüsse auf die Lebensbedingungen der nicht weiter verfolgten Arten nur mit Vor- sicht gezogen werden. Soweit ohne Reinkultur eine Prüfung der Er- nähruugsverhältnisse möglich ist, soll das an einer größeren Zahl von Arten von anderer Seite geschehen. III. Die reinkultivierten Arten. Wenn auch für die rein physiologischen Gesichtspunkte dieser Arbeit die Identifizierung der zu den Versuchen herangezogenen Cyanophyceen-Arten nicht von einschneidender Bedeutung ist, so mußte *) Die sich langsam vermehrenden Arten wurden schon auf dieser Stufe von den weiteren Versuchen ausgeschlossen. 2) Die unbeweglichen Formen lassen sich gut impfen, indem man eine Auf- schwemmung von ihnen in sterilem Wasser auf die Oberfläche der Gallerte schüttet und nach einiger Zeit die überschüssige Flüssigkeit vorsichtig abgießt. Reinkulturversuche mit dieser letzteren Methode sollen noch unteroowraen werden. E.G.Priugsheim, Kulturversuche mit chloropliyllführenden Mikroorganismen, III. G2 mir doch daran liegen, wenigstens die systematische Gruppe zu kenn- zeichnen, der sie angehören. Wie bekannt, ist die Bestimmung von Blaualgen schwierig, und zwar wegen deren Formenreichtum und der, im Gegensatz etwa zu den gleichfalls so vielgestaltigen Diatomeen und Desmidiaceen, geringen Anzahl der morphologischen Merkmale. Man kann sie, wie mir scheint, in der Beziehung am ehesten mit den Spaltpilzen vergleichen. Es dürften in den Bestimmuugsbüchern über- haupt nur die häutigeren oder irgendwie charakteristischen Formen zu finden sein. Daneben gibt es eine Menge untereinander sehr ähnlicher und noch dazu großenteils sehr kleiner Arten, die sich nicht zu größeren Lagern vereinen und deshalb dem Sammler meist entgehen. Das ist natürlich kein Vorwurf gegen die so sorgfältigen Arbeiten verschiedener Autoreu. Man denke nur, wie es um die Bakteriensystematik stünde, wenn wir noch heute auf bloße Beobachtung au mehr oder weniger natürlichen Standorten angewiesen w^ären. Daraus ergibt sich aber auch gleich die Forderung, daß die einzelnen Arten der Spaltalgen an mindestens speziesreinen Kulturen zu verfolgen sind, um die Konstanz der systematisch benutzten Merkmale zu prüfen und neue Unterscheidungsmittel ausfindig zu machen. Voraussichtlich werden dann die Arten weiter zerlegt werden müssen. Es wird aber bei solchem Verfahren, wie ich das in der ersten Mitteilung anführte, auch die Schar der einzeln lebenden oder sehr kleinen, besonders auch der einzelligen Arten zu ihrem Rechte kommen, die auf Gallertsubstraten charakteristische Kolonien bilden. Auf ähnliche Kennzeichen hat man auch bisher schon achten müssen. Man zieht die Gestalt und Farbe der natürlichen Blaualgenlager zur Bestimmung heran. Diese Merkmale sind aber bei der Verschieden- heit der Lebensbedingungen recht schwankend und unzuverlässig. Durch Kultur unter bekannten, leicht herstellbaren Bedingungen ließe sich diese Schwierigkeit beheben. In der vorliegenden Arbeit, in der es auf die physiologischen Eigen- schaften der Arten ankam, mußte schließlich auch damit gerechnet werden, daß von morphologisch scheinbar völlig einheitlichen „Arten" physiologische Rassen bestehen, daß also eine Nachprüfung am scheinbar gleichen Material andere Ergebnisse zeitigt. So ist es ja z. B. mit dem von mir kultivierten Stamme von Euglena gracilis ge- gangen, der sich anders verhielt als es Zum stein angegeben hatte. (Vgl. 2. Mitteilung, diese Beiträge 1912 S. 35 ff.) Ich möchte deshalb betonen, daß meine Ergebnisse sich nur auf die kultivierten Formen beziehen, und ich eine Garantie für die Übereinstimmung mit den Originalarten oder späteren Isolierungen nicht übernehmen kann. Was nun meine Bestimmungsversuche betrifft, so dienten dazu neben der neuesten Bearbeitung der Cyanophyceeu durch Lemmer- 63 mann^) die ausführlicheren Artenbeschreibungen von Gomont^). Herbarmaterial stand mir leider nicht zur Verfügung. 1. Die in den Protokollen als Oscillaria IV. geführte Art ist ziemlich feinfädig, von kräftig blaugrüuer Farbe. Die Dicke der Fäden beträgt 4,5—5 \i. Die einzelnen Zellen sind Va— V2 so lang als breit. Das Ende der Fäden ist nur schwach verjüngt, die Spitzen- zelle rundlich. An den Querwänden, an denen die Fäden schwach eingeschnürt sind, erkennt man deutlich zwei Reihen von Körnchen. Darnach stimmt die Diagnose Lemmermanns für Oscillaria tenuisAg., für die dieser Autor eine Dicke von 4 — 10 \i angibt. Bei mir sind die Fäden viel einheitlicher in der Dicke. Auch die Beschreibung und die Abbildungen bei Gomont (a. a. 0. Tafel VII, Fig. 2 und 3) passen gut auf die von mir kultivierte Art. 2. Die zweite, provisorisch als Ose. X gekennzeichnete, in Rein- kultur gewonnene Art ist etwas dicker, die einzelnen Fäden unter dem Mikroskop von mattgraugrüner Farbe, während größere Lager tiefschwarzgrün aussehen. Die Fäden sind 5,5—6 [x dick, die Zellen etwa halb so lang wie breit. Die Trichome sind zugespitzt. Die End- zelle ist wie die spitze Hälfte eines Eies gestaltet und mit dickeren Wänden versehen. Die Querwände sind nicht granuliert, auch sind keine Einschnürungen zu erkennen. Der Mangel der Granulation ist der einzige Unterschied gegenüber Lemmermanns Diagnose für Oscillaria hrevis Kütz. (a. a. 0. S. 115), für die er eine Breite der Zellen von 4—6,5 [i, eine Länge von 1,5—3 jx angibt. Doch dürfte auch er nicht ausschlaggebend sein, da Gomont (a. a. 0. S. 203) das Fehlen der Körnchen betont. Auch sind dessen Angaben über die ziemlich plötzliche Zuschärfung der Spitze und den Mangel einer Kappe an der Endzelle so bezeichnend für meine Form, daß ich bei Oscillaria hrevis Kütz. bleiben möchte. 3. Die Identifizierung der iVosfoc-Arten ist schwieriger als die der Oscillarien. Da der Habitus des Thallus als wichtiges Merkmal verwendet wird, war eine regelrechte Benutzung der Bestimmungs- tabelle nicht möglich^). Doch dürfte, den sonstigen Kennzeichen nach; meine Art dem Nostoc cuticulare (Breb.) Bornet et Flahault ent- sprechen. Masse und Aussehen stimmen recht gut. Die Farbe ist ein schönes, helles Blaugrün. Auch Standort und Aussehen der Lager stimmen mit den Angaben überein. Doch will ich vorsichtshalber die Art nicht mit dem genannten Speziesnamen bezeichnen. *) E. Lemmermann, Kryptogamenflora der Mark Brandenburg. Algen I. Leipzig 1910. 2) M. Gomont, Monographie des Oscillariees, Ann. des sc. nat. ser. VII, Bot. T. XV. 3) Vgl. Lemmermann a. a. 0. S. 161. E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, III. 64 IV. Elitwickelung nnd Habitus der Kulturen. Bevor ich dazu übergehe, die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit, nämlich die Kulturerfahrungeu mit Agarmischungen und mit Nähr- lösungen bekannter Zusammensetzung darzulegen, will ich einiges über den Habitus der Kulturen und seine Veränderungen im Laufe der Zeit vorausschicken. Die große Zahl der auf ihren Nährwert zu prüfenden Stoffe, machte eine quantitative Bearbeitung des Erntematerials unmöglich. Denn dazu hätten viel größere Flüssigkeitsmengen gehört, die die verfügbaren Mittel in bezug auf Chemikalien, Kolben und Raum nicht zuließen. Aus diesem Grunde habe ich mich darauf beschränkt, die an den Kulturen vom Tage der Impfung an bemerkbaren Veränderungen, soweit sie der Beobachtung zugänglich waren, in Pausen aufzuzeichnen. Aus den Protokollen soll im Anhang das Wesentliche mitgeteilt werden, wobei zugleich die Wiedergabe verschiedener Erscheinungen möglich wird, die quantitativ nicht faßbar wären. Hierher gehört vor allem die Tatsache, daß manchmal Kulturen, die nach der Impfung zuerst keine oder nur schwach merkliche Ent- wickelung zeigten, sich später erholten und dann noch recht gut wurden. Das Gegenstück ist der noch häufigere Fall, daß eine Nähr- lösung im Anfang stark das Wachstum fördert, auf die Dauer aber nicht günstig ist. Folgt auf anfängliche Vermehrung ein Stillstand, so ist dieser stets endgültig, falls nicht neue Nahrungsstoffe zugeführt werden. Meist war er bei den kultivierten Arten äußerlich kenntlich an der Verfärbung der Algenmasse ins gelbliche bis rötliche, wie das Magnus uud Schindler^) vor kurzem geschildert haben. Der Nostoc verhielt sich in der Beziehung genau wie die Oscillarien. Die Verfärbung ist im allgemeinen um so intensiver, je üppiger vorher das Wachstum war. Daher kommt es, daß eine anfangs sehr gut aussehende Kultur oft später schon einen kränklichen Anblick gewährt, w^eun eine langsamer herangewachsene noch üppig grünt. Außer dem allgemein beobachteten Einfluß des Nahrungsmangels fördern auch gewisse organische Stoffe und helles Licht das Gelbwerden. Neben der Verschiedenheit der Färbung ist auch der sonstige Habitus der Kulturen bei ein und derselben Art je nach der Zu- sammensetzung der Nährlösung verschieden. Bald sind die Fäden über den verfügbaren Raum ausgebreitet, bald drängen sie sich zu Klumpen zusammen oder sammeln sich phototaktisch in gewissen Be- 1) W. Magnus und B. Schindler, Über den Einfluß der Nährsalze auf die Färbung der Oscillarien. Ber. d. deutsch, bot. Ges. Bd. 30, J9I2. 66 zirken des Kulturgefäßes. Deshalb ist die relative Schätzung der jeweils gewachsenen Algenmasse oft schwierig. Es blieb somit nichts anderes übrig, als ihr Aussehen kurz zu schildern, wobei gewisse oft wiederkehrende Habitusbezeichnungen verwendet wurden. Diese sollen im folgenden erklärt werden. Wird eine kleine Menge Material von fädigen Blaualgen aus einer Flüssigkeitskultur entnommen, so wird es durch die Oberflächen- spannung des Wassers zusammengeballt, weil die Fäden zu weich sind, um das Abrundungsbestreben des Tropfens zu überwinden. Wird ein solches „Impfklümpchen" in Wasser übertragen, so gleichen sich die gewaltsamen Krümmungen der Fäden elastisch aus. Auch heften sich die Fäden durch ihre Gallertscheiden an der Glaswand fest^). Gleichzeitig beginnen die bekannten schwingenden Bewegungen der Spitzen, nach denen die Oscillarien ihren Namen haben. Dadurch kommt allmählich die strahlige Anordnung der freien Enden zustande, während die Fäden in der Mitte zunächst noch verschlungen bleiben. Mein Nostoc verhielt sich auch hierin wie die Oscillarien, nur daß die Bewegungen und später auch die Vermehrung langsamer vor sich gingen. Der Zustand, in dem die Fäden in der Mitte noch vereinigt, außen aber radiär angeordnet sind, wird im folgenden als „Strahlung" ^) bezeichnet. Er kommt sowohl auf gallertartigem Untergrunde wie auch in Flüssigkeit unter günstigen Umständen nach kurzer Zeit zu- stande. Nach weniger als einer Stunde kann er schon mit bloßem Auge gut kenntlich sein. Ist die Nährlösung irgendwie schädlich, z. B. durch saure Reaktion oder Schwermetallspuren, so unterbleibt die Festheftung am Glase und die Strahlung ganz, das Impfklümpchen bleibt zusammengeballt. Das letztere kann nun aber auch dann vorkommen, wenn die Nähr- lösung eine Vermehrung erlaubt, so daß Ausbreitung und Gedeihen nicht immer parallel gehen. Die Oscillarienmasse wächst dann zu einem dicken kugeligen Gebilde heran, das frei am Boden liegt, und aus dem nur die äußersten Fadenenden herausragen. Ich bezeichne das als „Klumpen". Diese Erscheinung trat besonders in pepton- haltigeu Nährlösungen auf. Sollte die Erscheinung vielleicht mit der Verminderung der Oberflächenspannung durch das Pepton zusammen- hängen? Ein Vergleich der Erntemenge mit der anderer Kulturen, in denen die Oscillarien ausgebreitet waren, war unter diesen Umständen kaum möglich. 1) Vgl. C. Correiis, Über die Membran u. die Bewegung der Oscillarien Ber. d. deutsch. Bot. Gesellsch. Bd. XV, 1897, S. 139. 2) Vgl. Tafel 2, Fig. I, 6. Beiträge zur Biologie der PflanzeD. Bd, XU. Heft I. 5 E. G. Pringsheiui, Kulturversuche mit chlorophyllführeudenlSIikrüürganisiuen, III. 66 Meist folgt nun aber auf die StrahluDg das weitere Auseinauder- strebeu der Fäden unter Lockerung des Knäuels und Fortstreben von der Mitte. Bei dieser „Ausbreitung" ist zweifellos eine chemotaktische Reizbarkeit im Spiele, auf Grund deren die Fäden sich gegenseitig fliehen. Sie bleiben dementsprechend bei der Ausbreitung noch eine Zeitlang annähernd radiär angeordnet (vgl. Tafel 2, Fig. I, 7), wobei aber, besonders auf gallertigem Untergründe, durch den Reibungs- widerstand schon vielfach Krümmungen und Schleifen entstehen. Gleichzeitig macht sich unter normalen Umständen die Vermehrung durch interkalares Wachstum der Fäden bemerkbar. Die Ausbreitung kann aber auch bei Nahrungsmangel erfolgen, der ein merkliches Wachstum unmöglich macht, also etwa in reinem Wasser oder auf nährsalzfreier Kieselgallerte, sowie im Dunkeln. Das Fehlen von Nahrungsstofifen verhindert demnach nicht, wie die Gegenwart schäd- licher Stoffe, das Kriechen. Oft breitet sich das Impfmaterial schon am ersten Tage völlig aus, sodaß die Fäden etwa in gleichem Abstände über die verfügbaren Oberflächen des Glases in der Flüssigkeit oder des Agars verteilt sind. Erst später beginnt dann ein Dichterwerden des so entstandenen Faden- „Netzes" durch Vermehrung der Algen. Nur selten aber erhält sich die gleichmäßige Anordnung. Abgesehen davon, daß zuweilen ein Teil des Impfklümpchens zusammengeballt bleibt, so daß nur einzelne Fäden herauskriechen und den Grundstock zu einem Netz ergeben (Vgl. Tafel 2, Abb. III, 1), finden wir andere Störungen der regelmäßigen Verteilung. Ihre Ursachen möchte ich wieder in der Reizbarkeit der Fadencyanophyceen sehen. Ganz klar liegt das bei der Phototaxis, die entgegen der die Ausbreitung fördernden negativen Chemotaxis, ein Zusammendrängen an günstig beleuchteten Stellen verursacht. In Flüssigkeitskulturen finden wir demnach die Oscillarien nach einiger Zeit meist an der Fensterseite des Meniscus angesammelt, wobei sie vielfach über den Flüssigkeitsspiegel emporkriechen, die Nährlösung kapillar nachsaugend. Auf festweichem Substrat macht sich ein derartiger Einfluß des Lichtes nicht bemerkbar. Der Nostoc zeigt eine besonders ausgesprochene Lichtreizbarkeit. Seine Fäden schieben sich im Anfange einer Kultur in der Richtung des Lichteinfalles am Boden des Gefäßes hin, wie das in Tafel 2, Fig. III, 2, zu sehen ist. Später sind die jVbsioc-Trichome meist genau parallel zu einander und nahezu grad- linig an der dem Fenster zugekehrten Glaswand angeordnet. In anderen Fällen sammeln sie sich dagegen wie die Oscillarien an der hellsten Stelle an. Welche Ursachen dieses verschiedene Verhalten in verschiedenen Nährlösungen hat, das läßt sich vorläufig nicht sagen. Man kann nur den engen Zusammenhang zwischen einem bestimmten 6t Habitus und den betreffenden Kulturbedingungen betonen. Der Nostoc zeigt seine Phototaxis aucli auf Agar in Petrischalen und, den kom- plizierten Lichtberechnungsverhältnissen entsprechend, weniger klar in Keagenzgläsern. Zu Mer Chemo- und Phototaxis kommt als bestimmender Faktor bei der Anordnung der Fäden wohl noch eine Stereotaxis, d. h. das Bestreben, sich der Oberfläche fester Körper anzulegen. Sicher ist das Vorhandensein dieser Reizbarkeit freilich nicht. Beim Wachstum auf Erde, auf Agar, Kieselgallerte usf. könnte schon die Oberflächen- spannung des Wassers genügen, ein Erheben in die Atmosphäre un- möglich zu machen. In FlUssigkeitskulturen fällt dieser Faktor fort, und doch bleiben die Fäden der Oberfläche des Glases zunächst an- geschmiegt. Darin möchte ich den Einfluß der Stereotaxis sehen. Doch kann auch die Konsistenz des abgeschiedenen Schleimes, also seine Kohäsion und die Adhäsion am Glase, zur Erklärung ausreichen. Sieht man freilich das so verschiedene Verhalten unter differeuten Be- dingungen, so ist man eher geneigt, es einem Wechsel in der Reiz- barkeit, resp. im Vorherrschen einer bestimmten Sensibilität zu- zuschreiben, denn die physikalischen Bedingungen können, etwa in Nährsalzlösungen, kaum derartig verschieden sein. Man vgl. dazu die Fig. II und III auf Tafel 2. Derselben Ursache, die für das Kriechen an festen Körpern ver- antwortlich zu machen ist, dürfte jedenfalls auch der Umstand zu- zurechnen sein, daß die anfangs durch negative Chemotaxis aus- einandergetriebenen Fäden sich später meist zu „Strängen" an- einanderhängen. Der Anfang zu solchen Aggregaten läßt sich mikro- skopisch verfolgen. Er besteht darin, daß die Fäden nicht auf un- besiedeltem Boden kriechen, sondern an ihresgleichen entlang gleiten. Da man auf Agar und Kieselgallerte vielfach sieht, daß die früher schon „begangenen Straßen" auch dann vorgezogen werden, wenn der erste Faden schon weiter gekrochen ist, darf man wohl annehmen, daß die oft sichtbare oder durch Saffraninfärbung sichtbar zu machende Schleimspur die Ursache für dieses Nachkriechen ist. Ob aber die Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit rein physikalisch oder durch eine spezifische Reizbarkeit wirkt, läßt sich bei dem Mangel einschlägiger Versuche und der Rätselhaftigkeit des Bewegungs- mechanismus nicht entscheiden. Mit bloßem Auge erkennt man die Wirkungen des geschilderten Haftens der Fäden aneinander eben an der „Strangbildung", die zu- weilen soweit fortschreitet, daß der größere Teil der Algenmasse zu wurstartigen Gebilden geballt wird. Von den oben geschilderten Klumpen oder Kugeln unterscheiden sie sich durch ihre unregelmäßige Gestalt und das Haften an der Glaswand. Als Beispiel diene E. G. Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, III 68 Abb. II, 2, und für Nostoc Abb. III, 3 im Gegensatz zu 2, wo die Fäden meist einzeln liegen. In guten Kulturen wird das dem Boden anliegende Netz mit oder ohne teilweise Strangbildung immer dichter, bis es bei günstiger Be- leuchtung schließlich durch reichlich ausgeschiedene Sauerstotü'blasen emporgehoben wird. Es schwebt dann, teilweise noch festgeheftet, als zarter „Schleier", der sich aber zuweilen noch aus unbekannten Gründen zusammenballt, in der Flüssigkeit. Neben den der Glaswand angeschmiegten Fäden sieht man schließ- lich in üppigen Kulturen auch welche, die an dem Oberflächenhäutchen des Flüssigkeitsspiegels ihren Halt finden. Sie bilden in späteren Stadien der Kultur eine mehr oder weniger dichte „Haut". Eine solche zeigt sehr schön den Zusammenhang der Fadenaggregate, der gar nicht unbeträchtlich ist. Darauf gestreute lösliche Substanzen bleiben lange Zeit trocken, Tropfen gefärbter Lösungen vereinigen sich nicht mit der Kulturflüssigkeit, selbst wenn die Haut scheinbar so locker gewebt ist, daß große Maschen in ihr frei bleiben. Es mag das durch ausgeschiedenen Schleim und durch die Oberflächenspannung des Tropfens bedingt sein. Die Haut ist der Regel nach am Rande des Meniscus dichter, sie bildet einen „Rand", der auch dann vorhanden sein kann, wenn die Mitte der Wasseroberfläche unbesiedelt ist. Er bildet auch den Aus- gangspunkt für die Haut. Ein Beispiel für eine ältere Kultur mit los- gelöster Haut mit Rand zeigt Fig. II, 1. Es ist der Typus einer nor- malen, gut gewachsenen Oscillarienkultur. Schließlich noch wenige ergänzende Worte über das Verhalten auf gallertigen Substraten, wie Agar, Gelatine und Kieselgallerte. Auf diesen breiten sich die Oscillarien usw. ganz ähnlich aus, wie in Flüssigkeiten, wobei sie sich auf dem Agar am leichtesten entlang schieben. Der Widerstand des klebrigen Untergrundes bewirkt die Bildung zahlreicher Schleifen, die schließlich zu vollkommenen, kreis- runden Spiralwirbeln werden können. Neben der Besiedelung des eigentlichen Nährbodens findet, besonders bei Verwendung von Agar, auch ein Wachstum auf den Innenwänden der Glasgefäße statt, wie es Abb. I, 1, 2 zeigt. Manchmal sind hier sogar üppigere Algen- massen zu finden als auf dem Agar selbst. Gleichzeitig kriechen die Oscillarien auch zwischen Glas und Agarmasse hinein, da deren Zu- sammenhang stets nur locker ist. Die geringe Viscosität des Agars und die Ausscheidung des sogenannten Kondenswassers mögen das bewirken. Ist der sonst verfügbare Raum schon besiedelt, so findet an dieser Stelle nach schwacher Volumverminderung des Agarklotzes durch Wasserverlust oft noch ein neues Aufblühen der Oscillarien- vegetation statt, wie es Abb. I, 8 zeigt, auf der ein Agarröhrchen von 69 der Rückseite zu sehen ist. In Kulturen mit Kieselgallerte und Ge- latine bleiben die Glaswände fast ganz frei von Algen. Weitere Be- obachtungen dieser Art sind weiter unten auf S. 68 mitgeteilt. V. Kultur auf Nährgallerte. Wie schon aus den frühereu Angaben verschiedener Forscher und aus dem oben Gesagten hervorgeht, sind Agarmischungen mit Nährsalzen für die Kultur von Blaualgen sehr geeignet. Das gilt nicht nur für Oscillarien, sondern auch für zwei von mir herangezogene iVos^ocarteu, für eine Schizotlirix und für einige einzellige Cyanophyceen. Für das Wachstum bot gewässerter Agar bei keiner Art einen Vor- teil gegenüber dem ungewässerten, abgesehen von der etwaigen Störung durch fremde Organismen, wie Pilze, Bakterien, Amoeben und Infusorien. Umgekehrt schien manchmal die Vermehrung in un- gewässertem Agar üppiger, wie das bei Euglena gracilis in viel höherem Maße hervortrat. Ein Zusatz von Erdabkochung, der bei an- organischen Lösungen so sehr förderlich sein kann, hatte kaum irgend- wo erheblichen Einfluß. Auch die Konsistenz des Agars war zwischen 1 und 2% gleichgültig. Überall erwies sich ein Agar, der 0,1% KNO3, 0,02 7o MgSO, und 0,02% K2HPO4 enthielt, als geeignet. Neben dieser Mischung wurden noch einige andere Nährsalz- zusätze zum Agar versucht. Sehr günstig war auch hier sekundäres Ammoniumphosphat, desgleichen neutrales Ammoniumsulfat. Wurde dem Agar anstatt des sekundären Kaliumphosphates primäres in der Konzentration von 0,2% zugesetzt, so war das Wachstum schlechter, manchmal blieb es. auch ganz aus. Ganz ähnlich war der Befund in Kulturen mit Kieselsäure- gallerte; nur war hier bei Verwendung von Kalisalpeter der Zusatz von Erdeauszug öfters förderlicher als vergleichsweise bei Agar. Eine Form, nämlich Schizothrix spec, blieb auf Kieselgallerte mit Salpeter- nährlösung im Wachstum ganz erheblich zurück, wenn der Erdeaus- zug fortgelassen wurde, sodaß die kreisförmig sich ausdehnende Ko- lonie hier nicht wie sonst immer schUeßlich zur gänzlichen Bedeckung der Kulturschale kam. Gelatine enthält an sich soviel aufschließbare Stoffe, daß sie schon mehr zu den Agarkulturen mit organischen Stoffen überleitet. Es wurde eine, ohne weitere Zusätze mit Ammoniak vorsichtig neutrali- sierte lOprozentige Gelatine verwendet. Oscillaria temäs und brevis breiteten sich darauf gut aus und wuchsen, obgleich nicht sehr schnell, zu schönen Kulturen heran. Eine Verflüssigung der Gelatine trat in Reinkulturen nie ein, auch dann nicht, wenn eine größere Menge E.G.Pringslieiiu, Kulturversuche mit chloropliyllfülirendenMikro<)rj;anisintii,ni. 70 Material auf die Oberfläche des schräg erstarrten Nährbodens gebracht wurde. Dagegen wurde unter solchen Umständen eine andere Fa- scheinung bemerkbar. Von der beim Impfen zusammengeballten Osciliarienmasse strebte eine große Menge Fäden radiär nach allen Seiten, ähnlich wie bei der Ausbreitung in Wasser. Sie drangen da- bei gradlinig in die Gelatine ein und umgaben den Impf klumpen .,wie die Strahlen die Sonne" i). Daneben schoben sich natürlich auch Fäden auf der Oberfläche entlang. Bei kleiner Impfmenge trat das Eindringen in die Gelatine erst nach reichlichem Wachstum ein, immer aber stärker als bei Agar, wo die Oscillarien hauptsächlich die Oberfläche und die Grenzschicht gegen das Glas besiedelten oder gar bei Kieselgallerte, wo ein Ein- dringen kaum beobachtet wurde. Die Ausbreitung überhaupt und das Einbohren in die Gelatine muß wohl einer negativ chemotaktischen Keizbarkeit zugeschrieben werden. Daß eine solche besteht, wurde deutlich, wenn in die Nähe einer sich ausbreitenden Osciliarienmasse auf Agar oder Kieselgallerte ein saurer Stoif, z. B. das schwer lösliche saure weinsaure Kalium (Weinstein) gebracht wurde. Alle nach der betreftenden Seite heraus- strebenden Fäden wurden dann zur Umkehr gezwungen und die seit- lichen im Bogen abgelenkt. Auch geschah die Besiedelung der Kand- partien einer Petrischale, nach reichlicher Entwickelung in der Mitte, zuweilen deutlich in geradlinigen Strahlen. Am deutlichsten war das bei Oscillaria brevis auf Asparaginagar. Endlich konnten Bakterien- kolonien eine anziehende oder abstoßende Kraft ausüben. Die posi- tive Chemotaxis scheint aber bei Oscillarien nicht sehr ausgebildet zu sein, da Versuche mit einigen Nährstoffen auf Agar und Kieselgallerte erfolglos blieben. Wir kämen nun zu den Versuchen auf Agar mit organischen Zusätzen in Schrägröhrcheu. Diese wurden, wie oben gemeldet, teil- weise zur Erprobung, teilweise zur Gewinnung der Eeinkultur an- gestellt. Bald nach Erreichung dieses Zieles aber wurden sie auch auf andere Mischungen als die zuerst verwendeten, und zwar einige gebräuchliche Bakteriennährböden, ausgedehnt, um einen ersten Über- blick über die Wirkung organischer Stoffe zu bekommen, bevor die systematischen Versuche mit organischen Lösungen in Angriff ge- nommen wurden. Von den Nähragarmischungen, die verwendet wurden, bewährten sich nur diejenigen mit geringen Mengen organischer Stoffe. Der 1) Vgl. Tafel 2, Abb, I, 5, unteu. 71 oben oft genannte Heyden-Agar war sehr günstig. Er wurde her- gestellt i) durch Kochen von 0,8% Nährstoff Hey den mit 2% Agar- Agar im Autoclav und Filtrieren. Dabei löst sich nur ein Teil der Albumose. Durch Verdünnen mit bloßem Wasseragar wurde ein be- sonders für den Nostoc noch besseres Substrat erzielt. Von Asparagin wurde 0,1% oder 0,025% nebst den nötigen Nährsalzen, von Pepton 0,5 oder 0,2% und von neutralisiertem Fleischextrakt 0,2% verwendet. Ferner kamen noch in Gebrauch: Agar mit Erbsenwasser, Mannitagar [wie iüx AzotohaMer, also 2% Mannit, OjP/oKoHPO^ ohne eigens zu- gesetzten Stickstoff], Spirillenagar nach Arthur Meyer, d. h. Fleisch- wasser-Peptonagar und ein Agar mit Maiskörner-Faulflüssigkeit '^). Es soll nun die Wirkung dieser Substrate auf die verschiedenen Arten geschildert werden, und zwar au ausgewählten Beispielen, denen die übrigen entsprachen, wo nicht anders vermerkt. Überall schräg erstarrter Agar in Keagenzgläschen. Oscillaria I, eine tief graugrüne Art, der Ose. hrevis ähnelnd, nicht in völliger Reinkultur gewonnen, Bakterien aber in der Stamm- kultur in geringer Menge. Die Versuche werden absichtlich angeführt, als Beispiele für die Art des Wachstums bei Gegenwart von Bakterien. Asparaginagar: Erst viel Bakterien, dann gute Ausbreitung und Wachs- tum. Nach vier Wochen sehr üppig, tief graugrün. Heydenagar: Bakterien um die Impfstelle, aber gute Ausbreitung und Wachstum. Nach zwölf Tagen schon recht üppig, die ganze Ober- fläche bedeckend. Peptonagar: Ahnlich. Erbsenagar: Gute Ausbreitung, aber Wachstum durch Bakterien gestört. Fleisch ext raktagar: Wie Asparagin- und Heydenagar. Mannitagar: Bakterien reichlich, Oscillarien wachsen schlecht, werden gelb (Sfickstotfmangel). Oscillaria tenuis in Reinkultur. I. Am 25. Juni 1912 geimpft aus lleydenagarröhrchen vom 28. Mai in: 1. Peptonagar 0,5 %. 2 . Fleischwasserpeptonagar. 3. Asparagiuagar 0,025 %. 4. Mannitagar. 5. Heydenagar 0,8 %. Ergebnis am 27. Juni: 1. i\. 2. nicht, alle anderen schön strahlend. ') Nach Arthur Meyer, Praktikum der bot. Bakterienkunde. Jena 1903. 2) E. G. Priugsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikro- organismen. 2. Mitt. Euglena gracilis. Diese Beitr. Bd. XII, S. 13. E.G.Pringsheim,Kultuvversuche mit chloropliyllführendeii Mikroorganismen, III. 72 2. Juli: ]. u. 2. nicht gewachsen. 3. Weit ausgebreitet, auf dem Agar Fäden teilweise Wirbel bildend. Fäden auch am Glase. 4. u. 5. Fäden ausge- breitet, bei 5. auch am Glase. 17. Juli: 1. u. 2. Wohl tot? Frisch beimpft mit größerer Menge Material. 3. Ent- sprechend weiter entwickelt. 4. Ähnlich, aber wenig Wirbel. 5. Sehr üppig, über und über blaugrün. 22. Juli: 1. u. 2. zeigen keine Ausbreitung der noch lebenden Oscillarien. 3. Hübsche Kultur, frisch grün. 4. Fäden über die ganze Fläche, aber ganz ockerfarben (Stickstoffmangel). 5. Sehr üppig, schön blaugrUn. IL Am 22. Juli 1912 aus Heydenagarröhrchen vom 28. Mai in: 1. Peptonagar 0,2%. 2. Erbsenwasseragar. 3. Fleischextraktagar 0,2 % neutralisiert. 4. Gewässerter Agar mit Ammonphosphat. 5. Agar mit Maisfaulflüssigkeit. Ergebnis am 1. August: 1. Gut. 2. Tot, frisch beimpft. 3. u. 4. Weniger als 1, aber ge- wachsen. 5. Gelblich, schlecht. 12. August: 1. Grasgrün, recht gut. 2. Wenig Oscillarien in den am Glase kon- densierten Tröpfchen. 3. Etwas weniger als bei 1, aber mehr blaugrün. 4. Nicht sehr gut, gelblich. 5. Nicht sehr gut gewachsen, grasgrün. 6. September: Auf Pepton- und Fleischextraktagar hell geworden, viele Zellen tot. III. Am 29. Juli aus der Mannitkultur vom 25. Juni, die ganz gut gewachsen ist, aber nur gelbe Fäden aufweist: 1. In dieselbe Mischung; 2. in Heydenagar geimpft. 31. Juli: 1. Schon grüner als in der Staramkultur. 2. Weniger grün als 1. Später wachsen beide ganz gut weiter, wobei: I. anfangs die gute Farbe wiedererhält, aber schließlich doch wieder gelb wird, während 2. schön blaugrün wird. IV. Auf Gelatine breitet sich Oscülaria tenuis gut aus. Von größeren Impfmassen aus oder nach reichlicher Entwickelung dringt sie tief in die Gelatine ein, im ersteren Falle etwa wie die Borsten einer Bürste, im letzteren mehr diffus. Die Fäden sind dann kurz und viel mehr verteilt als auf Agar, sodaß keine Wirbel und Stränge auftreten. Alle diese Impfungen wurden mindestens einmal wiederholt. Aus diesen Versuchen ist zu ersehen, daß Heyden- und Asparagin- 73 agav ein sehr gutes Wachstum bewirken, während Peptonagar bei 0,5% unbrauchbar ist, bei 0,2% zwar anfänglich gute Entwicklung erlaubt, schließlich aber die Oscillarien degenerieren läßt. Das letztere gilt auch für den Fleischextraktagar. Fleischwasserpeptonagar und Erbsenwasseragar enthalten offenbar gleichfalls zu viel organische Stoffe. Maisfaulagar bewirkt eine schnelle Verfärbung. Der ohne besondere Stickstoffquelle hergestellte Mannitagar erlaubt nicht wie bei Azotohahter reichliche Entwicklung. Zwar vermehren sich die Oscillarien anfangs, wohl auf Kosten der geringen Stickstoftmengen des Agars, bald aber nehmen sie die gelbe Farbe an, die für den Mangel an geeigneten N Quellen bezeichnend ist^). Sie sind dann noch nicht tot, können sogar, in ein neues, gleiches Röhrchen ge- bracht, wieder ergrünen, werden aber bald wieder entfärbt. Oscillaria brevis in Reinkultur. 1. Mannitagar. 29. Juli bis 23. August 1912. Wenig Entwickelung. Fäden hauptsächlich am Glase, gelblich. Am 6. September. Kaum Wachstum. 2. Heydenagar. 12. bis 23. August 1912. Gut ausgebreitet, ziemlich viel gewachsen, aber gelblich. Am 6. September. Gut, aber gelb. 3. Peptonagar 0,2 %. 12. bis 23. August 1912. Ähnlich, aber besser, dringen mehr in den Agar ein, auch mehr graugrün. Am 6. September. Gleichfalls gelb. 4. Gelatine 10 % mit NHo neutralisiert. 14. bis 23. August 1912. Gute Ausbreitung, bald auch senkrecht zur Oberfläche eindringend. Am 4. September schön grasgrün und gut, wenn auch nicht sehr üppig gewachsen. 5. Asparaginagar. 14. bis 23. August 1912. Gut ausgebreitet und gewachsen, aber gelbgrün. Am 6. September nicht sehr viel gewachsen, gelblich. 6. Fleischextraktagar 0,2 % neutral. 20. bis 23. August 1912. Wenig ausgebreitet. Am 6. September schlechte Ausbreitung, Wachstum? Daraus ist für diese Art die geringe Widerstandsfähigkeit gegen organische Stoffe im Agar zu ersehen. Sie wächst zwar in manchen Mischungen anfangs ganz gut, nimmt aber mehr oder weniger schnell eine gelbliche Farbe an und hält dann mit der Vermehrung ein. Im Gegensatz dazu ist hier Gelatine, die ohne weitere Zusätze mit Ammoniak neutralisiert wurde, leidlich für das Wachstum geeignet. Jedenfalls bekommen die Oscillarien hierin schöne Farbe, auch wenn sie aus einer ganz gelben Kultur geimpft worden sind. Dieses Ergrünen ist schon nach 1 — 2 Tagen deutlich. Ebenso, wenn gelbe Oscillarien- massen auf Kalisalpeteragar übertragen werden. Wie hier gleich be- tont sei, ist auffallenderweise die Oscillaria hrevis in Lösungen nicht empfindlicher gegen organische Stoffe als Oscillaria tenuis. ^) Vgl. Magnus und Schindler, Über den Einfluß der Nährsalze auf die Färbung der Oscülarien. Ber. d. deutsch, bot. Ges. 1912. S. 314 if. E.G. Pringsheira, Kultiirversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, III. 74 Nostoc spec. in Reinkultur. Diese Form ist besonders auf festen Substraten, aber, wie wir später sehen werden, auch in Flüssigkeiten schwerer zu kultivieren als die Oscillarien. Sie breitet sich weniger oder jedenfalls viel lang- samer aus als jene und vermehrt sich auch nicht so rasch. Sonst sind die Unterschiede nicht beträchtlich. 1. Mannitagar. Gutes, wenn auch nicht so lippiges Wachstum wie in Kalisalpeteragar. Bald gelb werdend, aber zwischen Glas und Agar noch lange grün weiterwachsend. "2. Heydenagar. Sehr gutes Wachstum, wenngleich auch hier langsam sich ausbreitend, schließlich dickes, tiefblaugrünes schleimiges Lager, das aber nie den ganzen Agar bedeckt. 3. Peptonagar 0,2 %. Sehr wenig Ausbreitung und geringes Wachstum. 4. Gelatine. Lebt lange, ohne zu wachsen oder sich auszubreiten. 5. Asparaginagar 0,2ö %. Ähnlich wie Heydenagar. 6. Fleischextraktagar 0,2 % neutral. Sehr langsame Ausbreitung. An- fangs Wachstum, dann Stillstand und Entfärbung von den Spitzen her. 7. Erbsenwasseragar. Keine Ausbreitung, stirbt sehr bald ab. Alle diese Versuche wurden mehrfach wiederholt und zeigen, daß größere, immerhin noch recht geringe Mengen von Peptonen (Pepton Witte, Fleischextrakt, Erbsenwasser) schädlich wirken, und auch Gelatine keine Entwicklung erlaubt, Asparagin- und Heydenagar er- weisten sich wieder als recht günstig, wenn sie auch nicht den Agar ohne organische Stoö'e übertreffen. Nach Beendigung des Wachstums zertällt der Nostoc in der be- kannten Weise in angeschwollene Dauerzellen mit dicker Membran. Mangelt es an Stickstoff, so wird er gleichzeitig mehr oder weniger entfärbt, gelb bis bräunlich. Impft man aus solchen Kulturen weiter, so ist das Anwachsen verzögert, tritt aber auch nach längerer Zeit noch sicher ein. VI. Kultur in Mineralsalz-Lösungen. über die rein autotrophe Ernährungsweise der kultivierten Blau- algen habe ich nicht sehr zahlreiche systematische Versuche angestellt, da das meiste mit nur artreinem bakterienhaltigem Material auch er- ledigt werden könnte und der Einfluß organischer Stoffe am meisten interessierte. Doch wurden teilweise nebenher einige Erfahrungen ge- macht, die die in der Einleitung aufgezählten älteren Befunde ergänzen, teilweise mußten auch als Grundlage für die Versuche mit organischen Stoffen und als Vergleichskulturen Impfungen in anorganische Lösungen vorgenommen werden. Denn ohne die Kenntnis möglichst günstiger 75 „mineralischer" Nährlösmig'eii konnte eine eventuelle Förderung durch KohlenstoftVerbindungen nicht sicher nachgewiesen werden. Mit der Feststellung der notwendigen Elemente und der optimalen Konzentration der Lösungen habe ich mich nicht beschäftigt, weil das von anderer Seite geschehen soll. Die Fragen, die mir vorschwebten, waren vielmehr folgende: 1. Ist rein autotrophe Ernährung zur Erzielung guter Kulturen ausreichend ? 2. Kann der Nitratstickstoff durch den aus Nitriten oder Ammon- salzen ersetzt werden V 3. Welche Reaktion der Lösung ist am günstigsten? Die erste und zweite Frage waren verhältnismäßig leicht zu be- antworten und zwar in bejahendem Sinne. Welche Stickstoft'quelle die beste ist, kann dagegen nicht einmal für eine bestimmte Art allgemein gesagt werden, da offenbar recht verwickelte physikalisch-chemische Verhältnisse vorliegen. Noch schwieriger ist die dritte Frage zu lösen. Wie man aus der Einleitung ersehen möge, ist die Verwendbar- keit von Nitraten so vielfältig festgestellt, daß daran, sowie an der Möglichkeit der rein autotrophen Ernährung überhaupt nicht gut ge- zweifelt werden kann. Was die Brauchbarkeit der verschiedenen Salze der Salpetersäure anbelangt, so ist sie in der oft erörterten Weise von der Art des Kations abhängig, das in der unveränderten Lösung vor- handen ist und nach Verbrauch des Nitrat-Anions mit der Kohlensäure der Luft entweder zu unlöslichem oder zu dissoziiertem, daher alkalisch reagierendem Karbonat zusammentritt. Stark von der Neutralität abweichende Reaktion ist aber jeden- falls schädlich. So ist es begreiflich, daß das aus den angeführten Gründen „physiologisch neutrale" Calciumnitrat besonders günstig wirkt. Ammoniumnitrat kann gleichfalls physiologisch neutral wirken, falls nämlich das Ammon- und das Nitrat-Jon in gleicher Weise verbraucht werden. Die Blaualgen scheinen aber das Nitrat-Jon vorzuziehen, und freies Ammoniak ist gefährlich. So möchte ich es erklären, daß Ammoniumnitrat nicht sehr günstig wirkt, und daß die Lösung ge- wöhnlich nach einiger Zeit alkalisch reagiert. Bei Kaliumnitrat wird die Sache schon verwickelter. Bei Oscülaria hrevis macht sich das zwar nicht sehr bemerkbar, da sie ziemlich unempfindlich gegen die Reaktion der Lösung ist. Oscülaria tenuis dagegen vermag sich nur innerhalb enger Grenzen der H- und OH- Jonenkonzentration anzupassen. Damit dürfte es zusammenhängen, daß diese Art nur dann mit Kalisalpeter ernährt werden kann, wenn die Lösung annähernd neutral ist. Zwar verträgt sie etwas Basizität, aber sie macht die Lösung stärker alkalisch und geht dann ein, wenn sie auch anfangs gut gedieh. Daher dürfen nicht zu wenig H-Jouen E. G.Pring.sheim,Kiilturversuche mit chlovopliyllführenden Mikroorganismen, III. 76 in der Lösung sein; zuviel aber erst recht nicht, da diese noch giftiger wirken als die OH-Jonen. Alles dies gilt nur für künstliche Kulturen ohne organische Stoffe und ohne Colloide. Aber auch die Gegenwart von Calciumsalzen ändert das Bild. Ist z. B. schwerlösliches tertiäres Calciumphosphat oder Calciumsulfat zugegen, so wirken diese aus- gleichend auf zu starkes Ansteigen der Basizität, weil sich nun teil- weise neutrales Kaliumsulfat oder -Phosphat und ausfallendes Calcium- carbonat bildet. Man bekommt dann den Eindruck, daß das Calcium unter gewissen Umständen zu den notwendigen, unter anderen zu den entbehrlichen Elementen gehört. Hier ist also Vorsicht in den Schluß- folgerungen am Platze. Was die salpetrige Säure anbelangt, so wurde sie in Form des Kaliumsalzes verwendet und bei schwachbasischer Reaktion in Gegen- wart von Calciumsalzen als recht brauchbar gefunden. Die Kulturen können ebenso tippig werden wie die in Nitratlösungeu. Sehr ver- derblich ist aber schon die schwächste Acidität. Von Amraonsalzen erwies sich das sekundäre Phosphat auch bei den anderen kultivierten Algen als besonders gUnstig. Eine zu starke Säuerung wird dabei nicht leicht auftreten, weil die Phosphorsäure verhältnismässig wenig dissoziiert und daher in dem zunächst ent- stehenden Monophosphat oder vielmehr Gemisch von NH4-, PO4-, HPO4-, H2PO4- und H- Jonen mit den undissoziierten Mt)lekülen NH4H2PO4 die H-Jonen weniger konzentriert sind als z. B. in den Lösungen, die entstehen, wenn das Sulfat oder Chlorid des Am- moniums seines Kations beraubt wird. Fast ebenso günstig erwies sich das in reinem Wasser schwer aber doch etwas lösliche Ammonium- magnesiumphosphat. Da es in größerer Menge zugesetzt werden kann, ohne zur Entstehung von H- oder OH-Jonen Veranlassung zu geben oder durch seinen osmotischen Druck lästig zu fallen, daher auch ein Abwägen nicht nötig ist, erweist es sich als besonders bequem und wurde deshalb als Stickstotfquelle bei den Versuchen mit N-freien organischen Stoffen bevorzugt. Ammoniumsulfat und -Chlorid sind bei annähernd neutraler Lösung auch ganz brauchbar. Die Wiedergabe eines meiner Versuche möge die Wirkung ver- schiedener anorganischer Stickstoffquellen dartun. Oscillaria tenuis aus Heydenagarröhrchen vom 28. Mai 1912, ge- impft am 22. Juli 1912 in: 1) 0,05% KNO3-f-0,02% MgSO4 + 0,02% eines Gemisches von 15 Teilen KH2PO, u. 100 Teilen K.HPO^ 2) = KNO., 3) = (NHJ^SO, 4) = (NH,).,HP04 = 5) Kleine Menge NH^MgPO^ 4-0,01% KgSO^ 77 Überall Spur FeS04 und CaSOi. Kölbchen mit je 50 ccm dopp. dest. Wasser. Ergebnis am 23. Juli: In allen Kulturen beginnen die Oscillarien auseinanderzukrieclien. 29. Juli: 1. Oscillarien ganz fein auseinandergekrochen. 2. Impfklümpchen sieht schlecht aus, haftet nicht, ist aber noch grün. 3. u. 4. Ähnlich wie 1, aber besser. 5. Etwa wie 1. 2. August: 1. Mäßig. 2. Schlecht. 3.-5. Gut. 12. August: Am besten 4., dann 5. (fast ebenso), dann 1. (auch nicht viel schlechter), dann 3. (auch noch hübsche Haut), dann 2. (Impfklümpchen gut gefärbt, aber geringe Ausbreitung in kurzen Fadenstückchen). Reaktion geprüft mit Rosolsäure: 3. Etwas gelblicher als 1., 2. u. 4., während 5. in der Mitte steht. Es erlauben also die verschiedenen N-Quellen gutes Wachstum bis auf das Nitrit, für dessen Ausnutzung die Lösung mehr basisch sein muß, als in obigem Versuche, etwa wie sie durch Verwendung des primären Phosphates wird. Eine geeignete Nährlösung mit Nitrit als Stickstoff- quelle hat z. B, folgende Zusammensetzung: 0,05% KNO.2; 0,02% KoHPO^; 0,01% MgSOi; Spur CaSO, und Fe2(P04).2 in dopp^ dest. W. Darin wachsen neben anderen alle in Reinkultur gewonnenen Arten recht gut. Vergl. Tafel 2, Abb. II, 2. Das Ergebnis' dieser Versuche ist also dahin zusammenzufassen, daß unter sonst günstigen Umständen für Blaualgen Nitrate, Nitrite und Ammonsalze geeignete Stickstoffquellen dar- stellen, daß aber zum weiteren Eindringen in diese Probleme ver- feinerte physikalisch-chemische Methoden notwendig sein werden. Ich denke dabei vor allem an die genaue Verfolgung der Reaktions- und Mischungsveräuderungen in den Lösungen. In noch höherem Grade gilt das Letztgesagte für die Feststellung der optimalen Anfangsreaktion der Nährlösungen. Wie besonders Moli seh und O.Richter betonen, ist schwache Alkalinität das einzig richtige. Daß das aber doch nicht so uneingeschränkt gelten kann, ersieht man aus den Angaben von Marx^) und Chodat und Goldflus^), die ge- nügend verdünnte Lösungen, etwa 0,05%, von primärem Phosphat mit Erfolg anwandten. Allerdings stellte dabei das physiologisch-basische *) F. A. Marx, Untersuch, über die Zellen der Oscillarien. Diss. Erlangen 1892. 2) Chodat und Goldflus, Note sur la culture des Cyanophycees et sur le develloppement d'Oscillatoriees coccogenes. Bull, de l'Herbier Bossiei', T. V. 1901. Zitiert nach E. Strasburger, Das botan. Praktikum, 4. Aufl. Jena 1902. S. 398. E. G.PrlngslieiniJviiltiirversuclieniitclilorüi)liylltulivendcnMikr()()vgani.siiioti.lI[. 78 KNO3 oder Ca(N03)2 die Stickstoffquelle dar. Aber geringe Mengen von H- Jonen können danach doch nicht tötlich sein. Ein Versuch wurde mit 0,02prozentigen Lösungen von käuflichem kristallisiertem primärem und sekundärem Kaliumphosphat (Merk) angestellt. Als Stickstoffquellen dienten je 0,1% von Kaliumnitrat, Kaliumnitrit und Ammoniumsulfat. Daneben wurde überall 0,01% Magnesiumsulfat und eine Spur Ferrosulfat zugefügt. Eine Parallel- reihe erhielt daneben noch eine kleine Menge tertiäres Caliumphosphat. Oscillaria hrevis war in den sauren Nitritlösungen nach wenigen Tagen tot. Im übrigen aber war der Unterschied zwischen sauren und alkalischen Lösungen nicht groß. Die calciumhaltigen erwiesen sich den anderen als überlegen. Um genauere Ergebnisse zu erzielen, durfte nicht von den käuf- lichen Salzen ausgegangen werden, weil diese nie genau der Molekular- formel entsprechen. Da andererseits aber Alkaliphosphate noch das beste Mittel darstellen, um bestimmte, nahe am Neutralitätspunkte liegende H- und OH-Jonenkouzentrationen herzustellen, mußte ich mir die Salzlösungen selbst bereiten. Von den für solche Zwecke empfohlenen 1) Acetat-, Ammonium- und Phosphatgeraischen dürften die letzteren für unsere Zwecke die einzig brauchbaren sein. Auch ist ja die Eigenschaft der Phosphatlösungen, ihre H-Jonenkonzentration relativ unabhängig von der Konzentration, von Beimengungen und von der Temperatur beizubehalten, allerdings wohl meist unbewußt, in der Nährlösungstechnik oft genug mit Erfolg ausgenutzt worden. Für meine Zwecke habe ich denn eine (nicht durch Titration ein- gestellte) Phosphorsäurelösung von bestimmtem Gehalt von Kahlbaum bezogen und mit einer auf Xormaloxalsäure eingestellten Kalilauge vermischt. Von den so hergestellten einhalbnormalen Lösungen, die solchen von primärem und sekundärem Phosphat entsprachen, wurden verschiedene Mengen gemischt und damit die Nährlösungen versetzt, sodaß diese dann Vioo und in einem Versuche Vwo Mol Phosphate ent- hielten. Calciumsalze mußten wegen des zu befürchtenden Ausfallens von Calciumphosphat in den mehr basischen Lösungen vermieden werden. Auch von Magnesiumsalz durften aus demselben Grunde nur geringe Mengen zugegen sein. Als Stickstoffquelle kam daher Am- mouiumnitrat und Ammoniumsulfat in Verwendung, ferner wurde 0,01 oder 0,02% Magnesiumsulfat und eine Spur Ferrosulfat hinzugefügt. Die Ergebnisse sind noch nicht klar genug, um sie hier im ein- zelnen mitzuteilen, doch scheint die Methode zum Ziel zu führen. 1) L. Michaelis, Methoden zur Herstellung bestimmter Wn,sserstoffionen- konzentrationen, Abderhaldens Handbuch der biochemischen Arbeitsmethoden. Bd. ni, 2. Berlin u. Wien lyiO, S. 1337 ff. 79 Jedenfalls kann man damit zeigen, daß ganz schwach sauere und etwas basische Reaktion vertragen wird. Die Grenzen sind im ein- zelnen Versuch scharf, verschieben sich aber je nach der sonstigen Zu- sammensetzung der Lösung, Damit sind die an reinen anorganischen Nährsalzlösuiigen ge- machten Erfahrungen wiedergegeben. Auf die Verhältnisse in der Natur darf ihre Geltung nur mit Vorsicht erweitert werden. Das zeigen schon die Versuche mit Agar, Kieselgallerte und Erdabkochung. Alle diese Substanzen sind geeignet, die Schädlichkeit sonst unbrauchbarer Nährgemische herabzusetzen und auch die Giftigkeit des käuflichen destillierten Wassers, die wie für Conjugaten^), so auch für Blaualgen, wenn auch in verringertem Maße gilt, aufzuheben. Deshalb bin ich jetzt der Meinung, daß die in der ersten Mitteilung betonte günstige Wirkung des Agars und der Humusstoffe bei der Algeukultur mindestens z. T. auf der Adsorption schädlicher Stoffe beruht, die ebenso von anderen CoUoiden übernommen werden kann. Eine Lösung von 0,1% KNO3, 0,025% MgSO, und 0,025% K2HPO4 in käuflichem destillierten Wasser z. B. war für Blaualgen ganz un- brauchbar. Mit Agar, Kieselgallerte oder Erdabkochuug aber erlaubte sie üppige Vermehrung. Daß hieran nicht etwa nur die Zufuhr von Eiseuverbindungeu schuld war, zeigte die Unfähigkeit solcher, die obige Lösung zu verbessern. Natürlich ist diese Hypothese noch nicht genügend gestützt, aber sie kann zu neuen Untersuchungen anregen. Vielleicht darf sogar die so häufige Schleimabsonderung bei phanero- gamen Wasserpflanzen und Algen in ähnlichem Sinne gedeutet werden. Neben den zahlreichen Agar- und Kieselgallertekulturen möge der folgende Versuch als Beispiel für das Gesagte dienen. Am 5. Oktober 1911 wurden sieben Cyanophyceenarten, meist Oscillarien, ein Nostoc und ehiie Schüothrix in eine Lösung von 0,1% KNO3, 0,025% MgSOi und 0,025% K^HPO^ in käuflichem destilliertem Wasser geimpft und zum Vergleich in eine solche, die daneben noch Erdeauszug enthielt. Am 25. Oktober hatten sich in der erstgenannten Lösung nur zwei Arten ein klein wenig ausgebreitet, deutlich ver- mehrt hatte sich keine. In der Lösung mit Erdeauszug waren alle gut gewachsen und entwickelten sich schließlich zu sehr üppigen Kulturen. Eine starke Förderung durch Humusstoffe ist ja von anderen Mikro- organismen auch bekannt geworden, besonders von Azotohakter. Nach- dem man anfänglich von einer schwer definierbaren „Reizwirkung" ge- sprochen hatte, kam man schließlich darauf, den mineralischen Be- *) Vgl. 1. Mitteilung-, Die Kultur von Algen in Agar, Diese Beitrüge, Bd. XI, S. 328. E. G. Pringsheini, Kiilturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, III. 80 standteilen des Humus, besonders den Eisenverbindungen i), eine große Bedeutung beizumessen, ohne daß dadurch die Frage ganz gelilärt wäre 2). Vielleicht kann die hier betonte Adsorptionskraft kolloidaler Stoffe die anderen Erklärungsmöglichkeiteu ergänzen, was um so wahrscheinlicher ist, als nach Benecke (a. a. 0.) „die Gegenwart von Humusstoffen" bei AzotohaUter „nicht so notwendig ist, wenn man ihn auf festen Böden, z. B. Agar, züchtet". VII. Kultur in Nälirlösungen mit organischen Stoffen. Um den Einfluß organischer Verbindungen auf irgend einen Organismus kennen zu lernen, ist die Verwendung von Lösungen möglichst genau bekannter Zusammensetzung und längere Beobachtung erforderlich. D. h., auf Pflanzen angewendet, es müssen Reinkulturen zur Verfügung stehen, da nur diese die Wirkung organischer Stoffe während längerer Zeit ungestört zu verfolgen erlauben; und weiter, es muß die Vermehrung der betreffenden Organismen aus kleinen Anfängen heraus in Nährlösungen, die alles zum Gedeihen Notwendige enthalten, genau beobachtet werden. Nur so können Fehler vermieden werden, die dadurch entstehen, daß irgend ein Stoff zwar nicht tötlich, aber entwicklungshemmend wirkt, [wie z. B. Gelatine bei dem kultivierten Nostoc] und daß ein anderer vielleicht anfangs leidliche Vermehrung erlaubt, durch Um- setzung in irgend einen giftigen Stoff" aber schließlich doch tötlich wird. Bei den hier in Betracht kommenden fädigen Blaualgeu kommt dann noch ein Umstand hinzu, der die Beurteilung erschwert. Beim Impfen wird nämlich, wie oben gezeigt, stets ein zusammengeballtes Knäuel übertragen, dessen mehr oder weniger große Ausbreitung einen ver- schiedenen Grad der Vermehrung vortäuschen kann. Die Kultur muß deshalb stets solange aufbewahrt werden, bis das Wachstum der Algen zweifellos festgestellt ist oder jede Hoffnung auf eine Entwicklung aufgegeben werden muß. Vielfach zeigt zwar schon die Schnelligkeit der Ausbreitung das Wohlbefinden der Faden-Cyanophyceen an, aber diese Eegel ist doch nicht ohne Ausnahme. Unter Umständen kann auf ein schnelles Aus- einanderkriechen sehr langsame Vermehrung oder selbst Absterben folgen, und umgekehrt können auch zusammengeballt bleibende Fäden in diesem Zustande weitere Zellteilungen erfahren und zu einer 1) New Jersey State Report of the Agricultural Station. 1903, S. 276, 1905, S.269. 2) W. Benecke, Bau und Leben der Bakterien. Leipzig u. Berlin 1912, S. 504 f. und die dort angeführte Literatur. 8i ziemlich großen, dichten Kugel heranwachsen. Beispiele werden unten gegeben werden, (Vergl. Protokolle, Anhang S. 101.) Bei der Einwirkung irgend eines Stoifes auf einen Organismus sind ganz allgemein drei Fälle zu unterscheiden: Die betretfende Substanz kann schädlich, wirkungslos und förderlich sein. Fast immer läßt sich die Entscheidung, welcher Fall vorliegt, nicht leicht treffen, da die Konzentration eine große Rolle spielt, und je nach dieser alle drei Möglichkeiten an ein und demselben Stoffe augetroffen werden können. Manche Organismen, wie z. B, die meisten Pilze und Bakterien, sind gegen die Konzentration organischer Stoffe, abgesehen von den bekannten „Giften" ziemlich unempfindlich. Für die Mehr- zahl der Algen und im besonderen für Blaualgen gilt das nicht. Hier mußte daher der Konzentration der betreffenden Stoffe einige Auf- merksamkeit geschenkt werden. Das Interesse konzentrierte sich bei meinen Untersuchungen natürlich hauptsächlich darauf, ob eine Förderung durch organische Stoffe eintritt, d. h. ob von „mixotropher" Ernährung gesprochen werden kann. Diese müßte sich dann darin zeigen, daß die Assimilations- tätigkeit z. T. oder schließlich auch ganz durch die Verarbeitung organischer Stoffe ersetzt werden könnte, oder daß organische Stick- stoffquellen besonders günstig wären. Um die Antwort vorweg zu nehmen, so wuchsen in allen meinen Hunderten von Kulturen mit organischen Stoffen die Blaualgen bestenfalls wenig besser, als in den günstigsten mineralischen Nährsalzlösungen. Eine sichere Vermehrung im Dunkeln konnte nie beob- achtet werden. Neben der etwa auftretenden Förderung wurde auch auf die Schädigung durch organische Stoffe geachtet. Hier ist das Ergebnis dahin zusammenzufassen, daß gerade diejenigen Ver- bindungen, die als gute Nährstoffe für Pilze und Bakterien bekannt sind, nur in sehr geringer Konzentration vertragen werden. Die Resultate der ausgeführten Kulturreihen will ich nach der chemischen Natur der organischen Verbindungen anordnen. Es sind organische Säuren, höhere Alkohole, Zuckerarten und organische Stick- stoffverbindungen, wie Eiweißstoö'e und deren Abbauprodukte ver- wendet worden. Ä. Organische Säuren. Von organischen Säuren ist es bekannt, daß sie gerade für chloro- phyllführende Mikroorganismen zur Ernährung geeignet sind^). Wenn auch Zumsteins^) Befunde von Euglena gracilis nach meinen Unter- ') 0. Richter, Die Ernährung der Algen. Leipzig 1911. S. 36 f. 2) Zumstein, Zur Morphologie und Physiologie Aer Euglena gracilis Klebs, Jahrb. f. Wissenschaft!. Bot. Bd. 34, 1900. Keiträge nur Biologie der Pflanzen. Bd. XU. lieft I. 6 E.G.Pringsheim,K.ultuivcisuche mit chlorophyllfühlenden Mikroorganismen, III. 82 suchungeu^) in der Beziehung etwas zweifelhaft geworden sind, so bleiben neben manchen anderen doch die Befunde von Treboux^), dem es glang, eine ganze Keihe von Formen sogar im Dunkeln mit organischen Säuren zu ernähren. Hier seien zunächst die stickstoffreien Verbindungen berücksichtigt, über Aminosäuren wird man weiter unten einiges finden. Er wurde Essigsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Apfelsäure, Milch- säure, Bernsteinsäure, Buttersäure und Oxalsäure als Ammon- oder Calciumsalz in verschiedeneu Konzentrationen geprüft. Oscillaria teniiis wird durch zitronensaures Ammon etwas ge- fördert. Die anderen Säuren sind entweder indifferent oder bei höherer Konzentration schädlich. Oscillaria hrevis zeigt gleichfalls kaum eine ernährende Wirkung organischer Säuren. Nur bei Milchsäure war das Wachstum ein klein wenig besser als in anorganischer Lösung. Essigsäure ist schädlich, die anderen bei genügender Verdünnung unwirksam. Nostoc spec. Keine Förderung durch irgend eine der organischen Säuren. Milchsäure und Essigsäure schädlich. (Vgl. Protokolle S. 92.) B. Höhere Alkohole. Aus der Alkohol reihe habe ich wegen der bekannten Gift Wirkung der einwertigen Verbindungen nur die drei- und mehrwertigen geprüft. Die Verwendbarkeit, besonders des Glyzerins und Mannits für die Er- nährung von Mikroorganismen ist bekannt. Außerdem wurden Erythrit und Sorbit geprüft. Im ganzen ist eine Förderung durch die organischen Stoffe auch hier kaum zu bemerken. Nur Oscillaria tenuis scheint durch Mannit und Sorbit etwas günstig beeinflußt zu werden, ohne daß das besonders deutlich wäre. Eine Verzögerung des Wachstums ist bei dem Nostoc zu erkennen, das sich aber schließlich noch erholt. Das Kriechen scheint bei Oscillaria tenuis durch Glyzerin gehemmt zu werden. Auf eine Schädigung des Stoffwechsels darf daraus aber nicht geschlossen werden. (Vgl. Protokolle S. 95 ff.) C. Kohlehydrate. Mit den verschiedenen Zuckerarten, Pentosen, Hexosen, Di- sacchariden und Polysacchariden habe ich wegen deren ernährungs- physiologischer Bedeutung etwas mehr Versuche angestellt als mit den oben behandelten Stoffen. 1) Kultlirversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen. II. Mitt. Euglena gracilis. Diese Beiträge. Bd. XII, S. 38. 2) 0. Treboux, Organische Säuren als Kohlenstoffqnelle bei Algen. Ber. d. deutsch, bot. Gesellsch. Bd. 23. 1905, S. 432. 83 Zur AnwenduDg kamen: Glukose, Fruktose, Galaktose, Arabinose, Saccharose, Milchzucker, Maltose, Inuliu, Dextrin, Glykogen. Monosaccharide: Oscillaria tenuis wird durch Glukose und Galak- tose gefördert, durch die beiden anderen Monosaccharide nicht be- einflußt. Oscillaria hrevis ist dankbar für Fruktose, Galaktose und Arabinose. Bei Nostoc spec. wird das Wachstum nach längerer Zeit durch Galaktose und Arabinose etwas verbessert, aber weniger als bei den Oscillarien. Eine Gesetzmäßigkeit in der Wirkung der ge- prüften Monosaccharide auf die Blaualgen ist also nicht zu erkennen. Di- und Polysaccharide: Oscillaria tenuis und brevis werden durch diese Zuckerarten garnicht beeinflußt, scheinen sie auch nicht zu hydrolysieren. Nostoc spec. wird durch sehr geringe Konzentration von Rohrzucker, Malzzucker, Dextrin und Glykogen nach längerer Einwirkung vielleicht ein klein wenig gefördert. ( Vergl. Protokolle S. 97 ff.) D. Organische Stickstoffverbindungen. Nachdem oben gezeigt worden ist, daß Blaualgen die verschieden- artigsten anorganischen StickstoffVerbindungen verwerten können, mußte gefragt werden, ob sie ihren Stickstofifbedarf auch aus organischen Stoffen zu entnehmen imstande sind, die ja in besonders hohem Maße von anderen Mikroorganismen verarbeitet werden. Bei der wiederholt ausgesprochenen Vermutung, daß Cyanophyceen geringe Mengen organischer Stoffe brauchen dürften i), wird man wohl vor- wiegend an die Deckung des Stickstofi'bedarfs gedacht haben. Ab- gesehen davon kommt dem Einfluß der organischen Stickstoff- verbindungen auf das Wachstum der Blaualgen dasselbe Interesse zu, wie dem der anderen organischen Substanzen. Eiweiß Stoffe. Geprüft wurden: Tropon, Heydennährstoft", Serum- albumin, Albumin aus Eiweiß, Kasein und Legumin. Alle ver- wendeten Blaualgeu wuchsen in den meisten eiweißhaltigen Flüssig- keiten, in denen nach dem Kochen nur Spuren gelöst waren, recht gut und zeigten durch langandauernde, üppige Vermehrung die Aus- nutzung dieser Substanzen als Stickstoffquellen. Auffallend war das Ausbleiben des Auseinanderkriechens besonders bei Oscillaria tenuis in diesen Lösungen , sowie in solchen mit Pepton. Während diese Art kaum einen Unterschied zwischen den gebotenen Substanzen machte, waren die anderen beiden wählerischer, worüber in der Be- sprechung der Protokolle nachzulesen ist. 1) Vgl. z. B. E. Küster, Kultur der Mikroorganismen, Berlin und Leipzig 1907 und das dortige Zitat über Sehlössing und Laurent. 6* E.G.Pringsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen. III. 84 Eiweißabbauprodukte. Oscillaria tenuis verwertete Pepton und Asparagin sehr gut, während Leucin, Glycocoll und Aeetamid als Stickstoffqnellen ungeeignet waren. Bei Oscillaria hrevis war das Ergebnis ähnlich, nur war hier auch Glycocoll gut. Der Nostoc ver- trug nur niedere Konzentrationen, wuchs dann aber mit Pepton, Aspa- ragin und Aeetamid recht gut. Die ersten beiden Substanzen sind also für alle drei Arten günstig, Leucin für alle schlecht, während Glycocoll und Aeetamid verschieden wirken. (Vgl. Protokolle S. 100 ft'.) Im ganzen ist also die Neigung der kultivierten ßlaualgen organische Stoffe zu verarbeiten, gering. Einzig und allein die Mono- saccharide zeigten teilweise eine günstige Wirkung, die vielleicht bei schwächerer Beleuchtung deutlicher geworden wäre. Bei einiger- maßen gutem Lichte reicht aber offenbar die Assimilationsarbeit für annähernd optimales Wachstum aus. Dagegen sind die Cyanophyceen imstande, ihren Stickstofi'bedarf aus den verschiedenartigsten or- ganischen Verbindungen zu decken, ohne daß aber diesen ein Vorzug vor den anorganischen Stoffen eingeräumt wäre. Auch hierin zeigt sich schließlich die auffallende Indifferenz gegen organische Stoffe. VIII. Dunkelkulturen. Da es sich im Laufe der Untersuchungen immer mehr gezeigt hatte, wie wenig organische Stoffe die Entwicklung der Cyanophyceen fördern, so war die Aussicht gering, eine ganze heterotrophe Er- nährung zu erzielen, d. h. die Blaualgen im Dunkeln zum Wachsen zu bringen. Trotzdem mußte diese Frage angeschnitten werden. Das Er- gebnis der Bemühungen war bei den reinkultivierten Arten gänzlich negativ. Damit ist natürlich für die große Masse der übrigen Spezies noch nichts entschieden. Wenn man z. B. sieht, wie Nostoc punctiforme in Gunnera-Rhizomen, die mit Erde bedeckt sind, gedeiht, so macht es fast den Eindruck, als läge hier eine vollkommene Hetero- trophie vor. Meine Versuche wurden zunächst mit Agarschrägröhrchen an- gestellt, wobei ich die Substrate bevorzugte, die besonders gutes Wachstum ergeben hatten, also vor allem Heyden- und Asparaginagar. Daneben wurden auch die anderen oben (S. 71.) angeführten Mischungen verwendet, soweit sie sich als nicht schädlich erwiesen hatten. Alle drei reinkultivierten Cyanophyceen breiteten sich darauf im Dunkeln aus und blieben wochenlang lebend, ohne sich aber zu entwickeln. Wenn man sie rechtzeitig ans Licht brachte, setzte die Vermehrung ein. 85 Etwas eiugehender soll hier eiu Versuch mit Fltissigkeitskultiiren behandelt werden, bei dem eine Parallelreihe dem Lichte ausgesetzt wurde. Diese ist zugleich ein Beispiel für die Wirkung von Kohle- hydraten bei gleichzeitiger Gabe organischer Stickstoffquellen. Die Kombination wurde fitr die Dunkelkulturen gewählt, weil ich mir sagte, daß eine solche komplete organische Nährlösung, die auch den an- spruchsvolleren unter den heterotrophen Bakterien und Pilzen alles Nötige geboten hätte, den günstigsten Fall für eine etwaige Ver- mehrung im Dunkeln darstelle. Das Versuchsobjekt war die Oscillaria brevis, die unter den zur Verfügung stehenden Blaualgen noch am meisten durch organische Stoffe gefördert wird. Unter diesen wurden wieder die günstigsten ausgesucht. Dementsprechend war auch ihr Wachstum im Hellen recht reichlich, besonders in Gegenwart von Pepton. Im Dunkeln breiteten sich die Oscillarien anfangs normal aus, blieben auch lange gut gefärbt, vermehrten sich aber nicht im geringsten! (Vgl. Protokolle S. 106.) Nach diesem Ergebnis schienen weitere Versuche wenig aus- sichtsvoll; doch wurden noch einige gleichfalls negative Erfahrungen mit den anderen Cyanophyceen gesammelt, nach denen ich wohl im Recht bin, die ganz heterotrophe Ernährung für meine Blaualgen als unmöglich zu bezeichnen, denn es ist nicht wahrscheinlich, daß es organische Stoffe gibt, deren Ausnützung sehr viel günstiger ist. So- viel läßt sich schon aus den Lichtkulturen schließen. Ob bei anderen Arten ein Erfolg zu erzielen wäre, muß ich dahingestellt sein lassen. Bouilhac hat sich möglicherweise durch die Ausbreitung der Fäden oder durch eine Gewichtsvermehrung infolge von Bakterienwachstum täuschen lassen. * IX. Schluß. Die meist rein physiologischen Gesichtspunkte dieser Arbeit und die geringe Anzahl der genauer untersuchten Arten macheu ins Einzelne gehende ökologische Schlüsse vorläutig unmöglich. Immerhin dürfte mindestens die Grundlage für eine extensivere Forschungsweise ge- geben sein. Diese wird dem Ideale zustreben müssen, die Lebens- gewohnheiten der einzelnen Arten, d. h. also deren Standorts- verhältnisse, physiologisch zu deuten. Hierbei werden die Ernährungs- verhältnisse im Vordergrunde stehen müssen, aber auch die Bewegungserscheinungen und die Ansprüche an die physikalische Natur der Umgebung werden berücksichtigt werden müssen. Ich denke hierbei etwa an die Erscheinung der Wasserblüte, bei deren Zustandekommen die physikalische und chemische Beschaffenheit der betreffenden Gewässer ausschlaggebend sein dürfte. E.G.Pringsheim, Kulturversuche mit chloropliyllfiihrenden Mikroorganismen, III. 86 Bei den empfindlicheren Arten wird die Konzentration der Stick- stofifquelle, die Azidität der Nährflüssigkeit, ihr Sauerstoffreichtiim und anderes zu berücksichtigen sein. Darf man aus den untersuchten Fällen, soweit sich die drei Arten gleich verhalten, allgemeine Schlüsse ziehen, so ist vor allem die vorwiegend autotrophe Ernährung der Blaualgen hervorzuheben. Diese haben zwar die Fähigkeit, organische Stickstoflfquellen auszunutzen, erfahren durch sie aber eine ebensowenig in Betracht kommende Förderung wie durch andere organische Stoffe. Die wohl ziemlich verbreitete Ansicht, daß die Cyanophyceen vielfach mixotroph seien, dürfte auf zwei Ursachen zurückzuführen sein, einmal auf die Schwierigkeit, sie in den für höhere Pflanzen gebräuchlichen Nährlösungen zu kultivieren, andererseits auf das Vorkommen in verschmutzten Gewässern. Die Unfähigkeit, in den Nährlösungen von Sachs, Pfeffer etc. zu wachsen, dürfte, wenn nicht deren sauerer Reaktion, so nach Be- seitigung derselben gewissen häufigen Verunreinigungen durch Schwer- metallspuren zuzuschreiben sein, gegen die die Cyanophyceen wie auch andere Algen äußerst empfindlich sind. Was das Vorkommen in verschmutzten Gewässern anbelangt, so ist dieses wohl nicht dem Nahrungsreichtum der betreffenden Orte, sondern im Gegenteil der Widerstandsfähigkeit der Oscillarien gegen Fäulnisstoffe, wie z. B. Schwefelwasserstoff, zuzuschreiben, sowie der Vorliebe für sauerstoff- arme Standorte. Diejenigen organischen Substanzen, die als gute Nährstoffe für Pilze und Bakterien bekannt sind, werden in höherer Konzentration gefährlich, sind aber in Bruchteilen von Prozenten in- different. Der eigenartige „schlammige" Geruch, der allen Fundorten von Oscillarien gemeinsam ist, kommt diesen letzteren selbst und allein zu. Er ist bei allen Oscillarien-Kulturen unverkennbar, fehlte aber den übrigen untersuchten Blaualgen. Die Gestalt und Farbe der einzelnen Arten erweist sich in allen verschiedenen Nährlösungen als konstant, bis auf die bei der schließ- lichen Verarmung an Nahrungsstoffen eintretenden Veränderungen. Mit bloßem Auge erkennbar ist der Übergang der Tönung ins Gelb- liche bis zu strohgelber oder rötlicher Verfärbung, wie das von Magnus und Schindler^) vor kurzem studiert worden ist. Ihre Angaben kann ich durchaus bestätigen. Nur scheint zuweilen die Einstellung des Wachstums nicht gleichzeitig mit der Gelbfärbung, sondern später zu erfolgen. Auch finden sich in der vorliegenden Arbeit Beispiele für die Förderung der Verfärbung durch gewisse organische 1) W. Magnus und B. Schindler, Über den Einfluß der Nährsalze auf die Färbung der Oscillarien. Ber. d. deutsch, bot. Gesellschaft 1912. Bd. 30, S. 314. 87 Stoffe. Aber das sind unwesentliche Zusätze zu den zweifellos richtigen Ergebnissen der genannten Autoren. Mannigfaltige Versuche mit Farb- stüfffiltern, auf deren Veröffentlichung ich nunmehr verzichte, ergaben nie eine mit der gewählten Beleuchtung komplementäre Färbung. Neben der Verfärbung älterer Kulturen ist bei den Oscillarien oft ein Zerfall in kurze Stücke, bei dem Nostoc die bekannte Bildung von runden, sporenartigen Einzelzellen zu beobachten. In solchem Zustande bleibt aber die Algenmasse noch lange Zeit entwicklungsfähig. X. Zusammenfassung. 1. Blaualgen können durch Plattenguß mit Salpeteragar spezies- reiu erhalten werden. 2. Sie von Bakterien zu befreien, gelingt bei beweglichen Formen durch fortgesetzte Weiterimpfung unter Verwendung von Kieselsäure- gallerte; doch werden immer nur einzelne Fäden bakterienfrei, die durch Übertragen auf Agar mit organischen Stickstoffverbindungen herauszufinden sind. 3. Die Widerstandsfähigkeit gegen organische Stoffe ist sehr ver- schieden. Im allgemeinen schädigen höhere Konzentrationen. Sehr geringe werden ertragen, können z. T. auch schwach fördernd wirken. Das gilt besonders für die Zuckerarten. 4. Die Förderung durch organische Stoft'e ist nie sehr deutlich und meist garnicht zu beobachten. 5. Die verschiedensten organischen Stickstoffverbindungen können verarbeitet werden, ohne aber den anorganischen wesentlich überlegen zu sein. 6. Kein autotrophe Ernährung gelingt mit Nitraten, Nitriten und Ammonsalzen bei schwachbasischer oder neutraler Reaktion. 7. Je nach der Ernährung ist der Habitus der Kulturen recht verschieden. Das Ausbleiben der Ausbreitung fällt nicht immer mit Vermehrungsunfähigkeit zusammen. 8. Heterotrophe Ernährung mit organischen Stoffen im Dunkeln ist nicht gelungen. 9. Verschiedenfarbiges Licht hat keinen Einfluß auf die Färbung der Blaualgen, die aber mit der Ernährung in bestimmter Weise wechseln kann. E.G.PringsheinijKulturvcrsuchemitchlorophyllfiilircnden Mikroorganismen, 111. 88 Anhang. Einige Protokolle und deren Bespreelning". Gang der Isolierungsversuche, Da die Wiedergabe aller Aufzeichnungen über meine Versuche mit den verschiedenen Blaualgen zu viel Raum beanspruchen würde, will ich im folgenden nur kurz den Gang der Kulturen an den bakterienfrei gewonnenen Arten wiedergeben. a. Oscillaria tenuis. Diese kräftig blaugrüne Form wurde in meinen Protokollen zunächst als Oscillaria IV gekennzeichnet. Sie trat zuerst im Frühling 1911 in einer alten abgeblühten Algenkultur auf, und zwar in Gestalt feiner Schleier, die sich zuweilen zu schlauchartigen Gebilden zusammenwickelten. Die Fäden waren recht dünn. Da die Bestimmung der Arten nur an den in Rein- kultur gewonnenen Formen und deshalb viel später geschah, mögen diese Angaben für die Kennzeichnung hier genügen. Am 22. Mai 191 1 wurde in eine Lösung geimpft, die aus einer Spur Amraonium- magnesiumphosphat in Leitungswasser bestand. Es bildete sich bald ein zartes Netz von hellblaugrüuer Farbe am Grunde des Gefäßes, das wenig am Glase in die Höhe kroch, sich aber bald vom Boden erhob und am 26. Mai einen feinen Schleier an der Oberfläche bildete. Am 3 Oktober reichlich, teils blaugrün, teils braun. Haut durch Blasen aufgetrieben. " Am 10. Juni wurde 1. in ziemlich konzentrierte Erdabkochung von brauner Farbe, 2. in dieselbe bis zu weingelber Farbe verdünnt, 3. in die verdünnte Lösung + 0,1 °/o KNOs geimpft. Am 24. Juni zeigt 1. eine wenig ausgebreitete, kräftig blaugrüne Masse am Rande des Fiüssigkeitsspiegels, 2. ist ähnlich, aber mehr ausgebreitet, noch üppiger, und 3. ebenso. Am 27. Juni aus der Kultur mit verdünntem Erdeauszug vom 10. Juni 1. in dieselbe Flüssigkeit, 2. in eine Lösung von 0,2 "/o KNOg, 0,025% MgSO* und 0,025% K2HPO4,, zu der eine Spur gefällter Humussäure M getan wurde. Es löst sich in der schwach alkalischen Lösung nur sehr wenig. Am 3. Juli in 1. sehr gutes Wachstum wie früher, iu 2. feines Netz am Boden, dauernd sauber aussehend. Von 2. am 14. Juli 1911 auf einen Gipsblock von der oben (S. 53) beschriebenen Form geimpft, der in einer Deckelschale sich befindet und mit einer Lösung ge- tränkt ist, die aus verdünntem Erdeauszug + 0,1% KNO3 -j- 0,025% MgSO^ -f 0,025% K2HPO4 besteht. Die Oscillarien haben sich am 24. Juli schön ausgebreitet imd bilden auf der Oberfläche des Gipses die bezeichnenden Wirbel, doch machen sich noch kleine Grünalgen (Scenedesmus) bemerkbar. Nur auf einer Seite rein blaugrün, wodurch es aber gelingt, die Art speciesrein zu bekommen. 1) Dargestellt durch Ausziehen von Gartenerde mit Ammoniak und Fällen der gelösten Humussäure mit Salzsäure, sowie sorgfältiges Auswaschen. 89 Hiervon am 5. Oktober in Erdabkochung + KNOg usw. wie oben und daraus am 28. Oktober 1911 Material für das Gießen von Petrischalen entnommen. Es wurde gewässerter Agar mit 0,1% KNO3, 0,025% MgSOt und 0,025% K2HPO4 verwendet. Darin sind am 5. Dezember die Oscillarien gut gewachsen. Erst zeigen sich kleine blaugrüne Fleckchen, bald aber breiten sich die Blaualgen über die ganze Platte aus. Zwischen den Oscillarien zahlreiche sehr klein bleibende Bakterien- kolonieen. Es wurde nun dieses Plattengießen mit devnselben Ergebnis öfters wiederholt, indem jedesmal wenig Oscillarienmaterial von den reinsten Agarstellen entnommen wurde. Immer aber traten doch wieder Bakterien dazwischen auf. Dabei zeigte sich, daß ungewässerter Agar die Oscillarien, freilich auch die Bak- terien besser ernährte als der gewässerte. Am 25. Januar 1912 war doch ein gewisses Zurückdrängen der Bakterien erzielt, fremde Algen und Pilze waren nicht mehr zu fürchten. Es wurde des- halb Impfung auf die Oberfläche der erstarrten Agarmasse gewagt, und zwar wurde ungewässerter Agar mit Kalisalpeter und den anderen Nährsalzen ver- wendet. . Anfangs zeigten sich um die Impfmasse Bakterien, aus denen sich aber die strahlig nach außen kriechenden Oscillarien bald befreiten. Am 22. April 1912 war eine üppige Schicht von Oscillarien herangewachsen. Da diese schön rein aussah, wurde am nächsten Tage (23. April 1912) in Reagensgläser mit schrägerstarrteni Agar geimpft, und zwar 1. Agar mit 0,5% Pepton, 2. Agar mit Erdeauszug und Kalisalpeter. Am nächsten Tage zeigen beide den Beginn der Ausbreitung, am 25. April ist auf Peptonagar Bakterienwachstum zu bemerken, aber die Oscillarienfäden sind schon weit von der Impfsteile. Auf Erdeauszugagar sieht die weit aus- gebreitete Algenmasse hübsch sauber aus. Aber weder die Abimpfungen von den scheinbar bakterienfreien Fäden von Peptonagar noch die von dem zweiten Röhrchen erweisen sich auf Peptonagar als rein. Nun wurde die Kieselgallerte herangezogen, über deren Herstellung oben be- richtet wurde (vgl. S. 55.) Die in Leitungswasser gut gewässerten Gallertschichten in den Petrischalen wurden für drei Stunden mit folgenden Lösungen überschichtet: 1. 0,1% KNOg-f 0,025% MgS04+ 0,025% K2HPO4, 2. ebenso, dazu Erdeauszug. Hierauf wurden die Lösungen abgegossen. Die Gallerte bei 1. deutlich bräunlich. Sterilisiert im Autoclaven bei 2 Atmosphären. Dadurch die Schicht etwas zerrissen und blasig. Viel Kondenswasser. Den nächsten Tag Impfung, und zwar am 21. Mai 1912 aus dem Röhrchen mit Erdeauszug -p KNOs-Agar vom 23. April. Am 22. Mai in beiden Schalen starke Ausbreitung, einzelne Fäden schon viel umhergekrochen. Man sieht ihre Spuren (vgl. S. 58). Dem guten Kriech- vermögen dieser Art auf Kieselgallerte habe ich es zu verdanken, daß sie als erste rein kultiviert werden konnte. Am 30. Mai ist die Oscillaria IV in 1. Sehr üppig und schön ausgebreitet, keine Pilze, Bakterien nicht zu sehen. 2. Weniger gut, aber auch ganz schön, Pilze, die zwar nicht stark wachsen, aber doch eine reine Abimpfung unmöglich machen. Später überwuchern die Oscillarien die Pilze, und am 21. Juni ist diese Schale noch üppiger als die ohne Erdeauszug, allerdings fangen die Oscillarien nun an einer Seite an gelblich zu werden. Von der Schale 1. vom 21. Mai wurde am 28. Mai 1912 ein Stückchen Gallerte vom Rande mit wenig Fäden in ein Röhrchen mit schräg erstarrtem Heydenagar') übertragen. Am 21. Juni ziemlich viel hell aussehende Oscillarien- fäden über die Oberfläche ausgebreitet, die frei von Bakterien ist und bleibt. Hiermit ist die erste sichere Reinkultur von Blaualgen ge- wonnen. Die Kultur wird später recht üppig und nimmt schöne spangrüne Farbe an. Alle späteren Abimpfungen bleiben bakterienfrei. 1) Dieser für Wasserbakterien empfohlene Nährboden wurde durch Kochen von 0,8% Heyden-Nährstoffmit 2% Agar-Agar im Autoclaven und Filtrieren gewonnen. E.G.Pringslieim,Kulturvevsuche mit chlorophyllfühlenden Mikroorganismen, III. 90 Ähnlich verliefen die Versuche mit den anderen in Kultur genommenen Arten, von denen aber nur fünf bis zur Impfung auf Kieselgallerte beibehalten und noch zwei in Reinkultur gewonnen wurden. Es kann hier natürlich nur eine kleine Auswahl aus der sehr großen Zahl von Versuchen mit den verschiedensten Nährböden und Lösungen geschildert werden. b. Oscillaria hrevis. Als zweite wurde in Reinkultur gewonnen die Oscillaria X, eine dunkel- graugrüne Art mit etwas dickeren Fäden als die von IV. Sie stammte aus einem Jaucheabfluß, durfte also als Schmutzform für Ernährungs-Versuche mit organischen Stoffen als besonders geeignet gehalten werden. Die erste Kultur vom Ui'sprungsmaterial wurde am 12. September 1911 in einem Kölbchen mit Erdeauszug und Kalisalpeter angelegt. Von den am Glase in die Höhe kriechenden Fäden, die, wie es schien, nur einer Art angehörten, wurde am 27. Oktober 1911 eine Platte in gewässertem KNOa-Agar angelegt. Am 5. Dezember zeigte sie sich gut ausgebreitet, aber nicht sehr üppig ge- wachsen, wohl wegen des schlechten Lichtes. Am 8. Januar 1912 war die Kultur immerhin ganz gut, fremde Algen und Pilze zeigten sich nicht, die Bakterien- kolonien blieben klein. Mit Material aus dieser Schale Avurde am 21. November 1911 eine weitere Platte mit ungewässertem KNOa-Agar gegossen, die am 27. Januar nicht sehr viel, aber weit ausgebreitete Fäden neben wenig Pilzen und Bakterien zeigte. Am 22. April 1912 war diese Schale sehr üppig, tiefgrau- grün, mit seidenartigem Glanz der dichtverflochtenen Oscillarienfäden. Aus der Schale vom 27. Oktober Awu-de über mehrere Zwischenstufen schließlich am 23. Februar 1912 auch eine Impfung auf die Oberfläche von er- starrtem gewässertem KNOs-Agar in der Petrischale angelegt. Am 22. April 1912 sah diese Schale sehr günstig aus, üppig gewachsen, ohne mit bloßem Auge sichtbare Bakterien bis auf die Umgebung der Impfstelle. Eine Impfung hieraus in ein Reagensglas mit schräg erstarrtem Peptonagar vom 23. April 1912 zeigte am nächsten Tage den Beginn der Ausbreitung, am 25- zwar Bakterien an der Impfstelle, aber weit ausgebreitete Fäden über den ganzen Agar. Noch besser Avar das Wachstum in einem Schrägröhrchen mit Erdabkochung -\- KNOa-Agar vom selben Tage. Impfungen aus diesen beiden Röhrchen von möglichst vom Impffleck entfernten Stellen im Peptonagar ergaben immer wieder Bakterienwachstum, eine Erfahrung, die an scheinbar reinen Kulturen sehr oft gemacht Avurde. Auf diese Weise kommt man eben nicht zum Ziele. Am 21. Mai 1912 wurde nun von dem ZAveiten Röhrchen vom 23. April (mit Erdabk. 4; KNOg-Ag.) auf Kieselgallerte mit Kalisalpeter mit und ohne Erde- auszug geimpft. Am 22. Mai Avaren auf beiden Platten Fäden herausgekrochen, die sich aber als in lauter kurze Stücke zerbrochen erwiesen. Am 30. Mai waren beide Schalen sehr schön, um die Impfstelle herum hatten sich die Oscillarien in Form kreisrunder tiefgraugrüner Flecke ausgebreitet. Sie bildeten keine langen Fäden, die durch ihre Schlingen und Biegungen nie eine so regelmäßige Aus- breitung erlaubt haben Avürden, sondern Avaren in kurze Stücke zerfallen, Avas Avohl mit der größeren Dicke dieser Art gegenüber Oscill. IV zusammenhängt. Durch die größere Dicke Avird der Widerstand beim Gleiten erhöht, dadurch das Abknicken der durch interkalares Wachtum sich verlängernden Fäden bcAvirkt und so die Ausbreitung verzögert, sowie das weite Kriechen einzelner langer Fäden verhindert. Für die angegebene Deutung der Zusammenhänge spricht die Erfahrung, daß mehrere verhältnismäßig dicke Arten sich im Gegensatz zu den dünnen übereinstimmend so verhielten. Leider Avnrde durch diese Eigenheit auch die Reinkultur erschAvert. Denn einzelne, sich im noch unbesiedelten Gebiete relativ schnell vorAvärts schiebende Fäden streifen leichter die Bakterien ab als kurze dichtgelagerte Oscillarienstücke, zAvischen denen durch Absterben von Zellen und Avohl auch die Ausscheidung orga- nischer Stoffe der Nährboden für das BakterienAvachstnm vorbereitet Avird. Dieser Umstand machte den Weg bis zur Erreichung der Reinkultur hier etwas länger. Um nun zu den Kulturen auf Kieselgallerte mit Erdeabkochung und ohne solche vom 21. Mai zurückzukommen, so entwickelte sich die erstere etwas 91 üppiger. Die kreisförmige Kolonie war etwas dichter besiedelt und hatte trotz- dem nach 9 Tagen einen größeren Durchmesser von fast 3 cm gegenüber etwa 2 cm ohne Erdeaiiszug. Diese Förderung durcli die Humusstoffe war nicht bei allen Cyanophyceen auf Kieselgallerte zu bemerken. Da außerdem Bakterien und Pilze dadurch gefördert wurden, ward sie später als überflüssig fortgelassen. Von nun an Avird die Geschichte der Reinkultur von Oscillaria X etwas ver- wirrt, da vielfach hin- und herprobiert wurde, auch mehrere, teüweise nicht zum Ziele führende Impfreihen nebeneinander hergeführt wurden. Hier soll nur ganz kurz der Gang der schließlich erfolgreichen Kulturserie wiedergegeben werden. Am 3. Juni 1912 wurde aus der Schale mit Kieselgallerte + Erdeauszug + KNO3 vom 21. Mai auf die Oberfläche von Asparaginagar (Agar 2%, As- paragin 0,025%, MgSO* 0,01%, KgHPOi 0,01%) übertragen, der in der Petri- schale erstarrt war. Am 8. Juni zeigten sich um die Impfstelle Bakterienmassen, aus denen sich aber die Oscillarien später befreiten. Am 21. Juni waren viele Fäden über die ganze Agarmasse ausgebreitet, die sie freilich nicht sehr dicht bedeckten. In der Mitte, wo geimpft worden war, Bakterien, sonst rein aus- sehend. Viel längere Fäden als auf den Kieselplatten. Diese Kultur ist am 22. Juli recht üppig, schön olivgrün, seidig, nach den Rändern der Schale hin sind die Fäden radiär angeordnet, eine Beobachtung, die bei dieser Oscillarie gerade beim Wachstum auf Asparaginagar wiederholt gemacht wurde. Aus dieser Asparaginschale wurde am 21. Juni in ein Heydenagar-Schräg- röhrchen übertragen, in dem am 3. Juli sich nur Fäden an der von Agar freien Glaswand befinden, wo sich Wassertröpfchen niedergeschlagen haben. Die Kultur ist noch nicht rein. Offenbar haben die Bakterien auf dem Agar Stoffwechsel- produkte gebildet, gegen die die Oscillarien negativ chemotaktisch reagieren. Auch diese Beobachtung wurde in ähnlicher Form Aviederholt gemacht. Nachdem am 15. und 22. Juli in derselben Weise aus einem Heyden- Röhrchen ins andere übertragen Avorden war, erwies sich die Kultur in dem letzten am 28. Juni als rein. Sie zeigte schön auseinanderstrahlende Fäden von graugrüner Farbe auf dem Agar; Bakterien Avaren nicht mehr zu sehen und blieben auch in der Folge aus. So war also auf einem etwas umständlicheren Wege auch Oscillaria brevis^ in Reinkultur geAvonnen. Das Wachstum dieser Art auf Agar mit organischen Stoffen war freilich zunächst im allgemeinen nicht sehr günstig. Genügend Material für die Impfung größerer Versuchsserien Avurde daher erst aus Flüssigkeitskulturen mit organischen Stoffen gewonnen. Darüber später. c. Nostoc spec. Wir kämen nun zu der dritten Cyanophyceenart, die noch größere ScliAvierigkeiten bereitete. Es war ein schön blaugrüner Nostoc mit frei kriechenden Fäden und wenig Gallertabscheidung. Er trat im Frühjahr 1911 in einer Kultur auf, die Erde und Gips in Leitungswasser enthielt.' Auch hier will ich nur die Reihe von Impfungen angeben, die sich von der schließlich erzielten Reinkultur rückwärts verfolgen läßt, wenn ich in meinen Protokollen stufenweise immer die Mutterkultur jeder folgenden auf- suche und alle nicht zum Ziele führenden, weit zalilreicheren Versuche fort- lasse. Man wird gerade aus dieser Art der Darstellung ersehen, daß hier ein planmäßiges Vorgehen besonders erschwert war, weil das Kriechvermögen dieser Form gegenüber den Oscillarien geringer ist, Plattengüsse nicht zum Ziele fuhren und außerdem organische Stoffe besonders stark hemmen. Nachdem der Nostoc imFiühjahr 1911 mehrmals' in Erdabkochung mit Sal- peter umgeimpft worden war, Avurden am 7. Juli und hiervon am 17. Oktober Platten mit gewässertem KNOa-Agar gegossen. Das Wachstum Avar darin sehr gut, auch Avaren fremde Algen und Pilze nicht mehr zugegen. Auf dem Agar bildete der Nostoc zahlreiche Wirbel und Schleifen, sodaß der Habitus bei Be- trachtung mit bloßem Auge oder schwacher Vergrößerung dem der Oscillarien glich Die sehr üppige Schale vom 17. Oktober 1911 zeigte am 8. Januar 1912 bei Betrachtung mit Leitz ObJ. 4, Comp. Ok. 12 (Vergröß. 304) ganz Avenig winzige Bakterienkolonien, dagegen zahlreiche Amöbenzysten. Manche Zellreihen Avaren E. G. Pringsheim, Kulturversuche bei clilorophyllführendeu Mikroorganisineu, III. 92 entfärbt und tot, andere in Dauerzellen zerfallen, die etwas größer und dick- wandiger als die vegetativen sind. Hiervon war am 23. November 1911 auf die Oberfläche von erstarrtem gew. KNOs-Agar geimpft worden. Am 8. Januar 1912 waren die Fädeu deutlich phototropisch annähernd gradlinig dem Fenster zugewachsen, was ich bei den Oscillarien nie bemerkt habe, die in gallertigen Nährböden gar keine Licht- reizbarkeit verraten, in Flüssigkeiten nur phototaktisch sich an der P'enster- seite ansammeln. Der Phototropismus dieser Nostocart ist mir schon früher auf- gefallen und wurde photographisch festgehalten'). Leider zeigte diese Schale mit Oberflächenimpfung ziemlich viel Bakterien und Amöben. Von einer ver- hältnismäßig reinen Stelle wurde am 8. Januar in ein Schrägrölirchen mit gewässertem KNOs-Agar und daraus am 28. Februar in ein gleiches geimpft. Dieses sah auch mikroskopisch am 22. April rein aus und zeigte sehr gutes Wachstum. Durch die Zwischenstufe einer weiteren Oberflächenimpfung auf gew. KNOg-Agar wurde am 21. Mai 1912: 1. auf Kieselgallerte mit KNO3 und Nähr- salzen und 2. auf ebensolche, die d;ineben noch Erdeauszug enthielt, geimpft. Am 22. Mai zeigte 1. schon ganz gute Ausbreitung, die bei 2. viel geringer Avar, hier waren nur einzelne Fäden aus dem Impfklümpchen herausgekrochen. Am 30. Mai war 1. sehr fein ausgebreitet, die Fäden lang, gesund und rein. 2. Avar viel dichter, weniger auseinandergekrochen, sonst ähnlich. Über eine Aveitere Salpeter-Kieselgallertschale wurde aus 1. am 27. Juni in ein Schrägröhrchen mit Erdeauszug + KNOg-Agar übertragen. Hiermit war, wie eine Abimpfung vom 29. Juli auf 0,2prozentigen Heydenagar zeigte, die Reinkultur erreicht. Am 28. August war dieses Schrägröhrchen nicht sehr üppig, aber der Nostoc bildete viele, rein und gesund aussehende Fäden und Schleifen von schön blaugrüner Farbe. Das Wachstum Avar auf Agar mit organischen Stickstoflfverbindungen immer langsam. Die Alge degenerierte dabei iii GegenAvart von Bakterien leicht, sodaß Abimpfungen erfolglos blieben. So ging es mit zahlreichen, zAAnschen den angeführten unternommenen Kulturen. Es läßt sich deshalb auch nicht genau sagen, auf Avelcher Stufe die Bakterien ausgeblieben waren. Mir war natürlich das Hauptergebnis wichtiger. Nachdem einmal die Reinkultur erzielt war, konnte sie durch Kultur in Flüssigkeiten oder sicherer auf Heydenagar bequem rein er- halten und vermehrt av erden. Kulturen mit organischen Stoffen. A. Organische Säuren. Die organischen Säuren, die durchweg von Merck stammten, Aviirden zunächst auf einhalbnormale Kalilauge eingestellt, wozu Rosolsäure als In- dikator diente, und dann mit Ammoniak möglichst wenig überneiitralisiert. Die Neutralität wurde durch längeres Kochen zum Verjagen etwa über- schüssigen Ammoniaks noch besonders gesichert und mit einem Indikator (Rosolsäure oder Nilblau) 2) nachgeprüft. Für die Nährlösungen wurden diese Lösungen auf das Hundertfache verdünnt. Oscillaria tenuis. I. 9. Juli 191-2: 1. ^— : essigsaures Ammon^), 2'. rr— weinsaures Amraon, *) Vgl. E. Pringsheim , Die Reizbewegungen der Pflanzen. Berlin 1912, Abb. 67, S. 198. 2) Nilblau ist besonders geeignet. Es zeigt die Neutralität durch eine lila Zwischenfarbe an. ^) Abgekürzter Ausdruck, Avohl ohne weiteres verständlich. 93 3. :r77; ziti'onensaures Ämmon. 200 4. -— apfelsaiires Ammon. Überall 0,1 7o MgSO^, 0,1% KHoPO^ und eine Spur CaCOg. Nur bei 3. trat gute Entwickelung ein. In 1. u. 2- starben die Oscillarien ab. In 4. wurde ein dünnes Netz gebildet. Aucli nachdem die Flüssigkeiten auf das Fünffache verdünnt worden Avaren, um etwaige Schädigungen durch zu hohe Konzentration auszuschalten, trat in essigsaurem Ammon keine Entwickelung ein und blieb diese in weinsaurem und apfelsaurem Ammon sehr mäßig. IL 28. Juli 1912: 1. Milchsäure, Calciumsalz, löslich, neutral, 0,05%. 2. Bernsteinsäure, Calciuoisalz, schwer löslich, neutral, 0,05T. 3. Essigsäure, Ca-Salz, löslich, alkalisch gegen Lakraus, neutral gegen Curcuma, 0,05%. 4. Apfelsäure, Calciumbimalicum, löslich, sauer, mit CaCOg neutrali- siert, 0,05%. 5. Buttersäure, 2 Tropfen auf 100 ccm, mit CaCOg neutralisiert. 6. Ohne organische Säure. Dazu überall 0,1% Ammoniuranitrat, 0,02 "/o Magnesiumsulfat, 0,02% primäres Kaliumphosphat in Leitungswasser. Alles nentral, starker Nieder- schlag. Impfung aus Heydenagarröhrchen vom 26. Juni. Ergebnis am 12. August: Überall lebend, aber kein Wachstum. 14. August: Nun die Flüssigkeit klar abgegossen und mit doppelt destill. Wasser aufs Fünffache verdünnt. Nach dem Sterilisieren frisch beimpft. 21. August: 1. u. 2. Nicht ausgebreitet, aber gut gefärbt. 3. Ein Teil der Fäden heraus- gekrochen. 4.-6. Wie 1. 24. August: 1. Unverändert. 2. Impfklümpchen durch kleines Netz am Glase befestigt. 3. Mehr ausgebreitet. 4—6. Wie 1. 28. August: 1. Unverändert. 2. Hübsches Netz. 3. Noch besser. 4—6. Wie 1. 3. September: 1. Ohne Entwickelung, aber z. T. lebend. 2. Wenig ausgebreitet, aber etwas gewachsen. 3. Feines Netz, an allen Wänden verbreitet. 4. Wie 1., aber besser gefärbt. 5. Kleiner Klumpen, Oscill. wohl etwas vermehrt, aber wenig strahlend. 6. Ähnlich, aber mehr. Man ersieht aus diesen Versuchen, daß organische Säuren auch bei neutraler Reaktion und geringer Konzentration die OsciUaria tenuis zum größten Teil hemmen oder doch nicht fördern. Nur für die Zitronensäure gilt das nicht. Sie verbessert die Entwickelung. OsciUaria brevis. 1. 14. August 1912: Versuch mit Calciumsalzen wie der obige mit Ose. tenuis vom selben Tage, d. h. je 50 ccm der verdünnten Lösungen beimpft aus Heydenagar- röhre vom 27. Juli. E. G. Pringsheim, Kultiirversuche bei chlorophyllfülirenden Mikroorganismen, Tu. 94 Ergebnis am 21. August: Überall Fäden aiiseinandergekrochen, an der Fensterseite einen dünnen Schleier bildend. 24, August: In allen Kölbchen die Oscillarien ganz fein auseinander gekrochen. 18. August: 1. Sehr gut, Netz und Haut. 2—6. Ähnlich, etwas weniger. 3. September: 1. — 3. Haut und am Glase in die Höhe gekrochen, am Boden wenig. 4—6. Ähn- lich, etwas weniger. OsciUaria hrevis verträgt also die organischen Säuren besser als die vorbehandelte Art und wird durch Milchsäure in dieser Form etwas gefördert. Gleichzeitig wird dadurch gezeigt, daß die Lösungen niclit irgend eine für Oscillarien überhaupt ungünstige Beschaffenheit hatten. Das ist deshalb wertvoll, weil die mehr physikalischen Eigenschaften, wie Konzentration, Neutralität und dergleichen so stark auf die Blaualgen einwirken, daß sie den Einfluß der organischen Stoffe unter Umständen verdecken können. Das gilt natürlich besonders für diese erst künstlich neutral gemachten Sub- stanzen, erschwerte aber besonders in den ersten Versuchen die Schluß- folgerungen überhaupt sehr. Leider ist hier auch noch kein Eisen zugefügt worden, wie das später immer geschah, doch dürfte in dem Leitungswasser, das Eisenbakterien führt, genug davon vorhanden gewesen sein. IL 7. September 1912: Die Lösungen wurden hergestellt, wie oben beschrieben, mit Ammoniak neutralisiert und mit Nilblau auf die Reaktion nachgeprüft. Auf diesen Versuch ist mehr als auf die früheren zu geben, weil bei seiner besonders vorsichtigen Anstellung schon die früheren Erfahrungen benutzt und auch zwei verschiedene Konzentrationen angewendet wurden. a. b. 1. Essigsaures Ammon n/200 n/1000 2. Weinsaures * « = 3. Apfelsaures ; s = 4. Zitronensaures = » ; 5. Oxalsaures = i = 6. Buttersaures ; » = 7. Milchsaures -- - - 8. Ohne Säure, mit NH^MgPO^. Überall 0,01% MgS04, 0,01% KHoPO^ und Spur FeSO^ in doppelt destill. Wasser. OsciUaria hrevis geimpft aus einer üppigen Flüssigkeitskultur mit Zucker vom 14. August 1912. Ergebnis am 16. September: la. u. b. Tot. 2a. Gut strahlend. 2b. Gut gewachsen auf der Fensterseite. 3a. Etwas mehr strahlend als 2a. 3b. Gut, aber nicht ganz so wie 2b. 4a. Gut strahlend. 4b. Etwas mehr gewachsen. 5a. Sehr gut. 5b. Etwas Aveuiger. 6a. u. b. Ausgebreitet, aber nicht viel gewachsen. 7a. u. b. Ähnlich, aber mehr, besonders bei b. 8. Gut, etwa wie Ib., die beste der anderen Kulturen. 22. September: Überall Wachstum, außer bei Essigsäure, aber nirgends besser als ohne or:;a- nische Säure. In Zitronensäure die Oscillarien recht gelblich, in Buttersäure bei der höheren Konzentration ganz hell, wohl krank. 95 1. Oktober: 1 a. Sehr schön, lange Fäden, tief graugrün. 1 b. Auch viel gewachsen, aber gelb. 3 a. Wenig. 3 b. Etwas mehr, gut am Rande. 4 a. Ähnlich, gelblich, nicht gut weiter entwickelt. 4 b. Ganz gelb, Entwickelung steht still. 5 a. u. b. Ziem- lich viel, besonders a., aber hell. 6 a. u. b. Sehr wenig, ganz hell. 7 a. Schlecht. 7 b. Viel, aber gelb. S. Ebenso. Alle weisen bei Prüfung mit Nilblau als Indikator schwach sauere Reaktion auf. Es wird also, falls überhaupt, weniger Säure ver- arbeitet, als dem verbrauchten Ammon entspricht. Auch hier sieht man also, daß OsciUaria brevis die organischen Säuren, abgesehen von der Essigsäure und vielleicht der Buttersäure, bei großer Verdünnung recht gut verträgt, ohne durch sie aber im Wachstum merklich gefördert zu werden. Die höheren Konzentrationen, die doch noch selir gering sind, erweisen sich fast überall schon als schädigend. Möglicherweise könnte freilich bei noch stärkerer Verdünnung eine günstigere Wirkung auf- treten, doch ist die Hoffnung darauf wohl nicht groß, da dann die absolute Menge selbst bei größerem FlUssigkeitsvolumen zu gering würde. Nostoc spec. 7. September 1912: Der Versuch wurde genau so angesetzt wie der letztbeschriebene vom selben Tage mit OsciUaria hrevis. Geimpft wurde aus einer Heydenagar- röhre vom 29. Juli. Ergebnis am 16. September: la. u. b. Tot. •2 a. Strahlend mit phototropischer Richtung der Fäden. Diese aber am Ende entfärbt, 2b. Ähnlich, etwas besser. 3 a. Klürapchen ohne Aus- breitung, aber gut gefärbt. 3b. Gut strahlend und phototropisch. 4a. u. b. Ver- schiedene nicht festgeheftete Klümpchen von guter Farbe. 5a u. b. Etwas aus- gebreitet. 6a. u. b. Ebenso. 7a. Tot. 7b. u. 8. Etwas stralilend, piiototropisch, gut. 22. September: Bei den noch lebenden überall Wachstum, aber nirgends besser als ohne Säure. 28. September: Alle einander ähnlich, die Kulturen mit Säuren meist schlechter als ohne diese, nur 7b ebensogut wie 8. 22. Oktober: 2a. Ganz gut, teils nestartig verflochtene, teils phototropische Fäden. 2b. Ebenfalls leidlich. 3 a. Klümpchen. 3b. Viel fein verteilte Fäden am Boden. 4 a. u. b. Gesund aussehend, Klümpchen und Fäden. 5 a. Gut, schön blaugrün, viel Fäden am Boden. 5b. Sehr wenig. 6a. Wenig, schlecht. 6b. Viele, aber nicht gut aussehende Fäden. 7 b. Gelblich, nicht gut. 8. Viel, aber gelblich. Es bestätigt sich also auch an dem Nostoc, daß die organischen Säuren bestenfalls das Wachstum nicht hemmen, vielfach aber, und besonders bei den höheren der verwendeten Konzentrationen, schädlich sind. Dies gilt z. B. für Essigsäure und Milchsäure, während Apfelsäure ziemlich indifferent ist. B. Höhere Alkohole. Das Glyzerin wurde vor dem Abwägen im Exsikkator getrocknet, die anderen Substanzen im kristallisierten Zustande von Merck bezogen. Nachdem ein Vorversuch mit bakterienhaltigen Kulturen von OsciUaria 1 die Unschädlichkeit von Mannit in der Konzentration von 0,05, 0,1 und 0,0 5 7o neben KNO^ als Stickstoffquelle gezeigt hatte, wurde eine Kultur- reihe mit allen drei in Reinkultur gewonnenen Arten angesetzt", iE. G. Priugsheim, Kulturversuche mit chloropliyllf ührenden Mikroorganismen, III. 96 6. September 1912: a. b. 1. Glyzerin 0,2% 0,05% 2. Erythrit = = 3. Mannit = » 4. Sorbit = = ö. Ohne Alkohol. Dazu überall kleine Menge NHiMgP04, Spur CaSO, und Fc^lPOjV,, so- wie 0,01% K2SO.1 zu je 25 ccm in dopp. dest. Wasser, ämal im Dampftopf sterilisiert. Oscill. tenuis und hrevis geimpft aus üppigen Xuckerkulturen vom 1 4. August, Nostoc aus Heydenagarröhre vom 29. Juli 1912. Impfung um 2''. Um 5 1» bei den Oscillarien schon Auseinanderkriechen deutlich, und zwar: Oscillaria tenuis: 1 a. Ganz wenig strahlend. Ib. Etwas mehr. 2a. u. b. 3a. u. b. Völlig auseinandergekrochen. 4a. Schön .strahlig ausgebreitet. 4b. u. 5- wie 1 a. Oscillaria hrevis: 1 a. u. b. Schön strahlend. 2a. Mehr auseinander. 2b. Ganz weit auseinandergekrochen. 3 a. bis 5- Schön Aveit strahlend. Ergebnis am 16. September: Oscillaria tenuis: 1 a. Wenig strahlend, aber sehr dicht, gut vermehrt. Ib. Ganz ausgebreitet, Netz mit Strängen. 2a. u. b. Ganz feine ausgespannte Netze, nicht sehr viel. 3 a. u. b., 4a. Verhältnismäßig üppige ausgespannte Netze. 4 b. u. 5- Weniger ausgebreitet, aber gut. Oscillaria hrevis: la. bis2b. Sehr gut ausgebreitet, hübsche Haut. Erythrit etwas besser als Glyzerin. 3 a. bis 5. Noch etwas besser. Im ganzen sind die Unterschiede hier sehr gering. Glyzerin und Erythrit scheinen bei 0,2% etwas zu hemmen, die übrigen ohne Wirkung. Nostoc S2)ec. zeigt noch keine Veränderung des gut gefärbten Impfklümpchens. 22. September: Oscillaria tenuis: 1 a Weiter wie früher. Ib. Zusammengekrochen i). 2 a. und besonders b. enthalten sehr liübsche Netze. 3a., 3b. u. 4 a. Sehr gut, üppig, schön blaugrün. 4b. u. 5. Gut, aber nicht wie die besten, Klümpchen und Netz. Oscillaria hrevis: Alle Kulturen gut gewachsen, sehr üppig. Farbe nicht überall ganz gleich. 1 a. u. b., 2b. u. 3b. Schön graugrün. 2a., 3a., 4a. u. b., sowie 5. Mehr gelblich, besonders 4 b. Was diese Farben dift'erenzen bedeuten, läßt sich schwer sagen 2). Vielleicht war nur die Menge des Ammoniummagnesium- phosphates nicht ganz gleich, sodaß es in manchen Kulturen bei der üppigen Entwickelung schon an Stickstoff zu mangeln begann. Nostoc spec: Die meisten Kulturen unverändert, d. h. das Impfklümpchen noch zusammengeballt. Nur 3 a. u. b. strahlend und 5. phototropisch gerichtete Stränge aufweisend. Diese Kultur ohne Alkohol ist die beste. 22. Oktober: Oscillaria hrevis: la. u. b. Wenig gewachsen, aber gut gefärbtes Häutchen an der Oberfläche. 2 a. Viel mehr, Klümpchen und Netz an der Lichtseite. 2b. Wenig, aber gut gefärbt. Klümpchen am Boden, Rand an der Lichtseite. 3 a. Ziembch viel, aber gelbbch. 3 b. Tot. 4 a. Viel an der Lichtseite, aber gelblich. 4b. Weniger als bei 4a., etwa wie la. 5. Etwa wie 2a., aber etwas gelblicher. Nostoc spec: la. Gut strahlend. Ib. Fäden am Boden. Nester bildend. 2 a. Ähnlich, aber mehr. 2 b. Noch mehr, 3 a. Sehr gut, viel Algen am Rande. 1) Das kommt zuweilen aus unbekannten Ursachen vor, ohne eine ungünstige Bedeutung zu haben. 2) Eine Prüfung der Reaktion der Lösungen mit Nilblau ergab für Glyzerin und Mannit schwach saure, für alle anderen basische Reaktion. 97 i Glas .gleichmäßig mit phototropischeii Fäden bedeckt. Beginnende Verfärbung. 3b. Ähnlich, aber mehr klumpig. 4a. Viele Klümpchen, durch strahlende Fäden festgeheftet. 4 b. Kleine Nester und Stränge, gut. 5. Ahnlich, aber schlechter als 3 a. C. Kohlehydrate. Nachdem auch hier Vorversuche mit bakterieuhaltigen Kulturen die Un- schädlichkeit des Traubenzuckers und einiger anderer in genügend verdünnter Lösung gezeigt hatten, wurden zunächst einige Monosen in verschiedenen Konzentrationen erprobt. 14. August 1912: Oscillaria tenuis, geimpft aus Heydenagarröhrchen vom 28. Mai in: a, b. c. 1. Glukose 0,2 0,1 0,05% 2. Fruktose = = = 3. Galaktose - - s 4. Arabinose - - = f). Ohne Zucker. Dazu überall kleine Menge NH^MgPOi, Spur CaSOi und Fe,,(POj).,, sowie 0,1% KjSO^ in doppelt destilliertem Wasser. Sterilisiert durch zwei- maliges Erhitzen im Dampftopf. Ergebnis am 21. August: 1 a. bis c. Feines Netz am Boden, wenig vermehrt. 2 a. bis c. Wenig ge- wachsen. 3 a. bis c. Hübsches Netz, aber noch niclit viel. 4 a. Ganz wenig strahlend. 4 b. u. c. Feines Netz am Boden. 5. Ganz geringe Menge, aber fein ausgebreitet. 28. August: la. bisc. Gut gewachsen, Netz, das teilweise klumpig geballt ist. 2a. Wenig ausgebreitet, nicht gut aussehend. 2b. Wie la. bis c. 2c. Etwas weniger, so wie ohne Zucker. 3a. Gutes Netz. 3b. Mehr. 3c. Weniger, so wie ohne Zucker. 4a. Wenig ausgebreitet, nicht gut aussehend. 4b. Nicht viel besser, schlechter als ohne Zucker. 4c. Schlechte Ausbreitung, aber wohl leidlich vermehrt. 5. Hübsches Netz, aber weniger als die besten. 3. September: la. u. b. Klumpen. 1 c. Netz, überall gut gewachsen. 2a. Fast nichts. 2b. u. c. Gut, Netz und Schleier. 3 a. bis c. Sehr gut. 4a. Weniger als ohne Zucker. ■^ b. Ebenso wie ohne Zucker. 4 c. Klumpen. 5. Feines Netz und Schleier. Es wirkt also Glukose und besonders Galaktose günstig, Fruktose und Arabinose in der höchsten Konzentration schädlich, in den geringeren gar- nicht. Jedenfalls läßt sich hier unter gewissen Umständen eine sichere Förderung durch organische Stoffe beobachten. 14. August 1912: Oscillaria hrevis, genau derselbe Versuch, geimpft aus Heydenagar- röhrchen vom 12. August, das mit viel Material beschickt worden war. Ergebnis am 21. August: la. Wenig strahlend. Ib. u. c. Mehr auseinander, aber noch nicht ganz. 2a. bis c. .Entsprechend wie 1. 3a. An der Fensterseite strahlig ausgebreitet. 4 a bisc. Ähnlich wie 3., aber weniger strahlend. 5. Ganz wenig Fäden heraus- gekrochen. Beitrage zur Biologie der Pflanzen, Bd. XU. lieft I. 7 E. G. Pringsheim, Kultlirversuche mit chloropliyllführenden Mikroorganismen, ITI. 98 28. August: la. Rand über dem Meniskus von viel Fäden besiedelt. Ib. u. c. Fäden fein ausgebreitet. 2a._Wenig strahlend. 2b. u. c. Schönes Netz. 3a. u. b. Sehr hübsch, wie 1 a. 3 c. Ähnlich, noch besser, Rand und Haut. 4 a. bis c. Sehr gut, etwa wie 3 c. 5. Gut, Rand und Netz. 3. September: la. Etwas zurück gegenüber b. u. c, die recht üppig sind. 2a. Schön strahlend, aber b. und besonders c. viel üppiger, noch besser als 1 b. u. c. 3. Alle drei Kulturen sehr üppig. 4. Alle gut, besonders c. sehr üppig. 5. Etwa wie 1 a., also schlechter als die besten. Bei Oscillaria hrevis ist demnach die Förderung durch Zucker bei niederen Konzentrationen noch stärker als bei 0. tenuis. 5. September 1912: Xosfoc spec. Derselbe Versuch, geimpft aus Heydenagarröhre vom 29. Juli. Ergebnis am 16. September: Alle fast garnicht ausgebreitet, bis auf 1 b., das die für diese Art bezeich- nenden phototropischen Stränge zeigt und 3 c. sowie 4c., die ganz wenig strahlen. 22. September: 1 a. Nicht ausgebreitet. Ib. Gut. 1 c. Ganz wenig strahlend. 2a. u. b. Un- verändert. 2c. Etwas strahlend. 3a. Ganz hell, wohl tot. 3b. u. c Wenig strahlend. 4 a. bis c. In wachsendem Maße ausgebreitet, sodaß 4 c. der Kultur 1 b. gleicht. 5. Garnicht ausgebreitet. 28. September: 1 a. Unverändert. 1 b. Gut strahlend. 1 c. Fäden weit gekrochen , gut. 2a. u. b. Unverändert. 2c. Wenig strahlend. 3a. ? 3b. Wie Ib. 3c. Wie 1 c. 4 a. u. b. Wie 1 c. 4 c. Viel Fäden am Boden. 5. Einige Fäden herausgekrochen. 18. Oktober: Ib. Klümpchen und wenig Fäden am Boden. Ic. Klümpchen und ziemlich viel phototropische Fäden. 2 a. Zahlreiche winzige, schlecht aussehende Kügelchen. 2 b. Eine kleine Kugel. 2 c. Wie 1 c. 3 a. u. b. Unverändert. 3 c. Rings am Glase sehr viel gute, phototropische Fäden, teilweise spinnwebig verflochten. 4 a. Ebenso. 4b. Ähnlich, dazu an der Fensterseite dichter Belag, gut. 4c. Ähnlich, aber weniger. 5. Einige Kugeln, durch Fäden befestigt. Der Nostoc wird also durch Zucker, wie überhaupt durch organische Stoffe, wenig gefördert, nur Galaktose und Arabinose sind in geringer Kon- zentration günstig, was sich aber erst nach längerer Zeit bemerkbar macht. Wir kommen nun zu den Di- und Polysacchariden, aus denen natürlich auch wieder nur eine kleine Auswahl getroffen werden konnte. Da sie sich aber größtenteils ziemlich übereinstimmend verhielten, sind auch bei den niclit berücksichtigten keine besonderen Überraschungen zu erwarten. 7. September 1912: Oscillaria tenuis, geimpft aus üppiger Fruktosekultur vom 14. August in b. 0,05% a. 1. Saccharose 0,02 2. Milchzucker ; .> o. Maltose 5 4. Inulin 5 99 a. b. 5. Dextrin 0,2 0,05% 6. Glykogen s = 7. Ohne Zucker. Alle verwendeten Kohlehydrate waren die reinsten Präparate von Merck. Das ist von Bedeutung, da z. B. ein Milchzucker unbekannter Herkunft sich in wiederholten Versuchen als recht giftig erwiesen hatte. Alle Lösungen klar bis auf das Glykogen, das stark opalisierte. Überall kam eine kleine Menge NHjMgPO^, 0,01% luSO^, sowie eine Spur von CaS04 und Fe2(P04)2 hinzu. Dopp. destill. Wasser. Ergebnis am 16. September: la. u. b., 2 a. u. b. Schöner, ausgespannter Schleier. 3 a. u. b. Wenig Wachs- tum am Boden, etwas weniger als ohne Zucker. 4 a. Noch schlechter. 4 b. Gut, fast wie 1. 5 a. Wie 4 a. 5 b. Etwas besser. 6 a. u. b. Ohne Ausbreitung am Boden. 7. Etwas ausgebreitet und gewachsen. 22. September: la., b., 2a. u. b. Hübsche, ausgespannte Netze, besonders 2b, gut, 3a. u. b. Etwas schlechter. 4 a. Klümpchen am Grunde mit Avenig Strahlung. 4 b. Schönes Netz. 5a. Wie 4a. 5b. Am Glase seitlich festgeheftet, wenig strahlend. 6a. u. b. Wie 4 a. 7. Klümpchen seitlich am Glase festgeheftet, nicht so gut wie die besten Kulturen. 1. Oktober: la., 3b,, 4a., 5a., 6a. u.b. Sehr mäßig, die anderen gut, ob 1. besser als 7. ist fraglich, am besten 2a. u. b., 3a. u. 4b. Nun etwas Flüssigkeit aus den Kulturen mit 0,05 % Kohlehydrat, weil diese im allgemeinen besser sind, mit Fehlingscher Lösung gekocht, um zu prüfen, ob hydrolysierende Enzyme abgeschieden worden sind. Bei Milchzucker und Maltose, die schon an sich reduzieren, ist die Probe nicht anwendbar. Von den übrigen Lösungen gibt nur die mit Dextrin, das ja stets eine Spur Zucker enthält, eine minimale Reduktion, die übrigen gar keine. Monosen sind also nicht gebildet worden. Man darf wohl annehmen, daß die Di- und Polysaccharide überhaupt nicht zur Ernährung verwendet werden. 7. September 1912: Oscillaria brevis: Genau derselbe Versuch, geimpft aus üppiger Zucker- kultur vom 14. August. Ergebnis am 16. September: Überall gut gewachsen, Unterschiede gering bis auf 6 a., wo nur wenig am Boden. Auch 6 b. gegen die übrigen zurück, die einschließlich die zucker- freie Kultur, Netz am Glase und dicke Ansammlung am Meniskus zeigen. 22. September: la. bis 5b. Etwa gleich gut. 6a. u. b. Auch ganz hübsch, wenngleich schlechter. 7. Etwas zurück gegen die besten Kulturen. 1. Oktober: Alle Kulturen gut. 6a, das sich später entwickelt hat, noch grün, alle anderen gelb. Sonst keine Unterschiede zu bemerken, Prüfung mit Fehling'scher Lösung ergibt wieder negatives Resultat. Diese Art scheint also gleichfalls die betreffenden Kohlehydrate nicht zu verarbeiten, ohne daß sie aber in den verwendeten Konzentrationen schäd- lich wären. 7* G. Priügsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, III. 100 7. September 1912: Nostoc spec. Der gleiche Versuch, geimpft aus Heydenagarröhrchen vom 29. Juli. Ergebnis am 16. September: Überall Fäden, nur wenig herausgekrochen, am Boden. 22. September: 1 a. Klümpchen ganz wenig stralilend. Ib. Fäden teilweise herausgekrochen, neue Nester bildend. 2 a. Wie 1 a. 2 b. Wie 1 b., aber wenig gcAvachsen. 3 a. Ivlihnpclien nicht festgeheftet. 3b. Beste Kultur, Klümpchen durch Fäden an der seitliclien Glaswand festgeklebt._ Beginnendes Netz. 4a. u. b. Wie la. 5a. Wie Sa. 5b. Wie 3b., aber weniger. 6 a. Ähnlich wie 1 a. 6 b. Ebenso, etwas besser. 7. Klümpchen Avenig strahlend, einige herausgekrochene Fäden netzartig angeordnet. 1. Oktober: Meist einzelne Fäden an den Glaswänden. Bei 3a., 4a. u. b., sowie 6a. Algen nur am Boden. 2a. Gut, um das Impfklümpchen Netz. 3b. Sehr gut. 5b. u. 6 b. Auch recht gut, besser als 7. 22. Oktober: Auch da, wo anfangs keine Eutwickelung zu bemerken war, jetzt überall zahlreiche Fäden am Glase, außer bei 6a: 3b u 5b. gelblich, die anderen hübsch blaugrün. 7. ist entschieden zurück gegenüber Ib., 3b., 5b. u. 6b. Die recht langsame Entwickelung zeigt also erst nach längerer Zeit eyiie deutliche Förderung dui-ch Saccharose, Maltose, Dextrin und Glykogen, falls diese in sehr geringer Konzentration geboten werden. Die Verbesserung des Wachstums ist aber immer gering. D. Organische Stickstoffverbindungen. Auch hier gingen den systematisch angelegten Kulturreihen mit Rein- kulturen einige Vorversuche mit noch bakterienhaltigem Material voraus. Sie zeigten, daß die verschiedensten Arten von Blaualgen Eiweißstoffe, wie Albumin und Pepton, sowie Aminosäuren, wie Asparagin, Leucin, GlycocoU usw. in nicht zu hoher Konzentration gut vertragen und sich unter Um- ständen auch dann noch zu vermehren vermögen, wenn eine schwache Fäul- nis eingesetzt hat. Da aber diese Versuche recht verschiedenartig ausfielen, offenbar je nach der Art der zur Entwickelung kommenden Bakterien, soll auf ihre Wiedergabe im einzelnen verzichtet werden, um so mehr, als sie ja über die Art der wirklich assimilierten Nährstoffe nichts aussagen können. Wir wollen zunächst die Experimente mit den eigentlichen Eiweißstoffen be- trachten, den sogenannten nativen Albuminen, die also unter den Versuchs- bedingungen durch die Erhitzung beim Sterilisieren koaguliert worden waren. Zwei der benutzten Präparate, nämlich Tropon und Nährstoff Heyden, ent- halten freilich auch nicht mehr koagulierbare Albumosen. 26. Juli 1912. Oscillaria temiis, geimpft aus Heydenagarröhre in Kölbchen, die neben 0,02% K2SO4, einer kleinen Menge NH^MgPO^ und einer Spur CaSO.^ und Fe.2(P04)2 in dopp. destill. Wasser je eine kleine Menge enthalten von: 1. Tropon. 2. Heydennährstoflf. o. Serum siccum aus Pferdeblut von Grübler. 4. Albumin aus Eiweiß von Merck. 101 5. Kasein puriss. von Merck. G. Ohne Eiweiß. Sterilisiert im Autoclav. Scliou nach 4 Stunden (1—5 Uhr) teilweise auseinandergekroclien, und zwar: 1. Wie es scheint, Fäden cliemotaktisch um Troponklümpchen angeordnet. •2. Schwache Strahhmg. 3. Ganz auseinandergekrocheu. 4., 5. u. G. Mehr als 2, aber weniger als 3. gela'ochen. Ergebnis am 28. Juli. 1., 2. u. 4. Wenig ausgebreitet. 3. Schön auseinandergekroclien. 5. Ganz ausgebreitet. 6. Gutes Netz. 1. August: 1. Klümpchen und Netz. 2. Nur Klürapchen. 3. Scliönes Netz am Boden, gut. 4. Wie 1. 5. Noch besser als 3. 6. Wenig ausgebreitet, aber gut aussehend. 12. August: 1. Dauernd zusammengeballt, aber vermehrt. 2. Viele Klümpchen um die Troponstücke. 3. wie 1., 4. u. 5- Klümpchen durch strahlende Fäden am Glase festgeheftet. 6. Mehr ausgebreitet als die anderen, aber nicht sehr. 21. August: Überall Klümpchen, außerdem bei 4. kräftiger, tiefblaugrüner Rand. 6. Ist gegen die anderen zurück, offenbar aus Stickstoifmangel, da die Fäden teilweise gelb werden, sich aber auf erneuten Zusatz von etwas Ammoniummagnesium- phosphat wieder gut färben und weiter entwickeln. In den übrigen Kulturen bilden sich aus einzelnen isolierten Fäden am Boden der Gefäße weitere Klümpchen, die wieder kugelige Gestalt annehmen, sodaß am 26. September in 1., 2 , 3. und 5. mehrere runde, schwarzgrüne Klümpchen, in 4. ein gut gefärbter dicker Klumpen, der mit Strängen festgeheftet ist, sich befindet. In 6. üppige Haut, deren Masse mit der der anderen Kulturen durch bloße Schätzung nicht verglichen werden kann. Obgleich bei dem Zusatz des Ammousalzes die Eignung der Eiweiß- stoife als Stickstoffquellen nicht von vornherein ganz klar ersichtlich ist, spricht die üppige, langandauernde Entwickehiug gegenüber dem allmählich eintretenden Stillstand und der Entfärbung ohne organischen Stickstoff, doch für iiire Ausnutzung. Die gute Ernährung auf Heidenagar deutete ja auch schon darauf hin. Die Unterscliiede in der Wirkung der verschiedenen Eiweißpräparate sind gering. In allen haben die Oscillarien auffallender- weise die Neigung, sich zusammenzuballen oder garnicht erst auseinander- zukriechen, ohne daß diese Erscheinung, wie sonst vielfach, auf eine für das Wohlbefinden ungünstige Zusammensetzung der Lösung schließen ließe, da die Vermehrung offenbar recht lebhaft ist. Dasselbe Verhalten habe ich noch in Erbsenwasser, und wie man sehen wird, auch in Peptonlösungen beob- achtet. Es ist besonders für diese eine von den untersuchten Arten bezeichnend, kann aber auch in konzentrierteren Lösungen anderer Stoffe auftreten. Durch Versetzen mit dem Indikator Nilblau wurde schließlich noch fest- gestellt, daß die eiweishaltigen Kulturen alle schwach alkalisch waren, die eiweißfreie aber neutral oder schwach sauer. 2. August 1912: Oscülaria hrevis, geimpft aus Heydenagarröhre vom 15. Juli in Kölb- chen des gleichen Inhalts wie im vorigen Versuche. Sehr bald überall gute Ausbreitung. E. G. Piingsheim, Kulturversuche mit chlorophyllführenden Mikroorganismen, 111. 102 Ergebnis am 12. August: 1. u. 2. Band auf der Fensterseite. 3. Fäden gelblich, am Boden. 4. Feines Netz auf allen Wänden. 5. Nicht sehr reichliche Fäden am Boden. 6. Weniger als 1. u. 2., Fäden hauptsächlich auf der Fensterseite. 21. August: Überall Wachstum, in 1., 2. u. 6. am meisten, in 5. am wenigsten, in 3. Os- cillarien gelblich. Es wurde nun aus diesen Kulturen wiederholt abgeimpft, weil hier das erste reine Material in genügender Menge vorlag. Deshalb ließ sich die Entwickeluug in den einzelnen Kölbchen nicht mehr gut vergleichen. Jedenfalls aber wurden alle, außer 3., auch 5. allmählich sehr üppig, nur 6- zeigt am 24. August die ersten Spuren der Verfärbung. Am 28. August war 6. ganz gelb, alle anderen außer 3 schön tief graugrün. Bei Oscülaria hrevis sprechen also dieselben Anzeichen für die Ver- wertung der Eiweißstoffe als StickstofFquellen wie bei 0. tenuis. Nur sind die Unterschiede etwas größer. Warum gerade Seruraalbumin nicht ge- eignet war, vermag ich nicht zu sagen. Soviel aber ist sicher, daß sich mit manchen Eiweißstoffen, besonders mit Albumosen, von Oscillarien sehr üppige Reinkulturen erzielen lassen, die an andauerndem kräftigem Wachstum die rein autotrophen Kulturen unter Umständen hinter sich lassen. Ob diese Überlegenheit auch gegenüber Nährlösungen mit einer größeren Menge an- organisch gebundenen Stickstoffs gelten würde, muß freilich fraglich bleiben. 30. August 1912: Nostoc spec, geimpft aus Heydenagarröhre vom 29. Juli in Lösungen, die denen der beiden letzten Versuche entsprachen, nur daß noch Legumin Merck hinzukam. Die Kölbchen enthielten also: 1. Tropon, 2. Nährstoff Hevden, 3. Serum aus Pferdeblut von Grübler, 4. Albumin aus Eiweiß von Merck, 5. Casein purissimum, « - 6. Legumin Merck, 7. Keinen Eiweißstoif. Daneben die Salze wie oben. Ergebnis am 4- September: Nur bei 3. etwas strahlend. 6. September: 1, Gut aussehend. Von verschiedenen Punkten aus etwas strahlend. 2. Dickes Klümpchen ohne Strahlung. 3. u. 4. Ziemlich viel Fäden herausgekrochen. 5. Impf- stückchen gelblich. 6. Wie 2. 7. Sein- gut. 22. September: Nur 7. wirklich gut. 1., 3. u. 4. Leidlich, viel Fäden am Boden. 1. u. 6. Tief- blaugrüner Klex. 5. Tot. 2. Wie oben. 3. Oktober: t. Sehr gut, viel Fäden an der Fensterseite, phototropisch schräg nach oben strahlend. 2. Noch wie am 6. September angeordnet, aber viel mehr. 3. Fäden verteilt am Boden, meist entfärbt. 4. Sehr üppig, dicker wurstartiger Klumpen, von da Fäden den ganzen Boden überziehend. 5. — . 6. Runder, schwarzgrüner Ball, nicht sehr viel. 7. Gut, Netz und phototropische Fäden. 23. Oktober: 1. Sehr gut, an der Lichtseite dicke, ausgebreitete Masse, hoch heraus- kriechend. 2. Klümpchen und Netz am Boden, gut. 3. Tot. 4. Dicker Klex 103 iiud Ausbreitung-, teilweise tot. 5. Sehr wenig, nicht entwickelt, aber noch grün- lich. 6. Gelblich grün, Rand über dem Meniskus und Bodenwachstum. 7. Unver- ändert, gelblich. Das Aussehen der Kulturen hat sich also z. T. schließlich noch ge- ändert. Bei dem Nostoc dauert es immer einige Zeit, ehe die Wirkung der einzelnen Stoffe klar hervortritt. Nach einer Art Latenzperiode setzt dann oft noch überraschend gutes Wachstum ein. Während von den Ei- weißstoften Tropon und Albumin sehr gut ausgenutzt werden, was aus der Überlegenheit der betreffenden Kulturen gegenüber der eiweißfreien hervor- geht, wirkt Serumalbumin und Kasein hier schädlich. Nährstoff Heyden und Legumin verzögern die Ausbreitung sehr, scheinen sonst aber unschäd- lich zu sein. Die Wirkung der verschiedenen Präparate auf die kultivierten Cyano- phyceen, außer Oscillaria hrevis^ ist demnach sehr ungleich. Da ihre Zu- sammensetzung nicht bekannt ist, auch schädliche Beimengungen darin ent- halten sein können^), kann auf die Ergebnisse im einzelnen, soweit sie negativer Natur sind, nicht viel gegeben werden. Die Hauptsache ist, daß es Eiweißstoffe gibt, die ertragen oder selbst verarbeitet werden. Daneben ist die hemmende Wirkung auf die Ausbreitung bei Oscillaria tenuis und Nostoc spec. bemerkenswert. Die zweite Gruppe von Versuchen umfaßt einige nicht koagulierbare Eiweißabbauprodukte, nämlich Pepton und Aminosäuren, sowie Amide. Hier wurde nun kein Stickstoff nebenher gegeben und auch durch recht vor- sichtige Sterilisation, in Gestalt dreimaliger kurzer Erhitzung im Dampftopf, eine etwaige Zersetzung durch höhere Temperatur vermieden. Es konnte daher eine Vermehrung nur auf Grund der Verwendung organisch gebundenen Stickstoffs stattfinden. Die verschiedenen Verbindungen wurden wegen ihrer Leichtlöslichkeit in zwei Konzentrationen verwendet. 24. August 1912: Oscillaria tenuis aus Salpeteragarröhrchen vom 9. Juli geimpft in Lösungen mit: a. b. 1. Pepton Witte 0,05% 0,01% 2. Leucin synthetisch Kahlbaura = = 3. GlycocoU puriss. Grübler » = 4. Asparagin Merck « = 5. Acetamid = * * 6. KNOg 0,1%, sowie überall 0,005% MgSO^, 0,005% K,HPO^, Spur CaSO^ und Fe,,(POi).^ in doppelt destilliertem Wasser. Sterilisiert durch dreimaliges Erhitzen im Dampftopf. Ergebnis am 28. August: 1 a. Wenig ausgebreitet, nicht fest haftend. 1 b. Gut ausgebreitet. 1 c. Garnicht ausgebreitet. 2a. u.b. Fast garnicht ausgebreitet. 2c. GutesNetz amBoden. Sa.bisc. Wenig ausgebreitet. 4 a. u. b. Gut gewachsen und ausgebreitet. 4 c. u. 5 a. bis c. Fast ^) Vgl. Bengt Lidforss, Reizbewegungen der Pollenschläuche, Zeitschrift für Botanik, Bd. I, 1909, S. 461. E.G.Pringslieiin,Kulturversuclieniitcliloropliyliniliien(lciiMikiüoiganismcii,llI. 104 gavnicht ausgebreitet. G. Strahlig bis netzig. In keiner Kultur die Impfkliinipclien ganz verteilt. 1. September: la. Noch Klümpchen, daneben zarter Schleier. Ib. Schönes Netz. 1 c. Nur Klümpchen. 2a. Klümpchen dünn und gelblich, Netz. 2b. Klumpen blaugrün, ganz wenig strahlend. 2c. Schönes Netz. 3a. Klümpchen und dünnes Netz, gut. 3b. Schöner Schleier. 3 c. Beginnender Schleier, ziemlich wenig, aber gut gefärbt. 4a. Gutes, wenn auch feines Netz, 4b. u. c, 5a. Gut aussehend, wenn auch wenig haftend. 5 b. Ganz wenig strahlend. 5 c. Wenig ausgebreitetes Netz. 6. Gut strahlend, noch nicht ganz ausgebreitet. 16. September: la. Schön strahlend, in der Mitte noch Klümpchen. Ib. Sehr üppiges Netz mit Strängen. 1 c. Wie 1 a. 2 a. Ganz feines, gelbliches Netz. 2 b. Klümpchen blaugrün, strahlend. 2 c. Leidlich gute Haut, laubgrün. 3a. Ganz fein verteilte kurze Fadenstücke 3b. Dünne gelbliche Haut. 3c. Feiner ausgespannter Schleier mit Strängen, nicht viel gewachsen und ganz hell. 4a. u. b. Gut gefärbtes, schönes Netz und Haut. 4 c. Oscillarien an einer Seite am Meniskus, dicht, gut gefärbt. 5 b. bis c. Ganz fein verteilte, helle Fadenbruchstücke. 6. Gut gefärbter, alle Wände und die Oberfläche bedeckender dünner Schleier, weniger gewachsen als in Ib., 4a. u. 4b. 1. Oktober: 1 a. u. b. Üppiger Schleier, Haut usw. Ic. Etwas weniger. 2 a. Unver- ändert, schlecht. 2b. u. c. Nicht sehr viel gewachsen, zusammengeballt. 3a. bis c. Unverändert, schlecht. 4 a. u. b. Dicke Massen, sehr gut. 4c. Unverändert, gut. 5a. bis c. Unverändert schlecht. 6. Gut gefärbt, überall fein verteilt, weniger Oscillarien als in den guten Pepton- und Asparaginkulturen. Die Ergebnisse sind also, wie man sieht, sehr ungleichartig. Während Pepton und Asparagin gutes Wachstum ergeben, besseres sogar als Kali- salpeter, sind Leucin, Glycocoll und Acetamid nicht geeignet als StickstofF- quellen. Daß dieser Grund und nicht eine Giftwirkung vorliegt, schließe ich erstens daraus, daß die Kulturen so aussahen wie bei StUckstofFmangel und zweitens aus dem Umstand, daß die niederen Konzentrationen genau dasselbe Bild ergaben wie die höheren. Nur bei Leucin ist das letztere nicht der Fall. Dieses scheint direkt schädlich zu sein. Die höchste ver- wendete Konzentration von 0,05 °/o ist bei den ersten beiden jedenfalls nicht zu hoch, vielleicht erzielt sie noch nicht optimale Entwickelung. Die niedrigste Konzentration von 0,01% bewirkt, daß die anfangs sehr guten Kulturen schließlich etwas zurückbleiben. 21. August 1912: Oscillaria brevis. Genau derselbe Versuch, geimpft aus Troponkultur vom 2, August. Ergebnis am 24. August: Bei 4 a. nur einzelne kurze Fadenstücke herausgekrochen, sonst überall schon zum feinen Netz angeordnet. 28. August: In allen Kölbchen völlig ausgebreitet. I. September: Überall gutes Netz, kaum Unterschiede zwischen den Kulturen. 16. September: 1 a. bis c. Gleichmäßig sehr gut, Netz und Haut. 2 a. Viel weniger ge- wachsen, wenn auch nicht schlecht vermehrt. Fäden kurz, hell. 2b. An der Lichtseite gut gewachsen. (Leider durch Rosahefe infiziert, die aber nicht zu stören scheint.) 2 a. Sehr wenig feine kurze Fäden ganz verteilt. 3 a. Üppig an der Fensterseite. 3 b. Wie 2 c. 3 c. Wenig gewachsen. 4 a. Nicht viel. 4 b. Sehr 105 scliüu gefärbt, üppig. 4 c. Viel weniger. 5;i. bis b. Xiciit viel. G. Gut, aber nicht so viel Avie in 4 b. 1. Oktober: 1 a. u. b., 3a., 4b. ii 6. Gut, besonders 4b. besser als 6. Alle übrigen ver- färbt, gelblich. Auch für Oscillaria hrevis sind also die verschiedenen Stickstoff- verbindungen von sehr ungleicher Brauchbarkeit, die stark von der Kon- zentration abhängt. Da der Versuch in dieser Ausführlichkeit nur einmal angestellt wurde, läßt sich nicht sagen, inwieweit die wechselnden Ergebnisse bei verschiedenen Konzentrationen gesetzmäßig sind. Soviel aber ist sicher, daß Pepton, Glycocoll und Asparagiu sehr gutes Wachstum ergeben können, das selbst das mit Kalisalpeter übertreffen kann, daß dagegen Leucin und Acetamid sich nicht eignen. Eine Prüfung mit dem Indikator Nilblau er- gab nirgends merkliche Basizität, sodaß die schlechten Resultate nicht einer Abspaltung von Ammoniak zuzuschreiben sind. 28. August 1912: Nostoc spcc. Dieselbe Versuchsanstellung, geimpft aus Ileydenagar- röhre vom 29. Juli. Ergebnis am 1. September: Nur bei 1 c. etwas ausgebreitet. 3. September: la. V Ib. Etwas strahlend. 1 c. Gut strahlend, äa. bis c. Ganz wenig Fäden herausgekrocheu. 3 a. bis c. Ebenso. 4 a. Etwas mehr, b. u. c. noch mehr strahlend. 5a. bis c. Ziemlich gut ausgebreitet. 6. Nicht viele Fäden heraus- gekrochen. 16. September: la. Wenig strahlend. 1 b. Besser, Fäden von verschiedenen Punkten strahlig ausgehend. 1 c. Von einem Klümpclien Fäden nach dem Fenster und entgegen- gesetzt phototropisch strahlend. Gutes Wachstum. 2a. bis c. Wie Ib. 3a Gut gefärbt, aber nicht. .ausgebreitet. 3b. Klümpchen schwimmt, wenig strahlend. 3a. Wie Ib. 4a. Ähnlich, Avenig. 4b. u. c. Anordnung ebenso, aber sehr viel mehr geAvachsen. 5 a. bis c. Sehr gut, besonders b., photo tropische Fäden. 6. Wenig strahlend. 22. September: 1 a. Schlecht. Ib. Viele kleine nestartige Fadenhäufchen mit Strahlen. Ic. Anordnung wie oben, aber dichter. Farbe und Vermehrung gut. 2 a. An- ordnung wie Ib., aber gelblich. 2b. u. c. Viele kleine tiefblaugrüne Stränge von Komma- und Schleifenform. 3 a. bis c. Ähnlich, aber weniger und gelblich. 4a. Tot. 4b. u. c. Sehr gut, Anordnung wie bei Ib. 5a. Ebenso. 5b. u. c. Noch besser, an der Fensterseite schön blaugrüne Masse, sonst feines Netz. 6. Viel weniger, angeordnet wie bei Ib. 1. Oktober: 1 a. Unverändert, teilweise noch grün. 1 b. Vermehrung hat aufgehört, Fäden verfärbt. 1 c. Gut, in der Mitte des Bodens dichte Häufung und von da strahlige Ausbreitung. 2a. Wie früher. 2b. u. c. Wie früher, aber gelblich grün. 3a. bis c. Alles entfärbt. 4a. — . 4b. u. c. Sehr gut. 5a. bis c. u. 6. Sehr gut. Die guten Kulturen 1 c, 4b. u. c, 5a. bis c. u. 6. weiter aufgehoben, bei den anderen mit Nilblau die Reaktion geprüft: 1 a. rosa. Ib. lila, 4a. rosa, die anderen blau oder blaulila, d. h. die von vornherein schlechten Kulturen alkalisch, die anderen neutral. Es wird also wohl aus Pepton und Asparagin Ammoniak abgespalten, das bei zu hoher Konzentration schädlich wird. Zusammenfassend läßt sich sagen, daß Pepton und Asparagin bei großer Verdünnung, Acetamid auch bei etwas höherer Konzentration für den Nostoc geeignete Stickstoffquellen sind, ja daß sie den Kalisalpeter übertreffen können. Leucin und Glycocoll dagegen sind ungünstig, ebenso Pepton und Asparagin E. G.Pringsheim,KultnrversuchemitchlorophyllführeiiclenMikrorganisuieii,lII. 106 bei zu hoher, noch immer, absolut genommen, geringer Konzentration. Der Nostoc ist ja überhaupt empfindlicher gegen organische Stoffe als die Oscillarien. Ein weiterer Unterschied gegenüber diesen liegt in der Brauch- barkeit des Acetamids. E. Zucker neben organischen Stickstoffverbindungen am Licht und im Dunkeln. 7. September 1912: Oscülaria brevis. geimpft aus üppiger Galaktosekultur v. 14. August in: a. b. c. 1. 0,1% Glukose 0,ü57o Asparagin 0,05% Pepton 0,05% (NNjoIIPOi 2. ^ Fruktose = 5 = 3. = Galaktose - - = 4. s Arabinose = = = Dazu überall 0,005% MgSOi; 0,01% K,HPOi und Spur FeSO^, alles gelöst in dopp. dest. Wasser, sterilisiert durch dreimaliges Erhitzen im Dampftopfe. Je zwei Kölbchen zu 25 ccm, von denen immer eins ins Dunkle, eins ans Nordfenster kommt. Ergebnis: Nach fünf Stunden beginnt die Ausbreitung, und zwar zunächst in den Kulturen mit Asparagin. 16. September: Hellkulturen. la. Oscill. fein ausgebreitet, Wachstum noch gering. Ib. Schwimmendes, gutes Bauteilen in der Mitte des Wasserspiegels. 1 c. Wie 1 a. 2a. Wie Ib., aber gelblicher. 2b. Wie 1 a., aber mehr. 2c. Nicht so ausgebreitet, nur strahlend, aber gut aussehend. 3 a. Ähnlich wie 2 a., aber an der Fensterseite mehr. 3 b. und c. Etwas weniger. 4a. Wie 3 c., aber durch Pilz infiziert. 4b. und c. Etwas weniger. Duukelkulturen. 1 a. Ziemlich weit strahlend, gut aussehend. Ib. Wenig strahlend, aber wohl gesund. 1 c. Schwimmendes Klümpchen, sehr wenig strahlend. 2 a. Durch Pilz infiziert, beseitigt. 2b. Zusammengeballt, aber gut gefärbt. 2c. Etwa wie la. 3a. Wie Ic. 3b. und c. Mehr strahlend. 4a. Gar nicht ausgebreitet. 4b. Fast nicht ausgebreitet. 4 c. Ganz wenig strahlend. 22. September: Hellkulturen. la. Schwaches Netz. Ib. Gute Haut. 1 c. Wie la. .2a. Wie Ib. 2b. Eben- sogut, aber am Glase. 2c. Weniger. 3a. Wie 1 a. 3b. Üppig, auf der Fenster- seite am Glase hocbgekrochen. 3c._.Wie la. 4a. Großes Pilzmycel, aber trotz- dem Oscillarienwachstum gut. 4b. Ähnlich wie la., aber etwas mehr. 4b. Ähn- lich, aber gelblich. D unkelkultur en. la. Gut strahlend und gesund aussehend. 1 b. Strahlt viel weniger. Ic. Ganz wenig strahlend. 2b. Klümpchen festgeheftet. 2 c. Gut ausgebreitet. 3a. bis c. Etwa wie Ib. 4a. bis c Wie 2b. Nirgends Vermehrung! 22. Oktober: Hellkulturen. la. Viel Fäden, fein verteilt, aber gelblich. 1 b. Sehr gut, Haut dicht, dunkel- grün, Fäden kraus aussehend. (Bei mikroskopischer Betrachtung Fäden vielfach verschlungen, teilweise kurz, Zellen ab und zu abgerundet, im ganzen gesund aussehend.) 1 c. Schlecht, gelb. 2a. Wie Ic, wenn auch etwas mehr. 2b. Gut, Netz und Fäden. Sa. Nicht mehr weiter entwickelt, gelblich, aber nicht wenig. 3b. Äußerst üppig und gut gefärbt. 3c. Schlecht, gelb. 4b. Leidlich, grün. 4c. Schlecht, gelb. 107 Dunkelkulturen. Keine Vermehrung- oder sonstige Veränderung, aber Oscillarien überall gut gefärbt, also wohl lebend. Nun die Kölbchen mit den Dunkelkulturen in einen Thermostaten von 31" gesetzt, da Bouilhac^) behauptet hat, daß sein Nostoc punctiforme mit Zucker bei einer Temperatur von etwas über 30" im Dunkeln wachsen könne (a. a. 0. S. 39), während ihm das bei tieferer Temperatur nur bei schwachem Lichtzutritt ge- lungen sei. Das Resultat war, wie zu erwarten, völlig negativ. Zwar behielten die Oscillarien ihre Farbe auch im Thermostaten während 14 Tagen, vermehrten sich aber nicht. Nachher wurden sie ans Licht gebracht, wo sie sich aber auch nicht mehr erholten, sondern unter allmählicher Verfärbung von den Spitzen der Fäden her zugrunde gingen. Was die Wirkung von Kohlehydraten neben organischen Stickstoffquellen in Hellkulturen anbelangt, so ergibt sich ein gutes Wachstum besonders auf Grund von Peptongaben. Asparagin ist schon weniger günstig, und Ammonpliosphat erweist sich als schädlich. Die Nährlösungen mit dem letzteren werden bei dem Mangel an Calcium und der minimalen Menge von Magnesiumsalzen durch Verbrauch des Ammonions sauer geworden sein. 1) R. Bouilhac, Recherches siir la Vegetation de quelques algues d'eau douce. These de Paris, 1898. Inhalts -Übersicht. L Einleitung 49 IL Erzielung der Reinkulturen 54 III. Die reinkultivierten Arten 61 IV. Entwickelung und Habitus der Kulturen 64 V. Kultur auf Nährgallerte 69 VI. Kultur in Mineralsalzlösungen 74 VII. Kultur in Nährlösungen mit organischen Stoffen .... 80 A. Organische Säuren 81 B. Höhere Alkohole 82 C. Kohlehydrate 82 D. Organische Stickstoffverbindungen 83 VIII. Dunkelkulturen 84 IX. Schluß 85 X. Zusammenfassung 87 Anhang. Einige Protokolle und deren Besprechung .... 88 lOS Figurenerklärung. Tafel II (Schizophyceen). 1. Die Photographie zeigt einige charakteristische Agarröhrchen, die ain 26. August 1912 aufgenommen wurden, bei schwacher Verkleinerung. 1. Oscillaria hrevis, am 21. Juni in Asparaginagar geimpft, tiefgraugrün, zeigt die Art der Ausbreitung am Glase in älteren Kulturen. 2 Ose. hrevis, am 27. Juni in Agar mit Erdeauszug und 0,1% KNO3 geimpft. Die üppige Kultur zurzeit der Aufnahme ockergelb. 3. Oscillaria tcnuis. Ein Klümpchen Material war am 24. August aus einer Eiweiskultur auf gewässerten Salpeteragar übertragen worden. Ausbreitung noch ohne wesentliche Vermehrung. 4. Ose. tenuis, am 1. August auf Heydenagar geimpft, zeigt schon gutes Wachstum. 5. Ose. tenuis. Eine größere Menge Material aus einer Flüssigkeitskultur am 22. August auf Gelatine übertragen. Man sieht unten das bei dichter Häufung erfolgende strahlige Eindringen in die Gelatine, wodurch der runde Hof um den Impfklumpen entsteht. 6. Nostoc spec., am 16. August auf Agar mit 0,2% Heyden-Nährstoff über- tragen. In den 8 Tagen hat die strahlige Ausbreitung begonnen. Wachstum noch gering. 7. Nostoc spec, ältere Heydenagarkultur. S. Oscillaria brevis vom 2. August auf Fleischextraktagar, von der Rück- seite aufgenommen. Ausbreitung in Wirbeln zwischen Agar und Glaswand. n. Oscillaria brevis. 1. Haut und Rand in einer Flüssigkeitskultur mit 0,1 % KNO3 vom 2. August bis 2. Oktober 1912. 2. Ose. brevis in einer schwach basischen Nährlösung mit KNO2 3,1s Stickstoffquelle. Schönes Netz mit Strängen am Boden. 31. August bis 2. Oktober 1912. ni. Nostoc spec. 3 Kolben mit verschiedenem Habitus aus einer Versuchsreihe vom 28. August, juifgenommen am 20. Oktober 1912. 1. Pepton 0,01 7o- 2. Asparagin 0,05% 3. KNO3 0,1%. Bei 1. Klümpchen mit Strahlung, bei 2. einzeln liegende photo- tropische Fäden, bei 3. kleine, regellos verteilte Stränge. (Der schwarze Fleck führt von einer Spiegelung her.) über den meclianisclien Ausgleicli der durch Verhinderung der geotropischen Krümmung in den Pflanzen entstandenen Spannungen. Von Richard Morgenstern. Di Einleitung:. 'ie Versuche und, Beobacbtungeu vou Sachs (I, S. 193) haben ergeben, daß eine geotropische Krümmung horizontal gelegter Pflanzen durch ein beschleunigtes Wachstum der Zellen der Unterseite und durch ein vermindertes Wachstum der Zellen der Oberseite ausgeüihrt wird. Die Reaktion ist eine Wachstumserscheinnng. Wo das Wachs- tum erloschen ist, erfolgt auch keine Krümmung. Wird nun eine Pflanze an der Krümmung gehindert, so kann sich die Unterseite nicht verlängern. Infolge der dauernden Einwirkung des geotropischen Reizes ist sie jedoch bestrebt, diese Verlängerung auszuführen. Ähnlich wie nun nach Pfeffer (I, S. 237) Pflanzen- organe gegen ein äußeres Hemmnis arbeiten, muß hier die Unterseite gegen die Oberseite wirken, die für sie einen äußeren Widerstand darstellt. Als Energiequelle für solches Wirken ist nach Pfeffer (I, S. 237) der Turgor anzusehen, der durch das entspannende Wachs- tum der Zellen der Unterseite für Außenleistungen frei wird. Diese bestehen in einer elastischen Dehnung der Zellen der Oberseite. Es werden daher infolge der einseitigen Wachstumsvorgänge Spannungen in der Pflanze geschaifen, und zwar wird die Unterseite in Druck- spannung, die Oberseite in Zugspannung versetzt. Der stärkste Spannungsunterschied besteht im allgemeinen zwischen der äußersten Ober- und Unterseite. Dazwischen gibt es weniger entgegengesetzt sich verhaltende Schichten und schließlich auch eine, die an der Grenze von Zug und Druck liegt. Diese neutrale Grenzschicht darf als spannungslos augesehen werden. Wird dann das Hemmnis, welches der Pflanze die Aufkrümmung unmöglich machte, beseitigt, so kommt auf der Unterseite wieder die volle osmotische Energie gegen die Zell- wände zur Wirkung, die dementsprechend gedehnt und gespannt werden. Die Zellen werden dadurch verlängert. Auf der Oberseite ziehen sie sich jedoch infolge der Elastizität der Wandungen wieder R. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich usw. 110 auf die ihnen zukommende Länge zurück. Dadurch werden die Spannungen wieder ausgeglichen, und als äußere sichtbare Reaktion tritt eine plötzliche Emporkrümmung der Pflanze ein. Dieser Ausgleich der Spannungen ist schon von mehreren Forschern, wenn auch nur mehr gelegentlich, beobachtet worden. So hat Sachs (I, S. 204) Versuche augestellt, bei denen er Steugelstücke horizontal in einen Zinkkasten gelegt und dann mit einer 4-5 cm dicken Lage feuchten Sandes bedeckt hatte. Dadurch waren sie an der geotropischen Krümmung gehindert worden. Nach einiger Zeit befreite er sie von dem Hemmnis und konnte beobachten, daß sofort eine Aufwärts- krümmung eintrat, die aber viel schwächer ausfiel als bei solchen Sprossen, die in derselben Zeit eine geotropische Krümmung aus- geführt hatten. Die Differenzen im Längenwachstum der einzelnen Gewebestreifen eines gehinderten Sprosses waren der Art nach denen eines frei gekrümmten gleich, der Quantität nach geringer, der geringen Krümmung entsprechend. Ohne näher auf diese Erscheinung ein- zugehen, begnügte sich Sachs mit der Tatsache, daß die plötzliche Krümmung weniger intensiv war als die geotropische Krümmung un- gehinderter Sprosse. Auch De Vries (II, S. 481) konnte ähnliches konstatieren, und zwar hinderte er durch geeignete Vorrichtung aus Haferstengeln heraus- geschnittene Stücke, die in der Mitte einen Knoten besaßen, etwa 10 Tage laug an der geotropischen Aufkrümmung. Nach dem Be- freien von dem Hemmnis krümmte sich der eine Stengel plötzhch empor, wodurch ein Winkel von 20 — 25*^ in einigen Knoten erreicht wurde. Er schlägt vor, diese Erscheinung, „welche mutatis mutaudis auch bei wachsenden Sproßgipfeln beobachtet werden kann, mit dem Namen des potentiellen Geotropismus zu belegen." An anderer Stelle (I, S. 308) sagt er: „Les cellules du cote qui plus tard devient convexe ont peu ä peu absorbe de l'eau, et, comme elles ue pouvaient s'etendre en longueur, elles ont dilate et tendu leurs parois dans d'autres directions. L'obstacle disparaissant, elles prendront instantane- ment la forme qui s'accorde avec Texteusibilite et l'elasticite des parois cellulaires." Pfeffer (I, S. 40Ü ff.) konnte bei vollständig eingegipsten Gras- knoteu, die er 2-4 Tage horizontal gehalten hatte, nach dem Be- freien aus dem Gipsverbande ein Emporschnellen von 5-8° kon- statieren. In seiner Pflanzenphysiologie (1904 Bd. II, S. G59) spricht er davon, daß eine Schnellbeweguug, worunter also das plötz- liche Emporkrümmen verstanden wird, welches ein in Zwangslage ge- haltener Sproß infolge Einwirkung eines tropistischen Reizes nach Befreiung aus dieser auszuführen imstande ist, durch den Ausgleich elastischer Spannaugen hervorgerufen wird und deutet an, daß sie bei 111 Variationsbewegungen ansehnlicher zu sein pflegt als bei Nutations- bewegnngen. Bei seinen Arbeiten über die Schlafbewegungen der Pflanzen hat er auch die Schnellbeweguugen untersucht, die durch eine Bewegung der Blätter durch Turgoräuderung, also durch Variation in einem poisterartigen Gelenk vollzogen werden. Er kommt zu dem Resultat (III, S. 182), daß in dem gegen einen Widerstand wirkenden Blatt die Bewegungsbestrebungen in der Hauptsache so fortgesetzt werden, wie es der Bewegungstätigkeit des freien Blattes entspricht. Er hat ferner beobachtet, daß auch den durch Wachstum vermittelten Schlafbewegungen dasselbe Verhalten zukommt, denn die momentan ausgeführte Schnellbewegung unterschied sich in ihrem Endresultat tatsächlich gar nicht oder fast gar nicht von der Krümmung eines ungehinderten Blattes. Auch Wiedersheim (1904, S. 239) hat gefunden, daß die Blätter von Impatiens imrviflora, deren Bewegungen ebenfalls durch AVachstum vermittelt werden, wenn sie durch Gewichtszug in Licht- stellung fixiert und 1 — 2 Stunden im Dunkeln gestanden haben, nach Beseitigung des Hemmnisses eine momentane Senkung ausführen, die nach einiger Zeit, anfangs rasch, später langsamer fortschreitend, schließlich zu der durch die Verdunkelung angestrebten Stellung führt. Daß eine solche Schuellbewegung auch von den Ranken aus- geführt wird, die in der Zwangslage gereizt und dann befreit werden, haben de Vries (I, S. 308) und auch Fitting (1903, S. 531) be- obachtet. Nur die Wurzeln scheinen nach den mir bekannten Arbeiten von Sachs (II, S. 457), Pfeffer (I, S. 416) und Czapek (1895, S. 252 u. 280) hiervon eine Ausnahme zu machen. Es war nun meine Aufgabe, diese Schnellkrümmung näher zu untersuchen. Hierbei stellte ich mir folgende Fragen: 1. Wo liegt die stärkste Krümmung? 2. Wie weit reicht die Krümmung? 3. Sind die Spannungen auch in solchen Partien noch erhalten, die in der Zwangslage ausgewachsen sind? Meine daraufhin angestellten Versuche wurden mit Hypokotylen, abgeschnittenen Sproßspitzen, Knotenpflanzen und Wurzeln ausgeführt, wobei im wesentlichen zwei Methoden zur Anwendung gelangten, und zwar wurde die geotropische Aufkrümmung einmal durch Gewichtszug verhindert und außerdem durch totales Eingipsen der Objekte. Bei den Knoteupflanzen trat an Stelle des Gewichtszuges die „Gipsbrücke", und bei Wurzeln Avurde die Abwärtskrümmung durch Eintühren in Glasröhrcheu verhindert. Näheres über die Methode wird an geeigneter Stelle noch angeführt werden. Zum Schlüsse wurden noch Versuche mit gewaltsam gebogenen Hypokotylen augestellt, wobei die Spannungen R. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. 112 nicht durch Wachstumsvorgänge, sondern rein mechanisch durch eine von außen wirkende Kraft entstehen. Es wurde versucht, eine Parallele zwischen dem Ausgleich dieser Spannungen und dem Ausgleich der durch Wachstum erzeugten aufzustellen. Abschnitt I. Der Ausgleich der Spannungen bei Hypokotylen. Ich arbeitete zunächst mit Hypokotylen von Pflanzen, die ich aus Samen in Töpfen gezogen hatte. Die Pflanzen hatten in einem nach Süden zu gelegeneu Gewächshaus des Leipziger botanischen Instituts hinter großen Leinwaudschirmen gestanden, die eine direkte Be- strahlung durch die Sonne verhüteten. Etiolierte Pflanzen waren ent- weder im Dunkelzimmer oder im Wärmezimmer unter schwarzen Zylindern gewachsen. Zu den Versuchen wurden nur kräftige Hypo- kotyle verwendet. Als Unterlage diente gewöhnlich ein leerer Blumen- topf, der an einem Stativ befestigt war. Die geotropische Auf- krümmung wurde zunächst durch die „Zugmethode" verhindert. Näheres über die Anorduung findet sich bei Ball (1904, S. 308 ff.), worauf ich hiermit verweise. Als Gewichte dienten mir Bleirohrstücke von verschiedener Größe, die mit einem Drahthäkchen versehen waren. Je nach Bedarf, d. h. je nach der Dicke und der Wachstumsiutensität des Hypokotyls wurden mehr oder weniger solcher Gewichte angehängt. Es mußte dabei Sorge getragen werden, daß die angehängte Last die Sprosse nicht zerriß, aber auch wieder ein Ausbiegen durch die Wachstumstätigkeit vermieden wurde. Wie starke Kräfte beim Wachs- tum der Pflanzen im Spiele sind und als Außenleistung zutage treten, ist in einigen Beispielen von Meischke (1899, S. 362) angegeben worden. Als Durchschnittsbelastung erwies sich meist ein Gewicht von 150 g als genügend. Die Versuche zeigten aber, daß mitunter auch eine extreme Belastung dennoch eine kleine Krümmung, be- sonders bei den mit großer Energie sich krümmenden Hypokotylen von Lujnnus albus, nicht ganz ausschloß, worauf auch Bücher (1906, S. 282) und Ball (1904, S. 323) aufmerksam machen. War die Aus- biegung nur gering, so wurde sie nicht weiter beachtet, während größere Ausbiegungen anzeigten, daß das spannende Gewicht zu leicht war. Solche Pflanzen wurden dann ganz verworfen. Damit durch den immerhin beträchtlichen Zug die Pflanze nicht aus der Erde herausgerissen wurde, hatte ich nach der von Ball angegebeneu Weise quer über den Topf einen Streifen Gipsbrei gegossen, der nach seiner Erhärtung eine genügend feste Widerlage bot. Eine gleichalte Pflanze wurde als Kontrollpflanze ebenfalls horizontal gelegt. Sie konnte sich frei aufkrümmen. Nach einem Tage wurde bei dem ge- 113 hemmten Hypokotyl die Lederschlinge dicht am Stengel abgeschnitten und es trat dann sofort ein Emporschnellen ein. Diese Schnell- krümmung wurde abgezeichnet. Zu dem Zwecke wurde eine große photographische Camera ver- wendet, bei der die Mattscheibe durch eine einfache, mit Pauspapier überzogene Glasscheibe ersetzt war. Vorne hatte ich auf geeignete Weise ein Linsensystem eines Projektionsapparates angebracht. Der Abstand von der Pflanze bis zur Linse einerseits und dieser bis zur Mattscheibe andererseits betrug 30 cm. Diese Entfernung, bei der das Hypokotyl in natürlicher Größe auf der Mattscheibe sichtbar war, .war vorher bestimmt und für immer eingestellt Avorden. Damit sich das Hypokotyl recht deutlich vom Hintergrunde abhob, hatte ich hinter ihm einen mit weißer Leinwand bespannten Wandschirm aufgestellt, hinter dem sich in gleicher Höhe mit dem Hypokotyl eine Glühbirne befand. Mit Hilfe eines in greifbarer Nähe angebrachten Schalters konnte sie bequem während der Zeit des Abzeichnens eingeschaltet werden. Die Versuche waren zumeist auf dem Laboratoriumstisch aufgestellt. War das Hypokotyl von dem Hemmnis befreit, so wurde es sofort vor die Camera gestellt, die Lampe eingeschaltet und mit Bleistift die konvex gewordene Seite nachgezogen. Ebenso wurde das frei empor- gekrümmte Hypokotyl abgezeichnet. Das Pauspapier wurde los- getrennt und der Krümmungsradius dadurch bestimmt, daß ich das Papier auf ein System konzentrisch aufgezeichneter Kreise legte, deren Radien von 5 zu 5 mm verschieden waren. Es wurde der Kreis auf- gesucht, der bei möglichst großer Bogenlänge den kürzesten Krümmungs- radius ergab. Bei dieser Bestimmung bleibt zwar der subjektiven Auffassung ein gewisser Spielraum, doch habe ich mich bemüht, immer möglichst gleichmäßig zu verfahren, soweit das eben hierbei möglich ist. Für vorliegende Zwecke dürfte diese Art der Bestimmung des Krümmungsradius völlig ausreichend sein. Der Kürze halber habe ich durchgehends in der Arbeit die freie Pflanze mit (A) die gehemmte mit (B) bezeichnet und die ganze wachsende, also an der Aufwärtskrümmung sich beteiligende Region, in drei Ab- teilungen gesondert, in eine Spitzenzone mit dem intensivsten Längen- wachstum, in eine Mittel- und in eine Basalzone, in der das Wachstum allmählich ausklingt. Die Länge dieser drei Zonen richtet sich natür- lich nach der Länge des Objekts. In Versuch 1 wurde zunächst der Einfluß der horizontalen Zwangs- lage auf das Längenwachstum festgestellt. Dazu wurden zwei Hypo- kotyl« von Heliantlius anmius, etwa 70 mm lang, mittels Tusche- marken in Zonen zu je 10 mm eingeteilt und horizontal gelegt. Die Zoneneinteilung begann an der Spitze. Die Länge der Zonen in Milli- meter ist in der Tabelle I wiedergegeben. Beiträge zur Biologie der Pflanzen. Bd. XII. Heft 1. o R. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. Tabelle I. 114 A. nach B. r lach Zone 24 48 70 24 48 1 70 Stunden 1 14 19 20 11 13 14 2 17 22 27 12 12 13 3 18 24 26 12 12 13 4 13 16 .6 11 11 11 5 13 14 16 10 10 10 6 10 10 10 10 10 10 7 10 10 10 10 10 10 Gesamtzuwachs | 25 ] 45 | 55 | 6 j 8 I 11 Wir sehen hieraus, daß in der horizontalen Zwangslage das Längenwachstum bedeutend hinter dem eines solchen Hypokotyls 7Atrückgeblieben ist, dem es möglich war, die geotropische Auf- krümmung auszuführen. Gleichzeitig konnten bei (B) in den Zonen 1 — 3, wo entsprechend bei (A) das stärkste Längenwachstum stattgefunden hatte, auf der Unterseite Querfaltungen und Querrunzeln konstatiert werden, während die Oberseite ganz glatt und glänzend war. (Vgl. hierzu auch De Vries I, S. 308, und Bücher 1906, S. 274.) Daß diese Verlangsamung des Wachstums nicht durch die „Zug- methode" bedingt wurde, sondern den besonderen Verhältnissen zu- zuschreiben war, die bei dem Versuch durch die horizontale Zwangs- lage obwalteten, ergab der Versuch 2, bei dem ein Hypokotyl (B) von HeliantJnis annuus, etwa 50 mm lang, durch ein Gewicht von 150 g in Längszug versetzt wurde. Ein zweites Hypokotyl (A) von gleicher Länge wuchs frei empor. Der Gesamtzuwachs betrug: bei A. bei B. nach 42 Stunden 31 mm 35 mm ; 85 55 = 65 = ; 110 69 . 85 = = 126 74 = 92 ^ Es ergab sich also für B. sogar ein größeres Längenwachstum als für A. (Vgl. Wiesner 1881, S. 137, und Ball 1904, S. 312.) Der Zug hatte also nicht hemmend, sondern fördernd auf das Längen- wachstum eingewirkt. Da meine Versuche aber meist nur einen Tag dauerten, braucht der durch den Zug bewirkte Einfluß, der während dieser Zeit also gering ist, nicht berücksichtigt zu werden. Wir wenden uns nunmehr dem eigentlichen Thema der Arbeit zu. Aus einer großen Anzahl von Versuchen wurden nur einige aus- gewählt, die die Art des Ausgleiches der Spannungen besonder» deut- lich erkennen lassen. Diese sind, da sie im großen und ganzen alle dasselbe Resultat ergaben, nicht einzeln aufgeführt, sondern in der 115 &o fcc -(-3 ■*^ ü bc g S a -w a a s 'S a a bC a öJO :p bJ3 . s bb bß a c3 S 'S H C = a ä o bc >• a 3 ^ ^ ^ Ä • ,J5 ^ o S .2 _d -^ o 'o o 5 S -4—» s s o vi QQ > ^ TT •P o O 05 M 2 -«' -P :?S 03 S3 'S 4 « S -*-> -tJ +J 05 p — o 'a 'ö. 'S. Ä p W fe , . ^ E u J) rt c •a bis w c nge ade b.B; e in 00 oo lO >o vO o o lO O o I— 1 1— t *— t G^» T^» « Ti .Ü c -J^SS ^^ i; cn ■faj -^ — tr .3 li lO o iO o lO lO r-H G<1 ^ CM 1— ( (7o lO vO o o o O lO o o o '^ (M 1— t *— ' ^ CO CC CO CO ■T^l CO CO • !«« K> CO ^ i; S S © a> rS ^ [SJ o o; a o S! P o N C 0) "^ 'S CO 02 p p 03 03 p p CS 05 • ^ (» s Q o CS oS o o o o o CS M o 4J Ja! S bC — C Sl S ^3 PQ m M S! IS! tS! N m — CO c« CS9 'S. CS Sl CÄ CO Mitte Mitte Basa Mitte Basa Sp.b. J3 (Q -l-i -4.^ -kj -t^ -t-ä -4-J iD fcC H a q; QJ « 0) ^ ^ <ü ^ 00 rH (?<» 00 T-H o C£> Oi t- C^ CD ►-3 .= --^fc-'v _^^_^ CO c» 05 02 i>. 00 . > bß S bß bß a :p O- ^ 05 M bß 03 a .i4 a CS •^ 03 :p 'S O -P o CO .P :cä P tsä 03 bß > bß a a CO t2 «o o o CO bß 03 bß o 03 bß Ü 05 03 bß o lO o lO o o CQ CO CN bß es CO o o 03 o o 05 p _p 'S 05 *p a a o 03 CO CO 05 5 CO 5 02 5 t» S != S 3 .S s as &£ ä£ •^ ^ "^ ^ *i CS ^-^ i-H >-] ^ ©q R. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. 116 Tabelle II zusammengestellt. Die Versuche 3 — 8 wurden mit grünen, die Versuche 9 — 12 mit etiolierten Hypokotylen ausgeführt. In der Kolonne „Länge des kleinsten Krümmungsradius" sind bei der ge- schnellten Pflanze zwei Werte angegeben, wovon sich der erste auf die sofortige, der zweite auf die nach einiger Zeit erreichte Krümmung bezieht. Dieser zweite Wert wurde erhalten, nachdem die Bewegung zum Stillstand gekommen war. Er stellt also ungefähr den Endwert dar. Versuch 9 und 10 waren im Wärmezimmer, Versuch 11 und 12 im Dunkelzimmer ausgeführt worden. Einige Besonderheiten sollen dann in der Diskussion noch erwähnt werden. Die Versuche ergaben, daß nach Beseitigung des Hemmnisses das Hypokotyl sofort ein Stück emporschnellte. Diese Schnellkrümmung blieb aber nicht stehen, erreichte also nicht momentan einen Endwert, sondern setzte sich noch eine längere oder kürzere Zeit weiter fort. Dabei gelangte die Spitze nicht selten sogleich in die Vertikale, d. h. sie krümmte 90° empor. Meist bog sie dann noch über dieselbe hinaus, und zwar bedeutend weiter, als man solches bei sich frei empor- krümmenden Hypokotylen infolge der geotropischen Wirkung be- obachten kann. Sehr oft wurde auch sofort die Vertikale über- schritten. Die Krümmungsbewegung war je nach dem Objekte in verschieden langer Zeit beendet. Bei Helianthus betrug diese Zeit meist nur 30 Minuten, bei Lupinus konnte im Versuch 11 und 12 noch nach zwei Stunden eine schwache Zunahme der Krümmung be- obachtet werden. Die Form der durch Schnellen erzielten Krümmung, wie sie uns am Ende der Bewegung entgegentritt, ist nicht die eines Kreisbogens, sondern es gibt eine Stelle mit einem kleinsten Krümmungsradius. Von da an spitzenwärts sowohl wie basalwärts zu verflacht sich die Krümmung mehr und mehr, bis sie schließlich an der Basis in die Gerade übergeht. Die am stärksten gekrümmte Stelle liegt meist in der Spitzenzone, sie fällt also mit der Zone des intensivsten Längen- wachstums zusammen. Wo dieses sich über die ganze Länge des Hypokotyls gleichmäßig verteilt, ist auch die Krümmung annähernd kreisförmig. Dies wurde z. B. bei den Hypokotylen von Liqnnus konstatiert. Wir finden also hier ein Analogon zu der Beobachtung Nolls (1888, S. 506), daß ein reizbares Organ dort die stärkste Krümmung zeigt, wo es am lebhaftesten sich streckt. Man kann die Form der Schnellkrümmung mit der einer Parabel vergleichen, deren Scheitel in der am stärksten wachsenden Zone liegt. Bei der sich frei aufkrümmenden Pflanze liegt bekanntlich die stärkste Krümmung schließlich in der am wenigsten und endlich am langsamsten wachsen- den Basalzone; die darüberliegenden Zonen haben ihre Krümmung durch ein antagonistisch geleitetes Wachstum wieder ausgeglichen. 117 In der Basalzoue ist also die freie Pflanze viel stärker g-ekrümmt als die gehemmt gewesene. Die Zone der stärksten Schnellkrümraung kann man aber nicht direkt mit der entsprechenden einer freien Pflanze vergleichen, denn diese hat sich ja v^ährend des Versuches unter ganz anderen Bedingungen befunden. Wir können aber aus der Form der Schnellkrümmung verschiedene Schlüsse auf die Intensität der vor- handen gewesenen Spannungen ziehen. Da die Spannungsintensität sich allmählich entwickelt, so muß sie auch infolge des Reaktionsbestrebens in den geotropisch reaktions- fähigen Zonen immer mehr zunehmen, bis schließlich die Zellen der Unterseite ausgewachsen sind. Das ist ganz deutlich aus den Ver- suchen mit Liqnnus zu erkennen. In dem Versuch 7, wo das Hypo- kotyl drei Tage horizontal gehalten war, wurde nach dem Befreien von dem Hemmnis die Schnellkrümmung sofort bedeutend intensiver ausgeführt als im Versuch 5 mit nur 22 Stunden Versuchsdauer. Hier war die Krümmung annähernd kreisförmig und der Krümmungsradius betrug in der am stärksten gekrümmten Stelle 25 mm. In Versuch 7 betrug er jedoch nur 15 mm. Das Auswachsen der Zellen findet natürlich am ersten in der Basalzone statt. Dort erreichen die Spannungen also zuerst einen Endwert. Gleichzeitig* nimmt auch an dieser Stelle die Elastizität der Wandungen immer mehr zu, während die Dehnbarkeit abnimmt, wie dies von Sachs (III, S. 763) und De Vries (III, S. 539) festgestellt worden ist. Dadurch wird der innere Widerstand immer größer, während die Kraft, ihn zu überwinden, immer kleiner wird. Die Folge davon ist, daß in der Basalzone nach den Dimensionsänderungen bemessen viel geringere Spannungsunter- schiede entstehen als weiter spitzenwärts zu. In der Spitzenzone hat während der ganzen Zeit der Versuchsdauer das Wachstum auf der Unterseite stattgefunden, soweit es eben in der Zwangslage überhaupt hat stattfinden können. Dadurch sind die Spannungsunterschiede immer größer geworden und haben bald diejenigen der Basalzone überholt. Wir kommen also zu dem Ergebnis, daß die Spannungsunterschiede von einem Minimum in der Basalzone bis zu einem Maximum in der Zone des intensivsten Längenwachstums ansteigen, um dann noch weiter nach der Spitze zu wieder abzunehmen. Die an der Basis gerade gebliebene Strecke bei der gehemmten Pflanze ist gleichlang oder nur wenig länger als die bei der frei ge- krümmten. Die Schnellkrümmung hat sich also ungefähr gleichweit wie die freie Krümmung bis zur Basis hinab erstreckt. An der Stelle, wo sich eine Schnellkrümmung bemerkbar macht, findet der mechanische Ausgleich der Spannungen statt. Diese Stelle wird noch besonders deutlich markiert, wenn man den Krümmungsverlauf vom Moment des Ausgleiches an etwa alle 10 Minuten aufzeichnet. Dann sieht man, R. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. 118 daß von diesem Punkte an die weiteren Kiiimmnngskurven alle ihren Ausgang nehmen. Ich bin nun der Meinung, daß auch unterhalb dieses Punktes noch Spannungen vorhanden sein müssen, die aber derart sind, daß sie keine Krümmung mehr bewirken können, da die inneren Widerstände zu groß sind. Es ist ja auch an der Stelle, wo eine freie Krümmung an der Basis ihr Ende findet, noch nicht alle Wachstumstätigkeit und damit alles Bestreben zum weiteren Krümmen erloschen. Wie weit dieses Wachstumsbestreben dann noch basalwärts zu möglich ist und auch in geringem ]\Iaße realisiert wird, wurde nicht untersucht. Wo dann alles Wachstum erloschen ist, wird ein voll- kommen spannungsloser Zustand angetrotfen, da ohne Wachstum trotz Einwirkung des geotropischen Keizes keine Spannungen entstehen können. Unter diesem spannungslosen Zustande ist natürlich der zu verstehen, der eben infolge ungleichseitigen Wachstums zwischen Ober- und Unterseite erst hervorgerufen wird. Daß an dieser Stelle aber noch ein Spann ungsunterschied zwischen Mark und Rinde vorhanden ist, braucht wohl nicht weiter ausgeführt zu werden. Der spannungs- lose Zustand zwischen diesen beiden Elementen, auf den Kraus in seiner Arbeit über Gewebespannung (1867, S. 108) aufmerksam macht, dürfte erst da anzutreffen sein, wo sämtliches Wachstum aufgehört hat, nachdem zuvor durch Wachstumsvorgänge die Spannungen aus- geglichen worden sind. Was nun die Versuche mit den etiolierten Hypokotylen anlangt, so sieht man, daß die Schnellkrümmung bedeutend intensiver als bei grünen erfolgt ist. Nicht selten fand eine sehr starke Überkrümmung der Spitze über die Vertikale hinaus statt. Das ist verständlich, denn nach Pfeffer (II, S. 652) ist der tropistische Reaktionserfolg u. a. abhängig von der Aktionsfähigkeit, weshalb etiolierte Stengel schneller und demnach auch stärker geotropisch reagieren. Auch hier schritt die Schnellkrümmung noch eine ganze Zeitlang weiter fort. Die Parabelgestalt ist aber eine gedrungenere geworden und geht mehr in die eines Kreisbogens über, d. h. die Zone der stärksten Krümmung mit dem kürzesten Krümmungsradius ist länger als bei grünen Hypo- kotylen. Das stärkere Schnellen wird also durch die ausgiebigere Wachstumstätigkeit bedingt, die mehr kreisförmige Gestalt der Krümmung kommt daher, daß bei etiolierten Stengeln die wachsende Region länger zu sein pflegt, woraus eine längere Zone mit gleich intensiver Wachstumstätigkeit resultiert. Daher werden auch die Spannungen in der Basalzone noch so stark ausgeprägt, daß der Krümmungsradius bei der Schnellkrümmung iu dieser Zone oft nur wenig länger ist als iu der Spitzen- und Mittelzone. In Ver- such 10 führte das Hypokotyl von Lupinus eine so starke Schnell- bewegung aus, daß die Krümmung vollkommen kreisförmig war. Der KrümmiTDgsbogen betrug sofort etwa 210" und nach 30 Mi- nuten 2ü0o. Um eine weitere ungleichseitige Einwirkung des Schwerkraftreizes auszuschalten, wurde im Versuch 11 der Topf so an den Pfef fer- schen Klinostaten gesetzt, daß die Klinostatenaxe in die Xormallage des Hypokotyls fiel. Die Krümmung schritt auch am Klinostaten weiter fort, und nach zwei Stunden hatte sich der kleinste Krümmungs- radius auf 25 mm verkürzt. Nachdem beide Hypokotyle ITVa Stunden am Klinostaten rotiert hatten, waren die Krümmungen soweit wieder zurückgegangen, daß die Spitzenzonen wieder gerade geworden waren. Dieses Ergebnis stimmt auch mit den Beobachtungen von Baranetzky (1901, S. 145) überein, wonach eine geotropische Krümmung am Klinostaten wieder ausgeglichen wird, vorausgesetzt, daß das Wachs- tum inzwischen nicht erloschen ist. In der Basalzone waren die Krümmungen erhalten geblieben, sie hatten sich nur etwas verflacht. Der Krümmungsradius betrug bei beiden Hypokotylen dort etwa 35 mm. Ob nach längerer Versuchszeit nicht doch noch ein weiterer Ausgleich der Krümmungen in den ausgewachsenen Zonen stattfindet, wie es z. B. an Wurzeln von Simon (1912, S. 133 fl'.) beobachtet worden ist, habe ich nicht untersucht. Es ist nicht ausgeschlossen, daß die in diesem Versuch konstatierte Abflachung der Krümmung in der Basalzone den von Simon bei Wurzeln beobachteten Erscheinungen entspricht. Abschnitt II. Der Ausgleich der Spannungen bei Sproßspitzen. Es wurde eine Anzahl ganz gerade gewachsener Sproßspitzen aus dem botanischen Garten zu den Versuchen verwendet. Die Stengel der verschiedenen Spezies wurden gleichlang geschnitten und darauf mit dem abgeschnittenen Ende in Gipsblöcken befestigt. Zu dem Zwecke hatte ich mir deren mehrere im voraus gegossen, die etwa 5x5x3 cm groß waren. In der Mitte hatte ich ein Loch gebohrt und sie dann in Wasser gelegt, damit sie sich genügend vollsaugen konnten. War dies geschehen, so wurden die Löcher mit Gipsbrei ausgegossen und die Stengel hineingesteckt. Nach einiger Zeit war der Gips erhärtet und hatte sich so fest mit dem Block verbunden, daß auch durch kräftiges Ziehen mit der Hand die Stengel nicht wieder herausgezogen werden konnten. Nach Beendigung des Ver- suches wurden die Stengel am Block abgeschnitten und mit dem Messer der darin steckende Stumpf herausgebohrt. Auf diese Weise konnten die Blöcke mehrmals wieder verwendet werden. Um nun zu verhüten, daß beim Erhärten des Füllgipses Wasser aus der Schnittfläche gezogen würde, legte ich die Blöcke, nachdem die Stengel K. Morgenstern, Über den mechanischen Ansgleich etc. 120 einigermaßen fest saßen, wieder ins Wasser. Daraiü wurden sie in einen Zinkkasten auf einen aufgeschichteten feuchten Sandwall hori- zontal gelegt. Die Verhinderung der Krümmung geschah auch hier mit Hilfe der „Zugmethode". Der Zwirnsfaden lief über eine dünne Glasröhre, die in gleicher Höhe durch zwei Leisten gesteckt war, die ihrerseits wieder an den Seiten eines Brettes aufgenagelt waren. Ein quer durch den Zinkkasten gespanntes Brett verhinderte einmal das Herabrutschen des Sandes und diente, da es etwas über den Sand emporragte, gleichzeitig als Widerlage für die Blöcke. Die Vorrichtung gestattete, daß zu gleicher Zeit mehrere Versuchspflanzen angesetzt werden konnten. Über die Gipsblöcke waren Fließpapierstreifen ge- legt, die aus einer Wasserschale getränkt wurden. Au den Stengeln waren die Blätter abgeschnitten worden und dadurch die Verdunstung möglichst herabgesetzt. Durch Kontrollpflanzeu, denen die Blätter be- lassen worden waren, hatte ich mich überzeugt, daß dadurch kein störender Einfluß auf die Krümmung zustande kam. Der Boden des Zinkkastens, der geschlossen gehalten wurde, war mit einer Schicht Wasser bedeckt, wodurch ein dampfgesättigter Kaum erzielt wurde. In dem Zinkkasten war eine Durchschnittstemperatur von 20 ^ 0. Sollte das Hemmnis beseitigt werden, so wurde auch hier wieder die Lederschlinge dicht am Stengel abgeschnitten. Dieser wurde dann aufrecht vor die Camera gestellt und die Krümmung und deren weiterer Verlauf abgezeichnet. Es war auch hier für genügende Bewässerung des Gipsblockes mit Hilfe feuchter Fließpapierstreifen gesorgt worden. Nachdem im Abschnitt I die beiden ersten Fragen beantwortet worden sind, wurde hier ganz besonders auf die dritte Frage Wert gelegt: „Sind die Spannungen auch in solchen Partien noch erhalten, die in der Zwangslage ausge^vachsen sind?" Dazu wurden die Stengel nach dem Aufzeichnen der freien sowohl als auch der Schnell- krümmung wieder in den Zinkkasten und zwar vertikal auf den Boden gestellt. Soweit die noch wachstumsfähige Region reichte, mußte nach den bisher gemachten Erfahrungen auch die Krümmung infolge der neuen veränderten Einwirkung des Schwerkraftreizes und des dadurch ausgelösten ungleichseitigen Wachstums wieder ausgeglichen werden. Was unterhalb dieser ausgeglichenen Zone lag und noch Krümmung im alten Sinne aufwies, zeigte, daß sie dort schon fixiert, daß diese Zone also ausgewachsen war. Nach einem Tage wurden die Stengel abermals abgezeichnet. Um die Länge der ausgewachsenen Zone messen zu können, wurde die zuletzt erhaltene Kurve mit der ersten so zur Deckung gebracht, daß die schon nach dem ersten Tage gerade gebliebenen Basalteile zusammenfielen. An der Stelle, wo beide auf- einander gelegten Krümmungen auseinandergingen, hatte neues Wachstum eingesetzt. Auf diese Weise konnte ziemlich genau das 121 u . £ 1 i-o n gebl Timung Stund cm lO i-O 05 ^ ■* •V 1 BS^.B vO o u-^ lO c d 3 ^o IT» Cd ■* f— 1 (M c^ f— 1 CO CO _• s lO lO lO -c c- t>r 1:0" cc"^ c-Tqo ■TO -t aj 1 1 1 pi.sl 1 '^ .o 1 I iO e<5 Tt* O CS o" >o 50 CO 't^co" 50 CO 2 O iC lO .li g^ '^ ^ ^- >o Ol (T<1 -a 5 1 1 1 X eö :^ 1 1 1 0; CO C ÖÖ o o IC CO ÖT = (M iTJ 1-^ '^ f— 1 1— ^ m 3 = 1 — C o o lO o 1-1 ■3 c; lO lO 1 00 eo 1 '^ — c o o o o o 00 in vo vO CO CC 0) Cü — '^ "O = 'S f= 'S 2 ' 4> ap CO 10 -* so •^ CO eö -■ = 5 < ^-»-„^^ -^.^ . s^- ■^-.^ v.,-,^.^ ^-.~^ ~.^. 1 TS S 3 CO v\ v\ \\ \\ w ?> «i S3 -a 05 (?Q <— ( '^ CO CO > i-H CM (M (T^ 00 (TQ Oj s o tD CO ifS 30 '^ :ä - (>) —1 • — ( I-H — ' T-H ►J .= a s es o ;ymbrium strictissim pidium Draba .2 OS "03 ppuris vulgaris CO 'Z. •-3 bß ringa vulgaris '1/^ « *n >— ■ ?»> ÖQ ^ fe K 50 K "3 3 lO •^ kO «D L^ 00 1— t 1— ( 1—1 I— 1 r-1 f-H s ^ K. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. 122 Stück ermittelt werden, in dem die erste Krümmung erhalten ge- blieben war. Diese Versuche sind in der Tabelle III zusammengestellt. Da diesmal zu jedem Versuch mehrere Objekte verwendet wurden, ist ihre Zahl mit angeführt worden. Bei der Angabe der „Länge des Krümmungsradius" etc. wurde nicht der Mittelwert eingezeichnet, sondern es sind die erlangten größten und kleinsten Werte als Grenz- werte angegeben. Wenn also z. B. im Versuch 13 die Länge des Krümmungsradius mit 30 — 50 mm angegeben ist, so heißt das, daß der kleinste Krümmungsradius einmal 30 mm, bei einem zweiten Objekt 50 mm lang war und bei einem dritten eine Länge hatte, die da- zwischen lag. Die Zahlen sind also nicht zu lesen „30 — 50 mm", sondern „zwischen 30 und 50 mm". Wir sehen, daß die abgeschnittenen Sproßspitzen, nachdem sie aus der horizontalen Zwangslage befreit worden sind, eine Schnell- krümmung ausführen. Diese wird nun je nach dem Objekt und seiner inneren Beschaffenheit mehr oder weniger intensiv vollzogen. Sie er- folgt auch hier bis zu einem gewissen Grade plötzlich und erreicht dann langsam den Endwert. Die Zeit, während welcher die Nach- wirkung ausklingt, ist bei den einzelnen Objekten verschieden. Wenn man auch im großen und ganzen die Bewegung innerhalb weniger Stunden als beendet ansehen kann, so zeigte doch Versuch 18, daß sie bei Syringa vulgaris noch 7 Stunden nach dem Befreien von dem Hemmnis anhielt. Eine allgemeingültige Zeit als Grenze für den Aus- gleich läßt sich also nicht angeben. Bei diesen Versuchen trat besonders deutlich die parabelähnliche Gestalt der Schnellkrümmung hervor, deren Scheitel in der Spitzen- zone liegt. Nach dem Basalende zu wird sie immer flacher. Die Versuche haben aber ferner ergeben, daß die Krümmung sowohl einer freien Pflanze in der Basalzone als auch die bei einer gehemmt gewesenen an derselben Stelle durch Schnellen erzeugten, auch nach erneuter Einwirkung des geotropischen Reizes in der Vertikalstellung auf ungefähr gleicher Länge erhalten geblieben war. Die Krümmung war nur in der Mittelzone und besonders in der Spitzenzone wieder ausgeglichen worden. Es muß demnach die gekrümmte Zone der freien Pflanze schon vor dem Vertikalstellen, also noch in der Horizontallage des Objekts ausgewachsen gewesen sein. Dies läßt aber die Folgerung zu, daß auch bei der gehemmt gewesenen Pflanze die an ungefähr gleicher Stelle stattgefuudene Schnellkrümmung eben- falls in einer Zone erfolgt sein muß, die schon in der Zwangslage ausgewachsen war. Die Spannungen sind also z. T. erhalten geblieben, obgleich die Zone des Auswachsens immer mehr spitzenwärts fort- geschritten ist, und sind nach dem Befreien von dem Hemmnis durch 123 die Schnellkiiimmimg reiu mechanisch ausgeglichen worden. Kraus (1867, S. 108) kommt bei seiner Untersuchung über die Gewebe- spannung zu demselben Resultat. Er sagt, daß dort, wo die Gewebe in ihrer ursprünglichen Ungleichheit verharren, auch die Spannung in ihrer Intensität permanent ist. Wenn man jedoch die Länge der gerade gebliebenen Strecke an der Basis bei den freien und bei den gehemmt gewesenen Pflanzen näher betrachtet, die sich z. B. im Versuch 18 bei der freien Pflanze zwischen 3 und 4,5 cm, bei der gehemmten zwischen 4 und 7 cm bewegt, so könnte man zu der Auffassung gelangen, daß hier infolge des fort- schreitenden Auswachsens ein Teil der Spannungen mit ausgeglichen worden sein muß. Dies trifft wohl auch sicher bis zu einem gewissen Grade zu, aber man muß auch bedenken, daß zur Erzeugung so starker Spannungsunterschiede, die ein Schnellen ermöglichen, das Wachstum mit einer gewissen Intensität erfolgen muß, um die inneren Widerstände zu überwinden. Was unter diesem Intensitätswert liegt, ist wohl noch fähig, einen freien Stengel emporzukrümmen, vermag aber nicht mehr so starke Spannungsunterschiede hervorzubringen, daß eine Schnellkrümmung ausgeführt werden kann. In den Ver- suchen mit den abgeschnittenen Sproßspitzen macht sich demnach mit dem Alter die Zunahme der Widerstände besonders bemerkbar, die sich dem Ausdehnungsbestreben der Unterseite entgegensetzen. Durch diese Widerstände werden also einmal die Wachstumsvorgänge so stark beeinflußt, daß die Spannungsunterschiede auf einer längeren Strecke nur gering bleiben, und diesen schwachen Spannungs- unterschieden treten sie dann beim Beseitigen des Hemmnisses weiter- hin entgegen, so daß eine Schnellkrümmung nicht möglich ist. Erst wo die Spannungsunterschiede die Widerstände zu überwinden ver- mögen, kommt eine solche zur Ausführung. Abschnitt III. Elastische und geotropische Nachwirkung. Wie wir gesehen haben, wird eine Schnellkrümmung anfangs sehr rasch ausgeführt und geht dann schließlich in eine langsamere Be- wegung über. Diese Erscheinung hat eine gewisse Ähnlichkeit mit den Vorgängen, die sich bemerkbar machen, wenn man einen elastischen Körper ausdehnt und dann wieder losläßt. Er nimmt dann nicht sofort wieder seine ursprüngliche Gestalt an, sondern es bleibt zunächst eine kleine, erst allmählich verschwindende Deformation zurück. Diese Erscheinung wird bekanntlich die „elastische Nach- wirkung" genannt. Ohne damit sagen zu wollen, daß wir bei der Schnellkrümmung analoge Verhältnisse antreffen, können wir doch im 11. Morgenstern, Über den mecbanisclien Ausgleich etc. 124 gleichen Sinne von einer elastischen Nachwirkung reden. Die Unter- seite dehnt sich bis zu einem gewissen Grade momentan aus und die Oberseite zieht sich in entsprechender Weise zusammen. Der weitere Ausgleich der Spannungen findet dann um so langsamer statt, je mehr die Spannungen abnehmen und je größer die inneren Widerstände werden. Bekanntlich hört aber auch eine geotropische Krümmung, wenn das Objekt plötzlich aus der Reizlage entfernt wird, nicht sofort auf. Es macht sich vielmehr eine „geotropische Nachwirkung" geltend, die mehr oder weniger lange Zeit noch fortdauert. Diese Nachwirkung kommt dadurch zustande, daß die Wachstumserscheinungen, die in- folge der Einwirkung des Reizes ausgelöst werden, noch längere Zeit anhalten und erst allmählich zum Stillstand gelangen. Es liegt nun nahe, anzunehmen, daß auch bei der gehemmten Pflanze nach dem Befreien aus der Zwangslage noch eine solche geotropische Nach- wirkung zur Geltung kommt. Daher fragt es sich, wie weit darf man die allmählich ausklingende Schnellbewegung als elastische und wie weit als geotropische Nachwirkung ansprechen? Da die elastische Nachwirkung als ein rein mechanischer Vor- gang anzusehen ist, die geotropische Nachwirkung aber auf Wachs- tum beruht, so müssen beide Erscheinungen bis zu einem gewissen Grade getrennt werden können, wenn man das Wachstum sistiert. Dies läßt sich nach Czapek (1895, S. 108) durch Kälte erreichen. Zu dem Zwecke wurden die gehemmten Stengel in der Zwangs- lage in eine Schale mit Wasser gelegt, in der Eisstücke schwammen. Das Wasser hatte eine Temperatur von 1—2" C. Die Hemmung war durch Einführung der Stengel in Glasröhren zustande gekommen. Nach- dem ein Stengel (B,), der einen Tag lang in dieser Zwangslage ge- halten worden war, zwei Stunden in dem Eiswasser gelegen hatte, und zwar so, daß die Ebene der zu erwartenden Schnellkrümmung horizontal lag, wurde er aus der Glasröhre herausgezogen und die Schnellkrümmung aufgezeichnet. Darauf wurde er sofort wieder in das Eiswasser gelegt und Sorge getragen, daß die im Wasser schwimmenden Eisstücke die fortschreitende Einkrümmung nicht be- hinderten. Von Zeit zu Zeit wurden Kurven aufgezeichnet, die das Fortschreiten der Krümmung anzeigten. Ein anderer Stengel (B^), der als Kontrollpflanze gleich lange Zeit in einer Glasröhre horizontal ge- halten worden war, wurde während dieser Zeit in derselben Lage in ein entsprechendes Gefäß mit Wasser von Zimmertemperatur getaucht. Als Versuchspflanzen dienten im Versuch 19 vier Stengel von Solidago gigantea, die etwa 13 cm lang waren und 24 Stunden horizontal gehalten wurden. Am Basalende waren sie in Gipsblöcken befestigt. Die zwei freien Stengel zeigten eine stärkste Krümmung 125 mit Radius 25 mm in der Basalzone. Die Schuellkrümmiing der beiden gehemmt gewesenen Stengel (B^ und Bj) war annähernd gleich, und zwar betrug der kürzeste Krümmungsradius in der Spitzen- zone bei beiden etwa 65 mm. (Bg) wurde nun wieder ins Eiswasser gelegt. Beide Stengel krümmten sich etwa 20 Minuten lang mit der- selben Intensität weiter. Dann blieb die Krümmung bei (Bg) etwa 2V2 Stunden stehen, während sie bei (BJ weiter fortschritt. (B.,) wurde daher wieder aus dem Eiswasser genommen und vertikal vor die Camera aufgestellt. Nach einiger Zeit setzte sich dann die Krümmung weiter fort und hatte nach drei Stunden ungefähr dieselbe Gestalt angenommen wie bei (BJ. Der Krümmungsradius hatte sich bei beiden Stengeln auf 40 mm verkürzt. Im Versuch 20 wurden vier Stengel von Solidago canadensis, 20 cm lang, 24 Stunden horizontal gehalten. Der kürzeste Krümmungs- radius in der am stärksten gekrümmenBasalzone betrug bei (Ai) = 40mm, bei (Ao) = 30 mm. Bei (BJ und (B.,) Avar die Schnellkrümmung zu Anfang ebenfalls gleich intensiv. Der kürzeste Krümmungsradius in der Spitzenzone betrug bei (BJ = 80 mm, bei (Bj) = 75 mm. (Bg) lag nun weiter zehn Stunden lang in Eiswasser. Als Endresultat ergab sich, daß (B.,) nicht so stark gekrümmt war wie (BJ. Um den Grad der Einkrümmung zu erreichen, der bei (B^) nach zehn Stunden zu verzeichnen war, hatte (BJ nur etwa zwei Stunden gebraucht. Bei beiden Stengeln hatten sich die Krümmungsradien verkürzt. Sie be- trugen bei (Bi) etwa 40 mm, bei (B2) etwa 45 mm. Diese Versuche zeigen uns also, daß sich die Schnellkrümmung aus beiden Faktoren, der elastischen und geotropischen Nachwirkung, zusammensetzt, und zwar macht sich anfangs vornehmlich die elastische Nachwirkung bemerkbar. Schließlich wird sie von der geotropischen mit unterstützt, und von einer gewissen Zeit au kommt dann nur noch die geotropische Nachwirkung zur Geltung. Eine genauere Grenze zwischen beiden festzustellen, dürfte wohl nicht möglich sein. Die bisher zur Anwendung gelangte Methode zur Verhinderung der geotropischen Aufkrümmuug hatte als solche selbst gar keinen oder nur einen geringen Einfluß auf die Gestaltung der Pflanze. Wir haben gesehen, daß die in der horizontalen Zwangslage zur Aus- bildung gelangten Spannungen lediglich durch die spezifischen Wachs- tumsänderungen infolge der obwaltenden Verhältnisse bedingt wurden. Wie aber schon auf S. 112 angedeutet wurde, konnte dabei eine geringe Ausbiegung nicht immer ganz vermieden werden. Um nun eine solche vollständig auszuschließen, vor allen Dingen aber auch eine hemmende Wirkung auf das Wachstum in der horizontalen Lage von außen aus- üben zu können, wurde in dem folgenden Abschnitt die Krümmung durch totales Eingipsen der Objekte verhindert. Es fragt sich nun. R. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. 126 CO CO to t« to to l>0 h— o «o 00 ^ o^ Ol ^ r Cß er: w r Hpm SS-- OTT 5^42 ^'^. a c 3 3 2. oö' o y elianthus annuus illaria eleagris idium raba mbrium rictisa. dago gantea s ff oa OD H (— a >— » tc %D (X OS «<- OS o o O o Ü' to t« K) 1— t>D ►* OS o O «2 to " «2 u b« t« 1« I o fC (n « 00 c» OS 05 Ci C/J r« CO 2-^ E" ». ^2. frei chn W re 5 ^ rf frei chn cc « rt> a> T-i fC « fp fD t^ü.il.! oo' N 02 N O S§ gB g§ '^ Er:« Sco Sco o <-t- r^ (-»- ^ i-t- rt~ r-»- *^^ WO O^ ^s 00 OS t(^ OS O C;< O O CO O U' o o o o l^0 5 1^ %s> Ol «£■ <^ tf^ to -- cc OS CO rf^ to o o oo oo o o oo oo Ol o o o o o o o o © o o © © © o 2? 1 C5 1 1 •f^ 1 *> 1 Ü< 1 o 1 o 1 1 1 O' 1 o- 1 O' 1 o 1 o o o © o o ^ Ol o<^ OS ►— OS ►-* ÜiC^ O-J O^ OO' oo I I 3 <: CS (vO to M) fcO s >^ OS bS o 3- < O w ffi >-^C5 ucurbita Pepo CO CO p 2- P p' p 11 s ianthus nnuus o cc 5" r oc -j CS 4^ fo: o Ol o o< i^ l>C ti) K) t>0 <; 1^ o o t «j oo CO CO CO O 1^ 5"» D 2. frei chn 2 ^ 3 D- CD ^ CO n = et r1- r^ r^ jq O!« cctd c/:tö «2 03 asalzo pitzen asalzo p. bis asalzo pitzen asalzo pitzen Lage stärk Krümr N 5 2 «> ^S CS — o% ; ' CD n r-i- s — B '^ 1 CO CO CO cns 1 6S c« OS .~J l-t» rf^ OS 4^ lO PI O Ol O Ol Ol O OO o "1 w w H W >. , •3 Länge inimur ora »« (e C^ O "O '•. 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(grüne Pflanzen) oder im Wärmezimmer (etiolierte Pflanzen) bei einer Temperatur von durchschnittlich 24° horizontal ge- legt. Die eingegipsten Sproßspitzen wurden auf den Boden eines mit feuchtem Sande bedeckten Zinkkastens bei einer Temperatur von durchschnittlich 20 *' horizontal gelegt. Über die basalen Enden der Stengel wurde der Sand zu einem Wall erhöht. Die KontroUpflanzeu wurden in Gipsblöckeu befestigt und ebenfalls horizontal gelegt. Die Aufzeichnung der Krümmung geschah in der Weise, daß die Pflanzen nach dem Befreien aus dem Gipsverbande auf weißes Kartonpapier gelegt und mit Bleistift die konvex gewordene Unterseite vorsichtig umfahren wurde. Nach Durchpausen auf Pauspapier wurden die Krümmungsradien wie auf S. IIB bestimmt. Die Versuche sind in der Tabelle IV zusammengestellt. Wir sehen, daß auch Pflanzen, wenn sie durch totales Eingipsen an der geotropischen Aufwärtskrümmung gehindert und dann befreit werden, eine Schnellkrümmung ausführen. Diese fällt aber geringer aus als bei den durch die „Zugmethode" gehemmten Pflanzen. Es findet auch hier eine geringe Nachkrümmuug statt, die jedoch bald beendet ist. Die Schnellkrümmung hat gleichfalls parabelähnliche Gestalt. Meine Beobachtungen stehen demnach in einem Gegensatz zu den von Czapek (1895, S. 280) angeführten Ergebnissen. Er hat Hypokotyle von Helianthus annuus sechs Stunden lang eingegipst und horizontal gelegt. Nach dem Befreien aus der Zwangslage hat er sie an den KHnostaten gestellt und gefunden, daß sie eine geo- tropische Nachkrümmung ausführen. Von einer Schnellkrümmung ist bei ihm nicht die Rede, und er scheint auch keine gesehen zu haben, denn er folgert aus seinen Beobachtungen, daß die Eingipsungs- methode ein Mittel sei, die Reaktionsfähigkeit zu verhindern, während die Empfindlichkeit intakt gelassen wird. Die Pflanze kann in der R. Morgenstein, Über den mechanischen Ausgleich etc. 128 Gipshülle den geotropisehen Reiz wohl perzipiereu, aber nicht durch Wachstum darauf reagieren. Das findet erst statt, wenn der Pflanze die Freiheit wiedergegeben ist. Daß die Zeit nicht den Unterschied zwischen meinen und Czapeks Ergebnissen verursachte, zeigt der Versuch 25, wo Helianthus annuus nur fünf Stunden eingegipst war und doch eine ganz ansehnliche Schnellkrümmung ausführte. Pfeffer (I, S. 379) hat nun nachgewiesen, daß auch bei Aufenthalt in Gips die Zellwände fortfahren zu wachsen, und daß sie dadurch oft sogar einen ansehn- lichen Druck gegen die Widerlage entwickeln können, „woraus sich ganz allgemein ergibt, daß die jeweiligen Wachstumsbestrebungen nicht durch mechanische Hemmungen zum Stillstand gebracht werden" (III, S. 209). Die Deutung Czapeks ist demnach auch nicht mit der Auffassug von Pfeffer in Einklang zu bringen. In meinen Versuchen wird aber durch die realisierte Schnellkrümmung festgestellt, daß auch während der Zwangslage durch den Gipsverband Spannungen in der Pflanze entstanden sind. Es muß also auch im Gipsverband ein un- gleichmäßiges Wachstum auf den antagonistischen Seiten stattgefunden haben, was mit den Erfahrungen von Pfeffer übereinstimmt. Es fragt sich nun, in welcher Weise hat trotz allseitiger mecha- nischer Hemmung das Wachstum realisiert werden können? Um hierauf eine Antwort zu erhalten, müssen wir annehmen, daß es nach dem Entspannen der Zellwände und, soweit es die Interzellularen zulassen, zu inneren Ausbauchungen und Zellfaltungen gekommen sein muß, die aber, entsprechend der geringen realisierten Schnellkrümmung, nur sehr gering gewesen sein können. Pfeffer (I, S. 406) hat ähn- liches für die Collenchyrabündel in eingegipsten Grasknoten an- genommen. Diese Faltungen auf radialen Längsschnitten mikroskopisch nachzuweisen, ist mir jedoch nicht gelungen. Das ist aber auch weiter nicht zu verwundern, wenn man nämlich die geringe SchuellkrUmmung bedenkt und den durch die geringe Verlängerung der Unterseite auf eine Zellwand entfallenden Anteil berechnet. Es handelt sich dabei, wie auch im Versuch 32 ersichtlich wird, um eine Verlängerung von höchstens 1 — 2%, und diese in der Faltung einer Zell wand mikro- skopisch erkennen zu können, dürfte wohl kaum möglich sein. Wenn wir nun berücksichtigen, daß im Gipsverband eine Ver- längerung des Objekts nicht möglich ist, so können wir auch nicht von einer passiven Ausdehnung der Oberseite sprechen, denn sie kann durch die Wachstumsvorgänge auf der Unterseite nicht oder doch nur minimal gedehnt werden. Es muß daher im Gipsverband die Ober- seite in ihrem Zustand verharren, und deshalb dürften vorwiegend nur Druckspannungen auf der Unterseite zum Ausdruck kommen. Hieraus kann man dann auch zum Teil mit die geringe Schnell- krümmung der entgipsten Pflanze erklären. Die Oberseite wirkt nicht 129 aktiv mit, indem sie sich zusammenzieht, sondern sie setzt dem Aus- dehnimgsbestreben der Unterseite einen Widerstand entgegen, der nur soweit überwunden wird, als sie sich von der Unterseite zusammen- pressen läßt. Die Versuche haben aber ferner ergeben, daß bei den entgipsten Pflanzen ein längeres Stück an der Basis gerade geblieben ist als bei den frei sich aufkrümmenden. Hierfür können wohl zwei Erklärungen herangezogen werden. Einmal konnten, da die Zellen im Gipsverband schneller auswachsen, wie dies Pfeffer (I, S. 355) und Hallbauer (1909, S. 48) konstatiert haben, auf einer gewissen Länge der Basal- region auch gar keine Spannungen entstehen. Und wenn man zweitens berücksichtigt, daß auch in der am stärksten wachsenden Zone nur eine geringe Schnellkrümmung ausgeführt wird, wofür die Gründe eben erörtert worden sind, so ist es verständlich, wenn sich ein größeres Stück an der Basis mit seinem geringeren Wachstum nicht am Schnellen beteiligt hat. Das geringe Wachstum hat eben nicht ausgereicht, so starke Spannungen aufkommen zu lassen, daß nach Beseitigung des Hemmnisses die inneren Widerstände überwunden werden. Ich bin der Meinung, daß beide Erscheinungen, das vorzeitige Auswachsen und das geringe Wachstum in der Basalzone, das Auftreten von stärkeren Spannungen verhindert haben. Das Erwähnte gilt in gleichem Maße für Hypokotyle wie auch für eingegipste Sproßspitzen. Einen allgemeingültigen Unterschied zwischen grünen und etiolierten Hypokotylen konnte ich nicht kon- statieren, wenngleich auch die beiden Versuche 22 und 27 insofern eine Abweichung zeigten, als das etiolierte Hypokotyl von Ricinus communis bedeutend weniger schnellte als das grüne. Abschnitt V. Das Halbieren der geotropisch induzierten Stengel. Einige Stengel wurden am basalen Ende in Gipsblöcken befestigt und durch die „Zugmethode" im Zinkkasten einen Tag lang am Auf- krümmen gehindert. Darauf wurden sie mit einem feinen Messer in der Zwangslage senkrecht zur Krümmungsebene gespalten, so daß zwei möglichst gleiche Hälften, eine obere und eine untere, entstanden. Am oberen Ende wurden zunächst beide Hälften noch verbunden ge- lassen. Nun wurde der Schnitt bis zur Spitze durchgeführt und die Lederschlinge am Stengel abgeschnitten. Beide Hälften klafften dann auseinander. Die Versuche wurden mit Stengeln von Silphium Horne- mannii, Epilobium hirsutum, Sisymlrium strictissimum, Lepidium Draha und Fritillaria Meleagris ausgeführt. Beiträge zur Biologie der Pflanzen. Bd. XII. Heft I. 9 ß. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. 13Ö Sie haben ergeben, daß bei einem geotropisch induzierten Stengel, der in der Zwangslage halbiert wird, doch so, daß er an der Spitze noch verbunden bleibt, die untere Hälfte sofort nach unten ausbiegt, und zwar wird dabei die untere Seite konvex. Man kann daraus er- kennen, daß sie im intakten Stengel zusammengepreßt gewesen sein muß und sich daher in Druckspannung befunden hat. Sie versucht sofort nach dem Halbieren länger zu werden und erreicht dies durch die Ausbauchung nach unten. Dieselbe Beobachtung hat auch Schtscherback (1910, S. 373) gemacht. Nachdem er seine Objekte sogleich beim Überführen in die horizontale Reizlage halbiert hatte, wuchsen die beiden Hälften verschieden schnell. Er sagt darüber: „Die zuerst fest anliegenden Spalthälften fangen an auseinander zu rücken und der Spalt zwischen denselben nimmt ständig zu. Wir bekommen das Bild eines Bogens, dessen Sehne durch die obere Hälfte gebildet wird." Was sich also bei Schtscherbacks Versuchen erst nach und nach eingestellt hat, hat sich bei meiner Versuchs- anorduung plötzlich vollzogen. Die obere Hälfte verändert sich nicht; ihrem Streben, sich elastisch zusammenzuziehen, wirkt der Gewichts- zug entgegen. Wurde dann der Schnitt bis zur Spitze durchgeführt und das Hemmnis beseitigt, so schnellten beide Hälften empor, die obere Hälfte aber bedeutend stärker als die untere. Nach einiger Zeit machte sich eine weitere Einkrümmung der oberen Hälfte be- merkbar, während die untere Hälfte gewöhnlich die Krümmung etwas verflachte. Daß bei diesen Erscheinungen die im Stengel primär vorhandene Gewebespannung einen großen Einfluß mit ausübt, darf nicht übersehen werden, denn wir müssen immer bedenken, daß, wie auch Pfeffer (I, S. 427) dargelegt hat, die übliche Gewebespannung trotz mechanischer Hemmung des Wachstums erhalten bleibt. Der Einfluß geht nun da- hin, daß sie beim Halbieren in der oberen Hälfte krümmungfördernd, in der unteren krümmunghemmeud wirkt. Daraus erklärt sich dann auch die nach einiger Zeit erfolgte weitere Krümmung der Oberseite und die Verflachung der Krümmung auf der Unterseite. Abschnitt VI. Messungen mit dem Horizontalmikroskop. Der folgende Versuch sollte zahlenmäßig den Nachweis briugeu, daß beim Schnellen die konvex werdende Seite sich absolut ver- längert, die konkav werdende dagegen verkürzt, daß sich also die untere ausdehnt, die obere zusammenzieht. m Versuch 32. Ein Stengel von Silphium Hornemannii, etwa 25 cm lang, wurde am Basalende so in einem Gipsblock befestigt, daß in der Horizontal- lage die vier Flächen sich oben und unten, links und rechts befanden. Er wurde durch Zug in der Reizlage festgehalten. Die weitere Ver- suchsanordnung war folgende. Auf einem Brett war ein Holzklotz befestigt, auf dem zwischen drei eingeschlagenen Nägeln der Gips- block unverrückbar eingeklemmt werden konnte. In einiger Entfernung war ein zweiter Holzklotz aufgenagelt, an dem in gleicher Höhe die Rolle angebracht war, über die der Faden lief, so daß der Stengel genau horizontal lag. Für gute Bewässerung des Blockes war gesorgt worden. Das Gestell stand im dampfgesättigten Zinkkasten bei einer Temperatur von 20 o C. Nach einem Tage wurde das Hemmnis be- seitigt und der Stengel schnellte sofort in flachem Bogen bis 90" empor. Der kürzeste Krümmungsradius In der Spitzenzone betrug 60 mm. Beim Ansetzen des Versuches waren nun in einigen Abständen an der oberen und unteren Kante einer seitlichen Fläche möglichst genau senkrecht übereinander mit Tusche Systeme von je zwei kleinen Punkten angebracht worden, die etwa 5 — 7 mm auseinander lagen. Die genaue Entfernung wurde mit dem Horizontalmikroskop nach der von Pfeffer (I, S. 294) angegebenen Methode abgelesen. Ein Teil- strich der Skala im Mikroskop entsprach 0,0769 mm. Es wurde am Anfang des Versuches abgelesen, dann kurz vor dem Befreien von dem Hemmnis und zum Schluß, nachdem das Hemmnis etwa eine Stunde beseitigt, die Nachwirkung also zum großen Teile vorüber war. Die Entfernung der einzelnen Punkte voneinander, in Teilstrichen ausgedrückt, sowie auch die Lage der Punktsysteme ist in der folgenden Tabelle wiedergegeben, in der auch die Verlängerung (-f-) und Verkürzung ( — ) in Prozenten ausgerechnet ist. Addiert man die Zahlen, die den Zuwachs in 24 Stunden in Pro- zenten angeben, so erhält man für die Gesamtverlängerung des Stengels einen Durchschnittswert von 4,2%. Dieser Versuch zeigt uns also die geringe Verlängerung in der horizontalen Zwangslage. In Zone I, die das stärkste Längenwachstum aufzuweisen hat, kommt auf 5,7675 mm in der oberen Hälfte eine Verlängerung von 0,769 mm, d. i. 13,33%. Auf der Unterseite beträgt die Verlängerung 14,64%. Man sieht also, daß die Unterseite das Bestreben gehabt hat, schneller zu wachsen. Nach der Basalzone zu wird der Zuwachs geringer und in Zone VI konnte mit der angewandten Vergrößerung nur ein Zuwachs von einem Teilstrich konstatiert werden, das ist im Durchschnitt 1,6%. Nach Be- seitigung des Hemmnisses trat dann die gewöhnliche Schnellkrümmung ein. Die erlangten Zahlen lassen deutlich erkennen, daß die Ober- 9* K, Morgenstern, über den mechanischen Ausgleich etc. 132 Tabell« t V. Sy- Stern Entfeinung des Systems von der Spitze Teil- striche zw. •1 Punkten aniAnfang nach 24 Stunden nach dem Schnellen oben unten 1 zwisch. 3u. 4cm 75 68 85— + 13,3 370 78 — + 14,64% 82 = 3,5% 80 — + 2,5% oben unten II 9u. 10 = i 72 75 — + 4 Vo 74 = + 2,8 % 73 — — 2,7% 75 = + 1,3% oben unten III '- 13U.14 = 86 82 89 — + 3,5 % 84 — + 2,4 % 87 = 2,3% 85 — + 1,2% oben unten IV = IGu. 17 = \ 86 83 — + 2,4 °/o 89 — + 3,5 % 83 ^ % 90 — + 1,2% oben unten V = 20U.21 = j 90 ( 88 92 — + 2,2 % 89 — + J,l % 92 ho ^/o 91 — -1- 2,4% oben unten VI ; 23U.24 = \ 69 \ 53 70 — + 1,4 % 54 — + 1,8 % 70 ho % 54 — + % Seite dabei kürzer geworden ist, daß sie sich also im Augenblick des Schnellens zusammengezogen hat, während die Unterseite länger ge- worden ist, sich also ausgedehnt hat. Addiert man nun ebenfalls die Zahlen, die nach dem Schnellen die Verlängerung der Unterseite resp. die Verkürzung der Oberseite angeben, so erhält man für die Verlängerung der Unterseite 1,49% und für die Verkürzung der Oberseite 1,42%. Die Verlängerung des ganzen Stengels entspricht also ungefähr der Verkürzung. Die Werte der einzelnen Systeme sind untereinander natürlich nicht gleich, was mit der verschiedenen Wachstumsinteusität zusammenhängt. Würden sie gleich sein, dann müßte die Schnellkrümmung die Form eines Kreisbogens haben. Die stärkste Schnellkrümmung lag jedoch in der Zone des stärksten Wachstums, also dort, wo das Punktsystem I auf- getragen war. Von da an basalwärts zu verflachte sie sich mehr und mehr. Dem entspricht auch die Verlängerung resp. Verkürzung in den einzelnen Systemen. Man sieht, daß beide Hälften in ungefähr gleicher Weise an dem Zustandekommen der Schnellkrümmung be- teihgt sind. Mit Kohls Ansicht über die Beteiligung der beiden Hälften an der Schnellkrümmung kann ich mich nicht einverstanden erklären. Er legte (1894, S. 86) ein krümmungsfähiges Internodium von Pisum sativum horizontal und hinderte es durch Belastung an der Krümmung. Darauf schnitt er ein Stück heraus, und nach seiner Darstellung kontrahierte sich die obere Hälfte nach dem Zerlegen um 2 mm, während die untere Hälfte ihre Länge behielt. Er sieht dies als einen Bevreis dafür an, daß nicht die Ausdehnung der Unterseite, 133 sondern die Kontraktion der Oberseite das agens movens bei dem KriUumungsprozeß ist. Des weiteren wurden Versuche mit dem Horizontalmikroskop au- gestellt, und zwar wollte ich beobachten, ob in der horizontalen Zwangslage die untere Hälfte eines Stengels sich etwas nach unten ausbaucht, entsprechend den Ausbauchungen bei Grasknoten, die an der Aufwärtskrümmung gehindert werden, wie sie besonders von De Vries (H, S. 482) näher beschrieben worden sind. (Vgl. hierzu auch De Vries I, S. 308.) Zu dem Zwecke verwendete ich ebenfalls Stengel von Silphium Hornemannii, Die Versuchsauordnung war dieselbe wie im Ver- such 32. Diesmal wurden jedoch an einer Längsseite Systeme von drei übereinanderliegenden Punkten angebracht, von denen einer in der Mitte lag und je einer an der oberen und unteren Kante. Ihre Entfernung voneinander wurde mit dem Horizontalmikroskop gemessen. Nach einem Tage konnte ich auch eine geringe Zunahme der Entfernung des unteren Punktes von dem in der Mitte konstatieren. Wurde dann das Hemmnis beseitigt, so konnte ich beobachten, daß die Entfernung des unteren Punktes von dem mittleren kleiner, die des oberen von diesem jedoch größer wurde. Die unter Druck be- findliche Unterseite verkürzt bei Verlängerung ihren Durchmesser, während die Oberseite ihn beim Zusammenziehen vergrößert. Die Unterschiede waren jedoch sehr gering und betrugen nur V2 — 1 Teil- strich der Skala in der am stärksten gekrümmten Zone. Meine vielen in dieser Hinsicht angestellten Versuche waren also recht wenig be- friedigend. Ich habe daher von der weiteren Verfolgung dieser Fragen absehen müssen und will nur noch eine Beobachtung anführen, die mich in der oben dargelegten Annahme bestärkt. Ich hatte Stengel von Solidago gigantea horizontal gehalten und nach einem Tag in Alkohol gelegt, ohne sie jedoch aus der Röhre her- ausgezogen zu haben. Nach einem weiteren Tag wurden dann die Stengel befreit und es trat kein Schnellen ein. Nunmehr wurden in der Zone, in der sonst die intensivste Schnellkrümmung stattfand, radiale Längsschnitte gemacht und unter dem Mikroskop betrachtet. Ich hoffte in den Zellen der Unterseite an deren Längswänden Faltungen zu finden, was jedoch nicht der Fall war. (Vgl. hierzu auch S. 128.) Dagegen konnte ich ganz deutlich gefaltete Querwände be- obachten. Auf Schnitten von ungekrümmten Pflanzen, die ebenfalls in Alkohol gelegen hatten, und solchen, die eine Schnellkrüramung ausgeführt hatten, waren diese Falten ebensowenig zu sehen wie in den Zellen der Oberseite. Wenn also die seinerzeit konstatierten Falten der Querwände in den Zellen der Unterseite keine Täuschung waren^ woran ich nicht glaube, da sie ganz deutlich und bei mehreren R, Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. 134 Objekten zu sehen waren, so dürfte damit bewiesen sein, daß in der horizontalen Zwangslage eine geringe Ausbauchung nach unten statt- findet. Daß dies nach mehreren Tagen eintritt, ist ja von Bücher (1906, S. 274) konstatiert worden. Bisher sind die Erscheinungen beobachtet worden, die infolge des mechanischen Ausgleiches der Spannungen nach Beseitigung des Hemmnisses hervortraten. In dem folgenden Abschnitt seien nun noch einige Beobachtungen mitgeteilt, bei denen der Ausgleich der Spannungen durch innere Wachstumsvorgänge erzielt wurde, indem das Objekt, ohne daß das Hemmnis beseitigt worden wäre, um 180^ gedreht wurde. Dasselbe wurde dann durch Drehung der Objekte in der Zwangslage am Klinostaten erreicht. Abschnitt VH. Der Ausgleich der Spannungen infolge innerer Wachstumsvorgänge. a) Drehung der Objekte um 180*'. Versuch 33. Zwei in einem Topf gewachsene Hypokotyle von Helianthus annuus, 35 mm lang, wurden vier Stunden horizontal gehalten. (A) hatte während dieser Zeit die Aufkrümmung vollendet, es war aber noch das ganze Hypokotyl von der Spitze bis zur Basis gekrümmt. Die stärkste Krümmung lag in der Basalzone. (B) war durch Zug an der Aufkrümmuug gehindert worden. Nunmehr wurde der Topf um 180° gedreht, ohne daß das Hemmnis beseitigt wurde, da es sonst zum Schnellen gekommen wäre. (A) zeigte mit der Spitze in einem Bogen nach abwärts, und nach weiteren vier Stunden hatte (A) die Krümmung wieder soweit ausgeglichen, daß es die horizontale Lage wieder einnahm. Nunmehr wurde das Hemmnis von (B) beseitigt und es trat kein Schnellen ein. Versuch 34. Ein zweiter in derselben Weise angestellter Versuch mit Helianthus annuus von derselben Länge ergab im wesentlichen das gleiche Re- sultat. Das Hypokotyl war 4V2 Stunden in der Horizontallage ge- halten worden. Darauf war der Topf um ISO^' gedreht und nach weiteren 24 Stunden das Hemmnis beseitigt worden. (A) hatte die Horizontale noch nicht wieder ganz erreicht, es zeigte mit der Spitze noch um wenige Grade abwärts. (B) führte eine geringe Scbnell- krümmung aus, die Spitze schnellte etwa 6^ unter die Horizontale. Wir sehen also, daß die Spannungen durch ein entsprechend ge- leitetes Wachstum wieder ausgeglichen worden sind. Dabei ergab 135 sich, daß die Rückkrtimmung einer imgehindeiteu Pflanze in ungefähr derselben Zeit erfolgte, als die erste Emporkrtimmung, und daß zum Ausgleich der Spannungen durch Wachstum auch ungefähr dieselbe Zeit notwendig war als zur Entstehung derselben. Bei dem Ausgleich der Spannungen durch Wachstum fangen die unter Zugspannung stehenden Zellen der Oberseite nach Drehung um 180° infolge der veränderten Einwirkung des Geotropismus an sich zu entspannen, d. h. zu wachsen. Die Zellen, die unter Druckspannung standen und das Bestreben hatten, sich weiter auszudehnen, dürften dem nunmehr ein- setzenden Wachstum der gegenüberliegenden Seite vielleicht nur passiv folgen. Analoges hat Fitting (1903, S. 593) bei Ranken konstatieren können, die in der Zwangslage gereizt und erst dann befreit wurden, nachdem eine gekrümmte Ranke durch entsprechende Wachstums- vorgänge ihre Krümmung wieder ausgeglichen hatte. Es fand dann keine Einrollung statt, sondern die Ranken blieben gerade. b) Drehung der Objekte am Klinostaten. Versuch 35. Zwei Hypokotyle von Helianthus annuus, etwa 35 mm lang, wurden an den Pfeffer sehen Klinostaten gesetzt, und zwar so, daß die Achse in die Horizontalebene fiel. Der Klinostat war aufgezogen, aber noch nicht in Bewegung gesetzt. (A) konnte sich frei empor- krümmen, während (B) durch Zug gehemmt wurde. Nach 7V2 Stunden war {A) soweit emporgekrümmt, daß die Hauptkrümmung in der Basalzone lag, während die Spitzenzone wieder gerade geworden war. Die Richtung der Krümmung wurde durch einen Strich auf dem Topf- rand markiert. Jetzt wurde der Klinostat in Bewegung gesetzt, das Hemmnis jedoch nicht beseitigt. Nach 14 Stunden war (A) nicht nur wieder gerade geworden, sondern mit der Spitze sogar etwas nach der entgegengesetzten Seite übergekrümmt. Das Hemmnis wurde nun be- seitigt und es trat kein Schnellen ein. Am Klinostaten war also die realisierte Krümmung durch ent- sprechendes Wachstum auf der Gegenseite wieder ausgeglichen worden. Mein Versuch stimmt demnach mit ähnlichen Beobachtungen von Baranetzky (1901, S. 154) überein. Er faßt sie in den Worten zusammen: „''Der Stengel ist befähigt, auf jede durch äußere oder innere Faktoren hervorgerufene Krümmung durch ein Streben zur Krümmung nach der entgegengesetzten Seite hin zu reagieren. Mit der Bildung einer Krümmung werden zugleich auch die Bedingungen für eine Gegenkrümmung geschaifen." R. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. 136 Es wird aber durch den Versuch ferner gezeigt, daß auch schon ohne Realisierung der Krümmung in der horizontalen Zwangslage in dem Hypokotyl ein entgegengesetztes Wachstum ausgelöst wird, wo- durch die entstandenen Spannungen ausgeglichen werden. Wir können also konstatieren, daß die durch Verhinderung der geotropischen Krümmung bewirkten Spannungsunterschiede wieder ausgeglichen werden können, wenn und solange ein antagonistisch eingeleitetes Wachstum stattfindet. Dieses Ergebnis kann wohl mit einen Beweis für die Annahme Fittings (1903, S. 612) abgeben, wonach die Ursachen für den Aus- gleich der Krümmungen darin gesucht werden, „daß die Ungleichheit der Verhältnisse, der Druckverteilung, Gewebespannung etc., die in den Zellen auf den verschiedenen Seiten des ursprünglich geraden Organs infolge einer angestrebten oder ausgeführten Reaktion her- gestellt worden sind, als neuer Reiz empfunden wird." Dieser löst nun seinerseits die Erscheinungen aus, die das Organ wieder in den alten Zustand versetzen. Die Fähigkeit der Selbstregulation behalten die Pflanzen solange, als sie noch reaktionsfähig, d. h. in unserem Falle wachstumsfähig sind. Eine Hauptbedingung ist natürlich die, daß der erste Reiz wirkungslos gemacht wird, was z. B. bei der geo- tropischen Induktion durch Rotation am Klinostaten erreicht wird (vgl. hierzu auch Pfeffer II, S. 429, 516, 524; Czapek 1895, S. 314 und Ohno, 1908, S. 637). Auch die Erfahrung von Wieder sheim (1904, S. 269—272) kann hier mit angeführt werden. Er hat beobachtet, daß die Rückkrüramung einer photonastischen und thermouastischen Krümmung dadurch zu- standekommt, daß das infolge der Reizreaktion beschleunigte Wachs- tum der Unterseite bei Impatiensblättern erst etwas später ausgelöst wird als das der Oberseite, und daß dadurch die gesenkten Blätter wieder emporgekrümmt werden. Dazu hatte er Blätter etwa vier Stunden in Dunkelstellung festgehalten, und zwar in der Lage, die sie bei Tageslicht eingenommen hatten. Nach dem Befreien von dem Hemmnis beobachtete er, daß sie keine Schnellkrümmung ausführten, was sie jedoch taten, wenn er sie nur zwei Stunden festgehalten hatte. Es sagt dies, daß ebenso wie in meinem Versuche, zur Er- zielung eines Rückganges als Gegenreaktion die Einkrümmung nicht nötig ist. Die in beschleunigtem Wachstum befindliche Seite zieht die andere unter Überwindung eines gewissen Widerstandes in die Länge. Dadurch ergibt sich auf der einen Seite eine aktive Streckung, auf der anderen eine passiv erreichte Verlängerung, eine elastische Dehnung, oder mit anderen Worten, eine Druck- und eine Zugspannung. Dieser Zustand wird von der Pflanze als ein neuer Reiz empfunden. 137 und sie leitet den Ausgleich durch entgegengesetztes Wachstum selbst- tätig ein, wodurch sie dann im Sinne Fittiugs wieder in die Ruhe- lage gelangt. Abschnitt VIII. Der Ausgleich der Spannungen bei Knotenpflanzen. Unter Knotenpflanzen verstehe ich solche, deren Stengel an den Blattansätzen knotenartig verdickt sind resp. bei denen die Knoten durch Blattpolster gebildet werden. Das zwischen zwei solchen Knoten liegende Internodium ist gewöhnlich nach einiger Zeit aus- gewachsen und nur eine kurze Strecke, der Knoten, ist noch längere Zeit befähigt, nach Überführung in die horizontale Reizlage Wachs- turasvorgänge auf der Unterseite auszulösen und dadurch den Stengel geotropisch aufzukrümmen. Die Knoten übernehmen dann die Rolle von Gelenken. Man kann nun zwischen solchen Pflanzen unterscheiden, bei denen die noch wachstumsfähige Stelle eine Basalzone des Internodiums darstellt, wobei die Blattscheide mehr oder weniger passiv gekrümmt wird, wie es z. B. bei den Commelinaceen der Fall ist, und zwischen solchen, bei denen allein die Blattscheide zu den Wachstumsvorgängen befähigt ist und der eingeschlossene Stengel bei der Krümmung nur passiv mit gekrümmt wird. Zu den letzteren gehören die von mir benutzten Gräser Älopecurus pratensis ^ Ärrhenaierum elatius, Seeale cereale, Triticum sativum, Hordeum sativum und Avena sativa. a) Commelinaceen. Zunächst sollen nun die Versuche mit den Knotenpflanzen der ersteren Art angeführt werden. Die Verhinderung der geotropischen Aufkrümmung geschah mit Hilfe der „Gipsbrücke". Auf ein Brettchen von 10 cm Länge und 3 cm Breite wurden au den beiden schmalen Enden in einer Ent- fernung von 2 cm je zwei 5 cm lange Nägel, etwas schräg nach außen gerichtet, eingeschlagen. Um sie herum wurde mit Hilfe eines nicht allzu dünnen Gipsbreies ein Wall errichtet, der sich vollkommen fest mit ihnen und der Holzunterlage, die vorher einige Zeit im Wasser gelegen hatte, verband. In dem einen Wall, dem Basalwall, wurde das Basalende der Pflanze eingebettet, in dem Spitzenwall kam die Spitze zu liegen. Zu den Versuchen wurden ganz gerade gewachsene Stengel mit drei Knoten und möglichst langen Internodien verwendet. Der dritte von oben war der Versuchsknoten, da er sich, wie Barth (1894, S. 10) und Miehe (1902, S. 533) festgestellt haben, am besten krümmt. Er schwebte frei in der Luft, während der zweite im R. Moigeusterii, Über den mechanischen Ausgleich etc. 138 SpitzenAvall eingebettet war oder kurz davor lag, denn es ist Dach letzterem Autor (1902, S. 541) für das Zustandekommen einer normalen Krümmung in einem Gelenk die Anwesenheit der näcbstoberen Knoten- partie erforderlich. Am Ende des Versuches wurden die Objekte da- durch befreit, daß der Stengel unmittelbar am Spitzenwall durch- geschnitten wurde. Die Kontrollobjekte, die sich frei aufkrümmen konnten, wurden mit dem basalen Ende in Gipsblöcken befestigt. Die Versuche waren in dem bereits mehrfach erwähnten Zinkkasten bei einer Temperatur von durchschnittlich 20° C. angesetzt. Einige Versuche wurden auch im Wärmezimmer bei einer Temperatur von 24° C. unter Glasglocken ausgeführt, die mit feuchtem Fließpapier ausgelegt waren. Nach dem Befreien von dem Hemmnis wurde an den Stengeln ein Stück weißes Kartonpapier angelegt und mit Bleistift die untere Seite um- fahren. Die Winkel, die die Unterseite beider Schenkel einschlössen, wurden mit dem Transporteur bestimmt. Auch mit total eingegipsten Pflanzen wurden einige Versuche aus- geführt. Das Eingipsen geschah auf die Weise, daß ich auf eine Glasplatte einen etwa V2 cm dicken Streifen Gips brachte und auf diesen die Stengel legte. Darauf bedeckte ich auch die Oberseite mit einer gleich dicken Schicht Gips. Nach dem Erhärten des Gips- verbandes wurde das Ganze horizontal auf feuchten Sand gelegt und über das Basalende der Stengel der Sand zu einem Wall aufgeschichtet. Sollten die Stengel aus der Zwangslage befreit werden, so wurde die Gipshülle durch einen leichten Druck zerbrochen und die Schenkel konnten dann ohne Zerrung freigelegt werden. Die Winkel wurden gleichfalls auf Kartonpapier aufgezeichnet und wie oben angegeben bestimmt. Die Versuche sind in Tabelle VI zusammengestellt, und zwar sind die aus mehreren Versuchen erlangten Durchschnittswerte eingetragen. Bei den Versuchen mit der Gipsbrücke konnte eine gewisse Aus- biegung nach unten nicht vermieden werden, namentlich war der über dem Knoten gelegene Schenkel etwas gebogen. Bei der freien Auf- krümmung war die Oberseite der Blattscheide passiv zusammengepreßt worden, was man deutlich an den aufgetreteneu Querfalten sehen konnte. (Vgl. hierzu auch Pfeffer I, S. 321, und Barth 1894, S. 4). Die Blattscheide wurde daher vorsichtig entfernt, und es kam dann zu einer Verstärkung der Krümmung um 5 — 10°. Die inaktive Blatt- scheide hatte also einen Widerstand für die Bewegung abgegeben, der in einer Unterdrückung der Krümmung um einige Grade sich geltend machte. Bei den gehemmten Pflanzen wurde vor dem Befreien die Blattscheide ebenfalls entfernt, da auch die Schnellkrümmungen um einige Grade gehindert wurden. Die in den Versuchen angegebenen Winkel sind alle ohne Blattscheide gemessen. 139 Tabelle VI. Ver- such Objekt Versuchs- dauer Tem- pera- tur frei ge- krümmt Brücke ge- I nach- schnellt gekr. eingegipst ge- I nach- schnellt gekr. 36 37 38 39 40 41 Commelina nudiflora Commelina nudiflora Tradescantia fluminensis Tradescantia fluminensis Commelina bengalensis Tradescantia virginica 24 Std. 20 10 Stck. 10 Stck. 5 Stck. 58,5« 23« 2,6« 11« 20 = •240 6 Stck. 6 Stck. 5 Stck. 59,5« 35,5« 1,8« 11,4« 24 = 20« 5 Stck. 5 Stck. 5 Stck. 28« 10,4« 2« 5« 28 = 24» 4 Stck. 4 Stck. 4 Stck. 44,2« 24« 2« 7,7« 46 s 200 3 Stck. 3 Stck. 36« 18« 3,7« 48 = 20« 2 Stck. 2 Stck. 2 Stck. 72,8« 22,5« 3,5« 16,5« 2,4« 2« 5« Ein für meine Versuche besonders günstiges Objekt war Com- ynelina nudiflora^ das sich durch lange Internodieu und gute geo- tropische Krümmungen auszeichnete. Meines Wissens ist bei den bis- her erschienenen Arbeiten, die sich mit diesem Gegenstande befassen, diese Pflanze niemals verwendet worden. Ich fand sie im Gewächs- haus des Leipziger botanischen Gartens, wo sie gelegentlich mit anderen Pflanzen eingeschleppt worden sein soll. Für ihre Bestimmung, die durch Vermittlung von Herrn Dr. Gießler im botanischen Garten zu Berlin geschah, sage ich ihm auch an dieser Stelle sowie dem „Botanischen Garten zu Berlin" meinen besten Dank. Die Versuche zeigen, daß die Commelinaceen, wenn sie an der geotropischen Aufkrümmung gehindert werden, dennoch fortfahren auf der Unterseite der kurzen Wachstumszone stärker zu wachsen als auf der Oberseite, ja, daß sich die Oberseite nach Barth (1894, S. 11) überhaupt nicht verändert. Wir haben also hier im wesentlichen die- selben Erscheinungen wie bei Stengeln, nur daß die Wachstumszone auf eine kürzere Strecke beschränkt ist. Die ungleichseitigen Wachs- tumserscheinungen haben auch hier zu Spannungsunterschieden geführt, die in derselben Weise ausgeglichen werden wie bei den Stengeln. Nach dem Befreien von dem Hemmnis erfolgt die Krümmung eben- falls momentan, sie erreicht aber nicht ganz die freie Krümmung. Die Bewegung wird dann langsam weiter fortgesetzt, doch ist die Nach- krümmung durchweg nicht sehr bedeutend und dauert auch nur kurze Zeit, etwa 10 Minuten. Kohl (1S94, S. 23) hat ähnliche Versuche mit Tradescantia discolor angestellt und berichtet, daß nach dem Be- K. Morgenstern, Über den mechanischen Ansgleich etc. 140 freien von dem Hemmnis die Krümmung sehr rasch, in kaum 15 Mi- nuten, ausgeführt wird. Die total eingegipsten Pflanzen zeigen eine noch geringere Schnellkrümmung. Daß sie aber überhaupt eine solche ausführen, läßt erkennen, daß auch im Gipsverband ungleich- seitiges Wachstum stattgefunden haben muß, und daß dadurch Spannuugsunterschiede entstanden sind. Wurde eine Pflanze, die eine Schnellkrümmung ausgeführt hatte, in heißes Wasser gesteckt und dadurch sofort abgetötet, so änderte sich die Krümmung nicht wesentlich. Die Krümmung war also durch Wachstum fixiert worden. Hieraus können wir erkennen, daß es sich bei diesen Schnellkrümmungen um Wachstumskrümmungen, nicht um Variationskrttmmungen handelt, worauf auch schon Barth (1894, S. 12) hingewiesen hat. Er hat gefunden, daß auch durch Plasmolyse die Krümmung nicht oder doch nur in geringem Grade rückgängig gemacht werden kann. b) Grasknoten. Die Versuchsanordnung war dieselbe wie bei den vorhergehenden Knotenpflanzen. Als Versuchsknoten wurden gewöhnlich die jüngsten genommen, nachdem die Pflanzen schon vollkommen entwickelt, aber noch nicht zum Blühen gekommen waren. Es wurde beim An- setzen der Versuche große Sorgfalt darauf verwendet, daß nur solche Stücke benutzt wurden, deren Knoten nicht die geringste Krümmung aufwiesen. So konnte namentlich bei den eingegipsten Knoten der ganze Winkel zwischen den beiden Internodien als geschnellt be- trachtet werden. Die Versuche wurden im Zinkkasten bei einer Tem- peratur von 20*' C. ausgeführt. Sie sind in der Tabelle VII zusammen- gestellt, in der ebenfalls wieder die Durchnittswerte aus einer größeren Anzahl gleicher Versuche eingetragen sind. Wird die geotropische Aufkrümmung eines horizontal gelegten Grashalmes verhindert, dann wird im Knoten bekanntlich ein Dicken- wachstum der unteren Hafte ausgelöst, und es treten eigenartige Hervorwulstungen auf, die von De Vries (III, S. 482), Noll (1888, S. 508) und auch von Pfeffer (I, S. 396) näher beschrieben sind. Dadurch wird die Aktivität der konvex werdenden unteren Hälfte beim Krümmungsprozeß dargetan. Die obere wächst gar nicht. Man kann also auch hier nicht, im Gegensatz zu den Stengeln, von einer Verlangsamung des Wachstums reden, da vorher gar keins vorhanden war. Wie aus den vielen Querfalten im Knoten bei einer geotropischen Krümmung ersichtlich ist, wird die Oberseite dabei passiv zusammen- gepreßt. In der horizontalen Zwangslage wird sie etwas ausgedehnt und es kann schließlich sogar ein Zerreißen zustande kommen, wie dies von Pfeffer (I, S. 665) konstatiert worden ist. Doch ist die Tabelle VII. 141 Ver- such Ohjekt Versuchs- dauer Tem- pera- tur frei ge- krümmt Brücl ge- schnellt ^e iiach- gekr. eingegipst ge- nach- schnellt gekr. 42 Alopecurus pratensis 2 Tage 20'' 4 Stck. 4 Stck. 19,20 2,2 43 Arrhenatlierum elatius 2 = 20" 6 Stck. 39,8° 6 Stck. 14,50 1,50 6 Stck. 4,80 44 Seeale cereale 3 s 20« 5 Stck. 40,8 5 Stck. 10,80 2,40 5 Stck. 80 1,60 45 Triticum sativum 3 20 7 Stck. 57,30 7 Stck. 9,80 1,10 8 Stck. 8,70 20 46 Hordeum sativum 3 2uO G Stck. 64,3 8 Stck. 14,40 6,90 9 Stck. 11,50 2,30 47 Avena sativa i 4 20« 1 8 Stck. 4 7,20 8 Stck. 9,50 0,70 10 Stcl^. ^,10 1,20 Ausdehnung meist nur minimal. Die Oberseite setzt dem Druck der Unterseite infolge ihrer Festigkeit und hohen Elastizität einen be- trächtlichen Widerstand entgegen. Die Auswulstüng im Knoten sieht wie ein Keil aus, der zwischen die Internodien von unten herein- getrieben ist, und so ist auch die Wirkung, die von ihm ausgeht, der eines Keiles ganz ähnlich. Bei seinem andauernden Wachsen vermag er einen fortwährenden Druck gegen die Widerlage zu entwickeln, der für einige Fälle von Pfeffer (I, S. 388 ff.) näher bestimmt worden ist. Diese Widerlage wird nun in erster Linie durch die Internodien dargestellt, die unverrückbar im Gips befestigt sind. Würden sie aus einer weichen Masse bestehen, so würden sie einfach zusammen- gedrückt werden. Die Halme der Gräser setzen jedoch einem Druck in der Längsrichtung einen sehr starken Widerstand entgegen. Durch die keilförmige Gestalt der Knoten, die natürlich infolge der besonderen Verhältnisse durch die Wachstumserscheinung bedingt ist, wird aber schließlich der von ihnen ausgehende Druck in der Weise gegen die Interuodien gelenkt, daß es zu einer mechanischen Biegung derselben kommt, die schließlich zu einem Knick führen kann. Auf diese Weise waren bei meinen Versuchen mit der Gipsbrücke fast sämtliche Halme mehr oder weniger nach unten ausgebogen. Wurden die Halme am oberen Wall durchgeschnitten, so kam es zu einer Schnell- krümmung. Der eingenommene Winkel ist jedoch nicht allein durch Schnellen im Knoten erreicht worden, sondern ein großer Teil ist dem Ausgleich der im Internodium mechanisch eingetretenen Biegung zuzuschreiben. R. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. 142 Es wurden daher zunächst die Ausbiegungswinkel bestimmt, was nach der oben angegebenen Methode durch Anlegen von weißem Karton- papier geschah, und dann erst der Halm durchgeschnitten. Von dem jetzt erhaltenen Winkel wurde der Ausbiegungswinkel abgezogen und auf diese Weise der durch Schnellen im Knoten errreichte erhalten. Nur dieser ist in den Versuchen angegeben. Ob De Vries (II, S. 482), der bei Ävena Schnellwinkel bis 25 ° erhielt, diese Ausbiegung be- obachtet hat, mag dahingestellt bleiben. Ein Umgipsen des Knotens machte die Hervorwulstung und zugleich auch die Ausbiegung unmöglich. Jetzt wurde naturgemäß ein Druck gegen die Gipshülle ausgeübt. Wurde dann der Knoten aus dem Gipsverband befreit, so trat eben- falls eine Schnellkrümmung ein. Die Schnellkrümmung wurde bei Grasknoten ebenso rasch aus- geführt wie bei den Stengeln. Bei den eingegipst gewesenen ging sie etwas langsamer vor sich, nach 30 — 60 Minuten war die Krümmung jedoch meist beendet. Die Versuche zeigen uns, daß durch die Schnellkrümmung nicht so große Winkel erreicht werden, wie sie durch die freie Emporkrümmung eingenommen werden, doch wurden bei solchen Knoten, die in der Gipsbrücke gehemmt waren, immer noch größere Werte erreicht als bei den total eingegipst geweseneu. Auf die Mechanik der Schnellkrümmung brauche ich weiter nicht einzugehen, denn die bei Verhinderung der Krümmung im Knoten sich geltend machenden Wachstumsvorgäuge und die daraus sich ergeben- den Spannungszustände, sowie deren Ausgleich, sind von Pfeffer (I, S. 400 ff.) sehr genau studiert worden. Ich darf daher auf seine Ausführungen verweisen. Abschnitt IX. Der Ausgleich der Spannungen bei Wurzeln. Bis jetzt ist meines Wissens in der Literatur nichts über eine plötzliche Abwärtskrümmung der Wurzeln nach dem Befreien aus der horizontalen Zwangslage zu finden. Nur Sachs (II, S, 446), spricht einmal davon, daß sich bei Wurzeln, die 24 oder 48 Stunden in lockerer Erde geotropisch gekrümmt waren, nach dem Herausziehen die Krümmung plötzlich etwas verflachte. Er deutet das so, daß die Zellen der Unterseite, welche anfangs etwas langsamer wuchsen als die der Oberseite, nachträgUch von neuem stärker gewachsen sind. Dadurch stemmt sich die untere Partie der Wurzel gegen die Erde, die ihrerseits wieder die angestrebte Ausgleichung der Krümmung verhindert. Diese Erscheinung soll jedoch selten vorkommen „wegen der geringen und sehr unvollkommenen Elastizität der Wurzel, die es bedingt, daß der ihr durch den Widerstand des Bodens aufgezwungene US Zustand ein dauernder wird." Diese von Sachs geschilderte Be- obachtung läßt deutlich erkennen, daß in der Wurzel Spannungen zum Ausdruck gekommen sein müssen, die nach dem Herausziehen aus der Erde mechanisch ausgeglichen worden sind. Diese Beobachtung bestärkte mich daher in der Meinung, daß auch umgekehrt, wenn die Abwärtskrümmung verhindert wird, solche Spannungsunterschiede zu- stande kommen müßten. Die Abwärtskrümmung der Wurzeln wurde dadurch verhindert, daß ich sie in Glasröhrchen, die etwa 5 — 6 mm im Durchmesser hatten, einführte, nachdem sie in Sägespänen bis zu einer Länge von 20 bis 30 mm herangewachsen waren. Die Glasröhrchen hatte ich mit Fließ- papier ausgelegt. Zu dem Zwecke wurde ein gleichlanges Stück Fließpapier etwa zweimal so zusammengerollt, daß es bequem in das Röhrchen geschoben werden konnte. Mit einem dünneu Glasstab wurde dann die Rolle an die Wände angedrückt, wobei natürlich Faltungen vermieden werden mußten. Dann wurden die Röhrchen zum Anfeuchten ins Wasser gelegt. Die zum Versuch verwendeten Wurzeln wurden vorher von den anhaftenden Sägespäneteilchen sorg- fältig durch Spülen in Wasser befreit und etwa 15 mm weit in die Röhrchen geschoben, da die wachsende Zone bei den meisten Wurzeln nach Sachs (III, S. 730) und Pfeffer (II, S. 10) etwa 10 mm be- trägt. An der Stelle, wo die Wurzeln aus den Röhrchen herausragten, wurde mit Tusche ein Strich aufgezeichnet, um den Zuwachs messen zu können. Die Röhrchen wurden dann in einer mit feuchten Säge- spänen angefüllten Schale horizotal gelegt. Der überstehende basale Teil der Wurzeln und der Samen wurden mit Sägespänen bedeckt. Die Schale stand im Wärmezimmer bei einer Temperatur von 24*^0. Nach einem Tage wurden die Wurzeln vorsichtig aus den Röhrchen herausgezogen und zum Messen des Zuwachses auf ein Papier mit Millimetereinteilung gelegt. Dann kamen sie in eine Schale mit Wasser, worauf gewöhnlich sofort eine Abwärtskrümmung der Spitze eintrat. Die Krümmung wurde auf die Weise aufgezeichnet, daß die Samen an einen Kork gesteckt wurden, der au einem Stativ vor der Zeichencamera befestigt war. Es wurde die konvex gewordene Ober- seite abgezeichnet. Die Bestimmung der Krümmungsradien geschah nach der früher angegebenen Methode. Einige Besonderheiten sind in den einzelnen Versuchen noch angegeben. Zunächst stellte ich einige Versuche an, die die Art der Abwärts- krümmung bei ungehinderten Wurzeln in Luft darlegen sollten. Versuch 48. Vier Wurzeln von Vicia Faha waren mit feuchtem Fließpapier umhüllt worden. Das vordere Ende von etwa 15 mm ragte frei daraus ß. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. 144 hervor. Die Wurzeln wurden mit Nadeln auf einen Kork in horizon- taler Lage festgesteckt und auf einen Teller gestellt, über den eine mit feuchtem Fließpapier ausgelegte Glasglocke gestülpt war. Die Lage der Wurzelspitze wurde durch eine in den Kork gesteckte Nadel markiert. Nach 22 Stunden war die Abwärtskrümmung beendet. Die Spitze bildete jedoch mit der Vertikalen einen Winkel, hatte sie also nicht ganz erreicht. Die Umbiegung war da erfolgt, wo sich beim Ansetzen des Versuches die Spitze befand. Als Durchschnittswerte ergaben sich für: die ursprüngliche Länge 24,5 mm, den Zuwachs 24,7 mm = 100,87o, die Länge des Krümmungsradius 20 mm. Die Abwärtskrümmung war in einem ziemlich flachen Bogen er- folgt. Darauf weist auch Sachs schon hin (II, S. 446), indem er sagt: „daß die anfängliche geotropische Krümmung der Wurzeln in Luft und Wasser sich während des weiteren Wachstumsverlaufes oft stark abflacht, zuweilen sogar fast gerade wird." In dieser Abflachung sieht Simon (1912, S. 90) einen nachträglichen Ausgleich der geo- tropischen Krümmung. Um den Unterschied der Krümmung in einem festen Medium kennen zu lernen, ließ ich im folgenden Versuch Wurzeln von Vicia Faha in Sägespänen abwärts wachsen. Versuch 49. Sechs Wurzeln von Yicia Faha wurden in einem mit feuchten Sägespänen angefüllten Kasten hinter einer Glaswand horizontal gelegt und die Lage der Spitze durch eine außen aufgeklebte Papiermarke bezeichnet. Nach 23 Stunden waren die Wurzeln abwärts gekrümmt. Die Krümmung lag direkt unterhalb der aufgeklebten Marke. Nach- dem die Spitze bis zur Vertikalen umgebogen war, war der weitere Zuwachs in dieser Richtung erfolgt. Als Durchschnittswerte ergaben sich für: die ursprüngliche Länge 19,7 mm, den Zuwachs 21 mm = 106,5%, die Länge des Krümmungsradius 13,5 mm. Man sieht, daß in Sägespänen die Krümmung eine viel intensivere war, der Krümmungsradius war im Durchschnitt kleiner. Auch der Zuwachs war ein größerer als im vorhergehenden Versuch. Nunmehr wurden die Wurzeln nach der angegebenen Methode an der Abwärtskrümmung gehindert. Wie aber die beiden vorher- gehenden Versuche gezeigt haben, konnten hierbei keine Kontroll- wurzeln angesetzt werden, da sich die Krümmung je nach dem Medium verschieden verhält. Es mußte daher auf einen Vergleich mit einer 145 freien KrümmuDg verzichtet werden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle VIII zusammengestellt, in der ebenfalls Durchschnittswerte eingetragen sind. Tabelle VIII. Ver- such Objekt Ver- Anzahl suchs- Urspr. dauer Länge Zuwachs Länge d. Krüm- mung Länge des Krüm- mungs- radius 50 51 52 53 54 55 56 Vicia Faba 6 Stück 22 Std. 25 mm Vicia Faba 5 = 23 ^ 24,8 = Lupinus albus 6 = 23 = 33,6 = kleinsamig Lupinus albus 5 = 22 c 27 ^ großsamig Lupinus albus 6 = 23 = 38 = großsaraig Ricinus comm. 9 * 24 ' 16,5 = Zea Mays 8 ^ 20 = 25 = 28.7 = 21.8 = 21.6 = 23,8 = 24,5 = 12,3 = 18.7 = 114,8% 26 mm 87,90/0 20,8 = 64,2% 23,3 = 88 % 23,2 = 64,4% 26,2 := 74,5% 13,9 s 74,8% 27,2 = 14 mm 10 = 14 = 7,2 . 8,5 '- 8.5 '- 9.6 '- Durch diese Versuche, die mit einer Anzahl von Wurzeln dikotyler Pflanzen sowohl als auch mit Zea Mays^ einem Vertreter des mono- kotilen Typs, ausgeführt worden sind, ist bewiesen, daß auch Wurzeln bei geeigneter Versuchsanordnung befähigt sind, nach dem Befreien aus der horizontalen Zwangslage sofort eine Abwärtskrümmung aus- zuführen. Diese erfolgt aber nicht plötzlich, sondern geht langsamer, mehr allmählich vor sich. Innerhalb 5 Minuten ist sie jedoch meist beendet. Es sind also auch bei Wurzeln in der horizontalen Zwangs- lage Spannuugsunterschiede zwischen Ober- und Unterseite ausgebildet worden, deren Entstehung analog den Spannungsunterschieden bei horizontal gehaltenen Stengeln zu denken ist, nur befindet sich bei Wurzeln die Oberseite in Druckspannung und die Unterseite in Zug- spannung. Da die Abwärtskrümmung gewöhnlich erst nach Einlegen der Wurzeln in Wasser sich vollzieht, so dürfte sie vermutlich auf einer Steigerung der Turgeszenz der an der Mechanik der Krümmung beteiligten Zellen beruhen, woraus man schließen kann, daß der Druckspannung der Zellen der Oberseite ein größerer Anteil an der Krümmungsbewegung zugesprochen werden muß, als der Zugspannung der Zellen der Unterseite. Die Krümmung erstreckt sich fast über die gesamte Länge des in der Versuchszeit erfolgten Zuwachses. Dieser hat während der Zeit der Horizontallage alle Phasen der Streckung durchgemacht und ist schließlich auch in den ausgewachsenen Zustand übergegangen. Beiträge zur Biologie der Pflanzen. Bd. XII. Heft I. 10 R. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. 146 Es hat sich also uicht nur die noch wachstumsfähige Zone an der Abwärtskrünimung beteiligt, sondern auch noch ein großes Stück, das schon ausgewachsen war. Die Spannungen sind also auch in den ausgewachsenen Partien noch erhalten geblieben. Dies wurde auch wie bei Stengeln (S. 120) durch den Ausgleich der Krümmung kon- statiert, der nur in der Spitzenzone erfolgt war. Die Gestalt der Krümmung ist ebenfalls parabelförmig. In der am stärksten wachsenden Spitzenzone befindet sich die stärkste Krümmung mit dem kürzesten Krümmungsradius. Die Krümmung war oftmals so stark, namentlich bei Liqnnus albus und Ricinus communis, daß die Spitze hakenförmig umgebogen war. Nach der Basis zu verflacht sich die Krümmung mehr und mehr. Da in einer Wurzel sich die verschiedenen Querzonen alle einmal in einer opti- malen Wachstumstätigkeit befunden haben, müssen in jeder Querzone gleichstarke Spannungsunterschiede zur Entwicklung gekommen sein. Wären nun diese in ihrer vollen Stärke erhalten geblieben, so hätte die Abwärtskrümmung eine mehr kreisförmige Gestalt haben müssen. In der Spitzenzone ist das ja auch tatsächlich der Fall. Wie wir aber gesehen haben, findet nach dem basalen Teil zu eine Abnahme der Krümmung statt. Es müssen daher mit der Zeit gewisse innere Veränderungen sich geltend gemacht haben. In diesen Veränderungen sieht Sachs (II, S. 457) ein nachträgliches Wachstum der Zellen der Unterseite, wodurch ein Entspannen erzielt wird, das nach seinen Beobachtungen soweit geht, daß die Wurzel nach dem Befreien gerade bleibt. Simon (1912, S. 151) nimmt an, daß die durch das Dicken- wachstum produzierten Zellen eine Entspannung in der Wurzel be- wirken, welche mit dem Hinzukommen neuer Gewebe immer mehr vorwärts schreitet. Ob nicht auch mit dem Alter eine Zunahme der Dehnbarkeit der Wandungen eintritt, die ein Nachgeben der elastisch gedehnten Wandungen der Zellen der Unterseite herbeiführt, bleibt noch dahingestellt. Es geht ja bekanntlich in einer Wurzel die spröde und biegungsstarre Spitzenzone in eine ganz biegsame über, wovon man sich durch künstliche Biegung leicht überzeugen kann. (Vgl. hier- zu auch Sachs III, S. 752.) Die Versuche ließen weiterhin erkennen, daß sich die Abwärts- krümmung nach einiger Zeit entweder am Klinostaten oder auch in vertikaler Stellung wieder ausglich, jedoch nur in der noch wachstums- fähigeu Spitzenzone. Ob mit der Zeit auch die älteren Teile ihre Krümmung wieder ausgleichen, wie dies neuerdings Simon (1912, S. 139) beobachtet hat, konnte ich nicht feststellen, da ich meine Versuche nicht auf so lange Zeit ausdehnte. Es dürften sich aber die durch die angegebene Methode erhaltenen Krümmungen sehr gut zum weiteren Studium dieser Frage eignen. 147 Beim Abtöten der Wurzeln in heißem Wasser ging die realisierte Abvvärtslirtimmung nicht wieder zurück, sie war also durch Wachstum fixiert worden. Es wurden nun noch einige Versuche mit Röhrchen ohne Fließ- papier angestellt. Ich wollte dadurch erfahren, ob die Reibung an dem Fließpapier die Wirkung des geotropischen Reizes verstärkt, wie dies Sachs (II, S. 437) und Pfeffer (I, S. 373) annehmen, oder ob die günstigen Resultate nur auf eine bessere Bewässerung zurück- zuführen waren. Es muß aber gleich hier erwähnt werden, daß ich zu keinem einwandfreien Ergebnis gelangt bin. Die Röhrchen wurden kurz vor dem Einfuhren der Wurzeln durch Eintauchen in Wasser angefeuchtet, wobei auch einzelne Tropfen in ihnen hängen blieben. Die übrige Versuchsanordnung war dieselbe, wie auf Seite 143 angegeben. Die Versuche sind in der Tabelle IX zusammengestellt, in der ebenfalls nur die Durchschnittswerte aus einer größeren Anzahl gleichwertiger Versuche eingetragen sind. Tabelle IX. Ver- such Objekt Anzahl Ver- suchs- dauer Urspr. Länge Zuwachs Länged. Krüm- mung Länge des Krüm- mungs- radius 57 58 Vicia Faba Lupiniis albus großsamig. 8 Stück 6 -- 23 Std. 23 '- 35 mm 34,3 -' 20,6 — 58,8% 25 — 72,8% 20 mm 21,2 -' 17,5 mm 10 Die Versuche haben ergeben, daß diese Wurzeln ebenfalls eine Abwärtskrümmung ausführten, doch war die Krümmung nicht so intensiv wie bei den früheren Versuchen. Der Krümmungsbogen mit dem kleinsten Krümmungsradius war bedeutend kürzer, und der Krümmungsradius war im Durchschnitt einige Millimeter länger. Weitere Untersuchungen nach dieser Richtung hin wurden nicht an- gestellt. Es muß also die Frage offen bleiben, ob das Auslegen der Röhrchen mit Fließpapier und damit das Zustandekommen einer stärkeren Reibung den angedeuteten Einfluß hat, oder ob nur eine bessere Bewässerung die günstigen Resultate erzielen ließ. Einige angestellte Versuche mit vollständig eingegipsten Wurzeln, die einen Tag lang horizontal lagen, bestätigten die Angaben Pfeffers (I, S. 416), daß die Wurzeln weder sogleich nach dem Befreien, noch nach Injektion mit Wasser eine Abwärtskrümmung ausführen. Damit ist aber noch nicht gesagt, daß im Gipsverband der geotropische Reiz keine Wachstumsvorgänge ausgelöst hat, wie dies Czapek (1895, S. 28) annimmt. Pfeffer erklärt diese Erscheinung so (I, S. 320), daß in dem aktiven Spitzenteil die Interzellularen ziemlich klein sind 10* R. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. 148 und in dem ebenfalls aktiven Urmeristen gänzlich fehlen. Dadurch wird zugleich von innen eine völlige Widerlage geschaffen und ein Ausbiegen im Innern unmöglich gemacht. Wir müssen annehmen, daß das Flächenwachstum nach Entspannung der Zellhaut nicht weiter fortgesetzt wird. Es können daher in einer eingegipsten Wurzel auch nur geringe Spannungen auftreten, die eine Schnellkrümmung nicht bewirken können. Abschnitt X. Der Ausgleich mechanischer Krümmungen. Zum Schluß seien noch einige Versuche mitgeteilt, die sich mit dem Ausgleich der Spannungen befassen, die durch künstliche Biegung rein mechanisch entstanden waren. Solche Versuche sind auch schon von Sachs (III, S. 753 ff.) ausführlich beschrieben worden, und es sei daher gleichzeitig auf seine Aufzeichnungen hingewiesen. Die Versuche wurden mit Hypokotylen ausgeführt. Unterhalb der Kotyledonen war eine Lederschlinge angebracht, an der ein Zwirnsfaden befestigt war. Eine Rolle, über die dieser Faden geleitet wurde, war ungefähr in der Höhe des Topfrandes an einem daneben stehenden Stativ befestigt. Die Spannung des Fadens wurde durch kleine Bleikugeln erreicht, die zur Vermeidung einer ruckweisen Biegung vorsichtig ohne große Erschütterung auf eine am Ende des Fadens befindliche Pappschale gelegt wurden. Auf diese Weise wurde das Hypokotyl, welches vertikal stand, allmählich über eine Glasröhre gebogen. Nach einiger Zeit durchschnitt ich die Lederschlinge und das Hypokotyl schnellte wieder empor. Die Versuche waren vor der Zeichencamera aufgestellt, so daß jederzeit bequem die Lage des Hypokotyls abgezeichnet und vor allem der Verlauf der Autkrünimung genau beobachtet werden konnte. Die Versuche ließen erkennen, daß die einer Pflanze durch gewaltsames Biegen aufgenötigte Krümmung nicht beibehalten wird, vielmehr schnellt nach dem Befreien von der biegenden Kraft die Pflanze momentan wieder zurück. Durch das gewaltsame Biegen ist jedoch im Gegensatz zu den bisherigen Versuchen die konkave Seite zusammengepreßt, die konvexe ausgedehnt worden. Letztere hat sich in Zugspannung befunden und hat infolge der Elastizität der Wandungen dem gewaltsamen Ausdehnen durch Biegen einen Widerstand ent- gegengesetzt. Nach Beseitigung der biegenden Kraft sucht sie sich auf die ihr zukommende Länge wieder zurückzuziehen. Die konkave Seite dagegen hat sich in Druckspannung befunden. Sie ist zu- sammengepreßt worden und ist bestrebt, sich wieder auszudehnen. Wir treffen also hier dieselben Erscheinungen au, wie bei einer an der geotropischen Krümmung gehinderten Pflanze. Der Unterschied 149 besteht nur in der Entstehung der Spannungen. Bei der Verhinderung der geotropischen Krümmung wurden diese durch die verschiedene Wachstumstätigkeit der antagonistischen Seiten erzeugt, hier sind sie rein mechanisch durch eine von außen v^irkende Kraft entstanden. Der Ausgleich der Spannungen ist aber beide Male ein rein mechanischer Vorgang, der einmal zu einer Krümmung führt, die sich allmählich verstärkt, das andere Mal ein Geradestrecken anstrebt. Freilich wird diese Geradestreckung nicht vollkommen erreicht. Nach einem momentanen Zurückschnellen verlangsamt sich die Bewegung und bleibt schließlich stehen. In diesem Augenblick sind die künstlich erzeugten Spannungen wieder aufgehoben. Daß die Ausgaugslage nicht wieder ganz erreicht wird, mag daran liegen, daß durch das gewaltsame Biegen Zerrungen und Dehnungen über die Elastizitäts- grenze hinaus erfolgt sind, worunter Sachs innere, zum Teil bleibende Veränderungen versteht. Bei der Verhinderung der geotropischen Krümmung konnten wir eine Überdehnung der Oberseite durch die Wachstumsvorgänge in der Zwangslage nicht konstatieren. Bei der künstlichen Biegung ist also eine Verlängerung der Zellwände der konvexen Seite eingetreten, die zunächst beibehalten wird. Mit der Zeit tritt dann in den noch wachstumstätigeu Zonen eine entsprechende Gegenreaktion ein, die je nach der Versuchsanstellung am Klinostaten oder durch Vertikalstellung selbstregulatorisch auftritt oder durch die Einwirkung des Geotropismus hervorgerufen wird. Dadurch wird die Krümmung wieder ausgeglichen. In ausgewachsenen Partien, wie dies in der gekrümmten Basalzone beobachtet werden konnte, bleibt von der aufgedrängten Krümmung gewöhnlich ein Stück erhalten. Es wurden dann noch einige Versuche mit Wurzeln nach der von Sachs (II, S. 393) angegebenen Weise ausgeführt und dieselbe Be- obachtung gemacht, daß nämlich die künstliche Krümmung nicht wieder vollkommen ausgeglichen wird. Die Versuche wurden mit Wurzeln von Vicia Faha und Lupinus albus angestellt. Die Wurzel war in einer hinter der Wachstumszone gelegenen Partie am stärksten ge- krümmt. Wurde sie befreit, so schnellte sie sogleich wieder der Aus- gangsstelle zu. Die Rückkrümmung ging erst plötzlich vor sich, um dann immer langsamer zu werden. Schließlich blieb sie ein ganzes Stück vor der Ausgangsstellung stehen. Sachs meint, daß „während des Biegens innere, zum Teil bleibende Veränderungen stattfinden, die sehr rasch, wie es scheint, im Augenblick der Krümmung selbst, und zwar vorwiegend in der jüngeren, aber vollkommen ausgewachsenen Region auftreten." Diese inneren Veränderungen bestehen nach meiner Meinung in einer Überdehnung über die Elastizitätsgrenze. Durch den Vorgang wird somit angedeutet, daß die Elastizität der Wurzeln eine sehr unvollkommene ist. R. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. - 150 Nach Fertigstellung der vorliegenden Arbeit erschien die schon mehrfach angeführte Abhandlung von Simon: „Untersuchungen über den autotropischen Ausgleich geotropischer und mechanischer Krüm- mungen der Wurzeln", die jedoch während der Versuche nicht mehr berücksichtigt werden konnte. In dem Abschnitt VI „Der Ausgleich mechanischer Krümmungen" ist u. a. dargelegt, daß die in aus- gewachsenen Zonen gekrümmten Wurzeln nach ihrer Befreiung nur einen kleineren Teil sogleich elastisch wieder ausgleichen, was also auch mit meinen Beobachtungen übereinstimmt. Des weiteren hat dann Simon festgestellt, daß im Verlauf der folgenden Tage auch die noch restierenden Krümmungen einen mehr oder weniger starken Rückgang erfahren können. Er spricht die Vermutung aus, daß es sich bei einem derartigen Rückgang um rein elastische Nachwirkungen handelt. Da meine Versuche nicht auf so lange Zeit ausgedehnt wurden, konnte ich die nachträgliche Rückkrümmuug nicht beobachten. Zusammenstellung einiger Ergebnisse. Wurde eine Pflanze in der horizontalen Zwangslage festgehalten und nach einiger Zeit befreit, so schnellte sie sofort ein beträchtliches Stück empor. Die Emporkrümmung erreichte dabei jedoch nicht momentan ihren Endwert, sondern von einem gewissen Zeitpunkte an verlangsamte sich die Bewegung, bis sie schließlich ganz nachließ. Diese Schnellbewegung ist als ein mechanischer Ausgleich der in der Pflanze durch Verhinderung der geotropischen Krümmung entstandenen Spannungsunterschiede anzusehen. Diese sind Folgeerscheinungen verschiedener Wachstumstätigkeit in den opponierten Seiten. Die Oberseite ist in Zugspannung, die Unterseite in Druckspannung versetzt worden. Nach dem Befreien von dem Hemmnis dehnte sich die zu- sammengepreßte Unterseite aus und die ausgedehnte Oberseite zog sich zusammen. Die Form der Schnellkrümmung war nicht die eines Kreisbogens, sondern es gab eine Stelle mit einem kleinsten Krümmungsradius, die mit der Zone des intensivsten Längenwachstums zusammenfiel. Man kann die Form der Schnellkrümmung mit der einer Parabel ver- gleichen, deren Scheitel in der am stärksten wachsenden Zone liegt. Im allgemeinen erstreckte sich eine Schnellkrümmung genau soweit basalwärts wie eine freie Krümmung. In der Basalzone war erstere jedoch bedeutend weniger intensiv. Hier waren daher nur geringere Spannungen zur Entwicklung gekommen. Die Zunahme der Elastizität der Wandungen und die Abnahme der Wachstumsiutensität sind dabei mitwirkende Faktoren, die bei einigen Pflanzen das Auftreten stärkerer Spannungen und deren Ausgleich auf einer längeren Basalstrecke ganz unmöglich machen. 151 Waren die Spauuungen einmal ausgebildet, so blieben sie be- stehen, auch wenn die betreffende Stelle inzwischen ausgewachsen war. Es beteiligten sich dann auch ausgewachsene Partien am Schnellen. Wie eine freie Krümmung, so konnte auch eine Schnellkrümmung durch Einwirken eines neuen geotropischen Reizes wieder ausgeglichen werden. Der Ausgleich erfolgte aber nur dann, wenn in der be- treffenden Zone das Längenwachstum noch nicht erloschen war. War dies der Fall, wie z. B. in der Basalzone, so blieben beide Krüm- mungen an dieser Stelle erhalten. Bei etiolierten Hypokotylen konnte festgestellt werden, daß die Schnellkrümmung bisweilen bedeutend intensiver ausgeführt wurde als bei grünen. Der Grund hierfür wurde in der intensiveren Wachstums- tätigkeit und der Beschaffenheit der Gewebe gesehen, die eine Aus- bildung von stärkeren Spannungen bewirkte. Aus der Länge der Wachstuniszone mit gleicher Intensität ergab sich eine gedrungenere Form der Krümmung. In einem Versuch mit Lupiniis albus hatte sie ungefähr die Gestalt eines Kreisbogens. Bei abgeschnittenen Sprossen wurde nachgewiesen, daß sich die Schnellkrümmung aus zwei Teilen zusammensetzt. Der eine Teil stellt den rein mechanischen Ausgleich der Spannungen dar, der mit großer Heftigkeit einsetzt und in der elastischen Nachwirkung aus- klingt. Der andere Teil, der erst später zur Geltung kommt, beruht auf geotropischer Nachwirkung. Letztere ist auf neues Wachstum zurück- zuführen. Total eingegipste Pflanzen führten nach dem Befreien aus der Zwangslage eine weniger starke Schnellkrümmung aus. Dadurch wird jedoch angedeutet, daß auch bei vollständiger mechanischer Hemmung in der Pflanze Spannungen entstanden sind. Bei diesen Versuchen war. ein längeres Stück an der Basis gerade geblieben. Die Versuche mit halbierten Sprossen ließen erkennen, daß die primär vorhandene Gewebespannung nach dem Halbieren in der oberen Hälfte fördernd auf die Schnellkrümmung einwirkt, während sie in der unteren Hälfte die Krümmung hemmt. Durch einsetzende innere Wachstumsvorgänge wurde ein Aus- gleich der Spannungen ohne Schnellkrümmung erzielt. Dies wurde durch Drehung der Objekte um 180*^ und am Kiinostaten erreicht. In letzterem Falle waren die Wachstumsvorgäuge autotropischer Natur, sie waren als Auslösung des Reizes anzusehen, der durch die Spannungen in der Pflanze neu geschaffen worden ist. Durch Messungen mit dem Horizontalmikroskop wurde bei Silphium Hornemannü die absolute Verlängerung der Unterseite und die ab- solute Verkürzung der Oberseite nach dem Schnellen konstatiert. Die Frage, ob in der horizontalen Zwangslage eine Ausbauchung in R. Morgenstern, Über den mechanischen Ausgleich etc. 152 der unteren Hälfte stattfindet, konnte nicht befriedigend beantwortet werden. Die verwendeten Knotenpflanzen glichen nach dem Befreien von dem Hemmnis die Spannungen ebenfalls in einer Schnellkrümmung aus, die anfangs plötzlich erfolgte und dann schließlich in die End- stellung überführte. Es wurden jedoch nicht so starke Krümmungen erhalten, wie sie bei ungehinderten Pflanzen in derselben Zeit an- getroffen werden. Bei der Hemmung durch totales Eingipsen fielen sie noch schwächer aus. Nach Abtöten der Pflanzen ging die Schnell- krümmung nicht zurück. Auch die Wurzeln führten bei geeigneter Versuchsanstellung nach dem Befreien von dem Hemmnis eine plötzliche Abwärtskrümmung aus, die einer Schnellkrümmung gleichkam. Sie war nach wenigen Minuten beendet. Auch hier beteiligten sich ausgewachsene Partien am Schnellen, Total eingegipte Wurzeln krümmten sich nach dem Be- freien nicht abwärts. Die zum Schlüsse angeführten Versuche mit gewaltsam gebogenen Hypokotylen und Wurzeln bestätigten die Angaben von Sachs. Bei dem Ausgleich der entstandenen Spannungsunterschiede handelte es sich, wie auch bei den durch Verhinderung der geotropischen Krüm- mung hervorgerufenen, um einen rein physikalischen Vorgang. Die Krümmung wurde zunächst plötzlich ausgeführt und ging dann schließ- lich in langsamere Bewegung über. Die Ausgangslage wurde jedoch nicht ganz wieder erreicht, da durch das gewaltsame Biegen die Elastizitätsgrenze überschritten worden war. 153 Literatur. (Die hier angegebenen Seitenzahlen beziehen sich auf den Anfang der Arbeiten in den betr. Zeitschriften.) Ball, Der Einfluß von Zug auf die Ausbildung von Festigungsgewebe. Jahrb. f. wiss. Botanik. Bd. 39. 1904. S. 305. Baranetzky, Über die Ursachen, welche die Richtung der Äste und Strauch- arten bedingen. Flora. Erg.-Bd. 1901. S. 138. Barth, Die geotropischen Wachstumskrümmungen der Knoten. Inaug.-Dissert. Leipzig 1894. BUcher, Anatomische Veränderungen bei gewaltsamer Krümmung und geo- tropischer Induktion. Jahrb. f. wiss. Botanik. Bd. 43. 1906. S. 271. Czapek, Untersuchungen über Geotropismus, Jahrb. f. wiss. Botanik. Bd. 27. 1895. S. 243. De Vries (1), Sur les causes des mouvements auxotoniques des organes vegetaux. Archives Neerlandaises 1880. Tome XV. — (II), Über die Aufrichtung des gelagerten Getreides. Landwirtschaft!. Jahr- bücher 1888. Bd. 9. S. 473. — (III), Über die Dehnbarkeit wachsender Sprosse. Arbeiten des botanischen Instituts in Würzburg. Bd. I. 1874. S. 519. Fitting, Untersuchungen über den Haptotrophismus der Ranken. Jahrb. f. wiss. Botanik. Bd. 38. 1903. S. 545. Hallbauer, Über den Einfluß allseitiger mechanischer Hemmung durch einen Gipsverband auf die Wachstumszone und die innere Ditt'erenzierung der Pflanzen. Inaug.-Dissert. Leipzig 1909. Kohl, Die Mechanik der Reizkrümmungen. Marburg 1894. Kraus, Die Gewebespannung des Stammes und ihre Folgen. Botanische Zeitung 1867. Bd. 25. S. 105. Meischke, Über die Arbeitsleistung der Pflanzen bei der geotropischen Krüm- mung. Jahrb. f. wiss. Botanik. Bd. 33. 1899. S. 337. Miehe, Über correlative Beeinflussung des Geotropismus einiger Gelenkpflanzen. Jahrb. f. wiss. Botanik. Bd. 37. 1902. S. 527. NoU, Beitrag zur Kenntnis der physikalischen Vorgänge, welche den Reiz- krümmungen zu Grunde liegen. Arbeiten d. botanischen Instituts in Würz- burg. Bd. IIL 1888. S. 496. Ohno, Über das Abklingen von geotropischen und heliotropischen Reizvorgängen. Jahrb. f. wi.ss Botanik. Bd. 45 1908. S. 601. 154 Pfeffer (I), Druck und Arbeitsleistung durch wachsende Pflanzen. Bd. 20 der Abhandl. d. math.-phys. Klasse d. Kgl. Sachs. Gesellschaft d. Wissenschaften. 1893. S. 235. — (II), Pflanzen-Physiologie. 2. Aufl. 1904. Bd. II. — (III), Der Einfluß von mechanischer Hemmung und von Belastung auf die Schlafbewegungen. Bd. 32 d. Abhandl. d. math.-phys. Klasse der Kgl. Sachs. Gesellsch. d. Wiss. 1911. S. 163. Sachs (I), Längenwachstum" der Ober- und Unterseite horizontal gelegter und sich aufwärts krümmender Sprosse. Arbeiten d. botan. Instituts in Würz- burg. Bd. I. 1874. S. 193. — (II), Über das Wachstum der Haupt- und Nebenwurzeln. Arbeiten d. botan. Instituts in Würzburg. Bd. I. 1874. S. 385. — (III), Lehrbuch der Botanik. 4. Aufl. 1874. Schtscherback, Die geotropische Reaktion in gespaltenen Stengeln. Beihefte zum bot. Zentralblatt. Bd 25. 1910. S. 358. Simon, Untersuchungen über den autotropischen Ausgleich geotropischer und mechanischer Krümmungen der Wurzeln. Jahrb. f. wissensch. Botanik. Bd. 51. 1912. S. 81. Wiedersheim, Studien über photonastische und thermonastische Bewegungen. Jahrb. f. wiss. Botanik. Bd. 40. J904. S. 230. Wiesner, Das Bewegungsvermögen der Pflanzen. 1881. Physiologiscli-systematisclie Untersuchungen über die Verwandtschaften der Angiospermen. Von Carl Mez und Kurt Gohlke. Unser System ist durch induktiven Vergleich, durch Zusammen- stelking- des Ähnlichen und Abtrennung des Unähnlichen entstanden. Im Bewußtsein dessen, daß alle die Urteile, welche zur Systembildung geführt haben, auf subjektiven Gefühlen von Ähnlichkeit und Un- ähnlichkeit basieren, wurde neuerdings von mehreren Seiten versucht, auf andere als die bisher für wichtig gehaltenen Ähnlichkeiten hin das System auszubauen, abzuändern, umzustürzen. Ganz allgemein wurden phylogenetische Anschauungen eingeführt und bewußt ver- treten: die Systematiker, welche im System nur das Fachwerk zum Unterbringen ihrer Studienobjekte sahen, sind ausgestorben. So ist eine Gährung in unserer Wissenschaft zu beobachten, die immer dringender nach Klärung verlangt. Mit am undurchsichtigsten sind die phylogenetischen Verhältnisse zwischen den Formenkreisen der Phanerogamen. Immerhin hat die neue Bewegung in der Syste- matik, nicht zum wenigsten auf die in Einzelheiten oft phantastischen Darlegungen Hai Hers hin, den Fundamentalsatz aufgestellt, daß die Phanerogamen eine große Reduktionsreihe darstellen. Teils Folgerung hieraus teils weitere Erkenntnis sind die Sätze, daß 1. die Ranales die primärsten Angiospermen sind; 2. daß die Monocotylen vom Dicotylenstamm abzweigen; 3. daß die Sympetalen nicht mono- phyletisch sind. Alles andere aber liegt in jedem Detail bisher unklar. Ob die Gymnospermen mono- oder pleiophyletisch; ob die Monocotylen tief unter den Ranales oder in der Nähe der Magnoliaceen abzweigen- wie die Reihen der Archichlamydeen an die Ranales ansetzen; wie die Formen mit einfachen und bisher allermeist als primär angesehenen Blüten von den mit reich entwickelten versehenen abzuleiten und die dadurch charakterisierten Reihen einigermaßen wahrscheinlich unter- zubringen sind: das alles ist umstritten und jede Meinung vermag, da sie im wesentlichen auf systematischem „Gefühl" beruht, mit Gründen gestützt zu werden. Von ungleichem Ausgang unter der Carl Mez und Kurt Gohlke, Physiologisch-systematische Untersuchungen ete. 15G Wirkung gleicher formender Einflüsse hervorgebrachte Ähnlichkeiten — Konvergenzen — müssen notwendiger Weise gerade in Reduktions- reihen häufig sein; die Entscheidung, ob Konvergenz oder wirkliche Verwandtschaft gleiche morphologische Ausbildung bedingt, ist in Fällen, wie sie uns besonders im Reich der Dicotylen so überaus häufig begegnen, vielfach gar nicht zu treffen. Und wo, wie dies bezüglich jedes Darstellers der Gesamtheit des Systems geschieht, eine Entscheidung in solchen Fragen verbis expressis gefordert wird, wo Systematik als Wissenschaft vorzutragen ist, kommt das Bewußt- sein des Nebels, der alles umhüllt, besonders stark zum Eindruck. Dabei haben wir es bei den Angiospermen mit Verhältnissen zu tun, die an sich für den Aufbau eines phylogenetischen Systems nicht einmal besonders ungünstig liegen. Schon die relativ kurze Differenziationszeit unserer höhern Pflanzen (seit der Kreide, also in noch nicht übermäßig weit zurückliegenden Perioden scheint die ganze Verzweigung des Stammbaums vor sich gegangen zu sein) läßt uns die Hoffnung begründet erscheinen, daß wir zu einem wirklich ob- jektiven Ergebnis unserer Studien gelangen können. Vergleicht man damit z. B. den Stamm der Insekten mit seiner so unvergleichlich viel älteren Eutwickelung, so tritt der Unterschied zwischen unserem und zwischen zoologischen Systemen klar hervor. Tatsächlich existiert kaum eine Familie der höheren Pflanzen, bezüglich deren nicht be- gründete Meinungen über ihre nähere und entferntere Verwandtschaft geäußert sind. Und wer jemals versucht hat, die Charaktere der Pflanzenfamilien scharf, definitionsmäßig zu fassen, der weiß, daß die vom Typus abweichenden Formen alle Grenzen verwischen. Dies ist aber ein Hinweis darauf, daß wir heute noch dem Ursprung und der differenziellen Entwickelung der Angiospermen nicht allzu ferne stehen. Wir haben weniger, als dies allermeist geschieht, bei unseren Be- mühungen mit ausgestorbenen Formen zu rechnen; wir dürfen mit unserem Urteil die große Zaghaftigkeit, die öfters so wissenschaftlich erscheint, zu überwinden versuchen. Aus dem Bedürfnis, alles aufzubieten, was irgend geeignet er- scheint, die Systematik insbesondere der höheren Pflanzen auf eine festere Basis zu stellen, habe ich im Königsberger botanischen Institut unter meiner Leitung und steten Überwachung eine Sammelforschung über die Eiweiß-Verwandtschaft der höheren Pflanzen ins Werk ge- setzt. Die vorliegende Mitteilung stellt eine vorläufige Veröffentlichung der ersten, zusammen mit vier Schülern gewonnenen Ergebnisse dar. Nachdem es als erstem Uhlenhuth gelungen war, die Eiweiß- stoflfe verschiedener Vogeleier biologisch von einander zu unterscheiden, hatte derselbe Forscher gleichzeitig die Erfahrung gemacht, daß die Eier nahe verwandter Spezies sich auf diesem physiologisch-chemischem 157 Wege nicht differenzieren lassen. Dieser ersten Verwandtsehafts- Feststellung mit Hilfe der Serum-Keaktionen folgten bald die größeres Aufsehen machenden Konstatierungen von Uhlenhuth, Wassermann und Stern, daß die echte „Blutsverwandtschaft" des Menschen mit den Primaten sich durch serologische Methoden erweisen läßt. Bald folgte durch Kowarski der Nachweis, daß auch pflanzliches Eiweiß auf diesem Wege differenziert werden kann; speziell im Interesse der Untersuchung von Nahrungsmitteln und für die Landwirtschaft wichtigen pflanzlichen Rohstoffen wurde die Methode von Mehreren behufs Differenziation und Wiedererkennung einzelner Objekte erprobt und günstig beurteilt. Die Erfordernisse der biologischen und ärztlichen Praxis, Unter- schiede für auf anderem Wege schwer oder nicht unterscheidbare pflanzliche Organismen zu erhalten, beherrschen die ersten ausge- sprochen systematischen Versuche auf dem neuen Gebiete: Ohne Erfolg versuchte Schütze Hefearten, Citron die Favus erregenden Trichophyton-Arten serologisch zu differenzieren. Die von Magnus und Friedenthal aufgefundene Eiweiß -Verwandtschaft von Tuber mit Saccharomyces erschien manchen Fachgenossen mehr als Kuriosum wie als positive Erkenntnis, umsomehr, als bei diesen Versuchen die Reaktion zwischen den genannten Formenkreisen nur einseitig und nicht, wie dies logisch notwendig ist, reziprok erfolgte. Diskreditiert wurde die Methode durch die Veröffentlichung von Mießner, der mit von Vicia Faba ausgehend gewonnenem Kaninchen- Immunserum wild durcheinander Reaktionen auf Leguminosen und Gramineen erhalten haben will und dies Ergebnis als sehr beweisend für die Brauchbarkeit der Serum-Diagnostik anpries; die Polemik Dunbars gegen Magnus und Friedenthal folgte; bei Versuchen, auf serologischem Weg die Verwandtschaft von Adoxa zu erklären, hatte Sturm keine Ergebnisse. So konnte das Urteil bezüglich der Methode sich in der Botanik wohl bilden und befestigen, „que le feu ne vaut pas la chandelle". Unsere ersten und zugleich eingehendsten Untersuchungen waren zunächst auf die Methode au sich zu richten; durch ausgedehnteste Prüfungen mußte zunächst festgestellt werden, ob überhaupt Ergeb- nisse von einigem Wert erhältlich sind. Dann aber sind durch die medizinische Forschung mehrere Wege gefunden worden, die relativ verschieden und besonders theoretisch recht abweichend sind. Ihre Brauchbarkeit an sich und ihre Verwendbarkeit speziell für unsere botanischen Bedürfnisse mußte zunächst völlig einwandfrei klargestellt werden. Bei der Auswahl der anzuwendenden Methoden war demnach in erster Linie ihre allgemeine wissenschaftliche Zuverlässigkeit, in zweiter Carl Mez und Kurt Gohlke, Physiologisch-systematische Untersuchungen etc. 158 aber auch besonders ihre Brauchbarkeit für spezielle botanische Zwecke zu berücksichtigen. Es kann nicht übersehen werden, daß zwischen Betrieb und Arbeitsart von botanischen und medizinischen Instituten nicht nur, sondern auch zwischen der speziellen Vorbildung der Arbeitenden wesentliche Differenzen bestehen. Auch muß, in An- betracht der an sich geringen finanziellen Ausstattung botanischer Institute, auf die Billigkeit der Methode geachtet werden. Ankauf und Unterhalt sowie die nötige höchst penible Wartung der Versuchs- tiere erfordern Aufwendungen, die nicht unwesentlich das übersteigen, was normal eine botanische Arbeit kostet. Wegen des unmäßigen Verbrauchs von Versuchstieren mußte zunächst die Methode der Anaphylaxie-Untersuchungen ausscheiden- auch ohne daß die anaphylaktischen Erscheinungen mit Absicht herbei- geführt werden, treten sie leider bei der normalen Imrauuisation der Tiere oft genug auf und führen zum Verlust von Versuchstieren, auf die nicht nur Kosten, sondern auch, was schwerer wiegt, schon wochenlange Arbeit verwendet worden ist. Wird bedacht, daß bei Anwendung der Anaphylaxie von jeder als Antigen benützten Spezies aus Hunderte von Versuchstieren aufgebraucht werden (wenn sie auch nicht immer sterben, so darf doch der Sauberkeit der Untersuchung wegen kein Tier zum zweitenmal Verwendung finden), so fällt die Verwendung der Anaphylaxie als Arbeitsmethode für botanisch-syste- matische Zwecke von vornherein weg. Sie wäre aber, selbst wenn diese der Methode innewohnenden Mißstände nicht vorhanden wären, dennoch für den Botaniker nicht geeignet. Denn bei der ana- phylaktischen Methode kommt es darauf an, bei den Versuchstieren Krankheitserscheinungen hervorzubringen. Solche können aber vom Botaniker ebensowenig beurteilt werden, wie dieser imstande ist, an einem eingegangenen Tier die Todesursache mit Sicherheit festzustellen. Auch die Komplement -Bindungsmethode eignet sich nicht für botanische Forschungen. Zunächst erfordert sie zur BiJdung der haemolytischen Systeme jeweils noch zwei weitere Versuchstiere anderer Art als das immunisierte; die an sich dem Botaniker fremde Tierhaltung würde demnach noch weiter vergrößert. Ganz besonders aber sind die Ergebnisse der Komplement-Bindungsmethode zu speziell. Mit Hilfe dieser Methode gelingt es am sichersten, das zur Immunisation verwendete Antigen zu diagnostizieren, dagegen versagt sie, wenn das Antigen nicht absolut identisch ist. Sollte, wozu in der Systematik kein allgemeineres Bedürfnis vorliegt, die Frage gelöst werden müssen, ob ein vorliegendes Exemplar oder Teile eines solchen wirklich zu einer bestimmten Spezies gehören, so liefert die Komplement-Bindungs- methode die klarste Antwort. Dagegen versagt sie, wenn es gilt, weitere Verwandtschaftskreise zu umfassen. Daß anderseits die 159 engste Begrenzung der Wirksamkeit gerade diese Methode für viele Fälle der angewandten Botanik, besonders die Nahrungsmittel-Unter- suchung, hervorragend geeignet macht, liegt auf der Hand. Die beiden anderen noch im Gebrauch stehenden sero-diag- nostischen Methoden, die Praezipitatiou und die Konglutination, sind beide für botanische Untersuchungen geeignet; jede hat ihre besonderen Vorzüge. Die Praezipitatiou, die älteste dieser Ausarbeitungen, er- fordert nur Antigen und Immunserum; sie ist deshalb besonders ein- fach und wird, selbst wenn die Konglutination als Hauptmethode angewandt wird, mindestens auxiliär stets gebraucht werden. Schon die überaus wichtige Frage, ob bei einem Versuchstier Immunität durch das Antigen erzeugt ist und wie hoch diese Immunität ge- stiegen ist: mit andern Worten, ob das Versuchstier überhaupt brauch- bar geworden ist (was keineswegs immer der Fall ist), diese Frage wird mit Hilfe der Praezipitations-Methode beantwortet. Ein besonderer Vorteil der Praezipitatiou ist darin zu sehen, daß die Praezipitogene relativ beständig sind, daß also die Verwendung des Serums auf nicht allzu kurze Zeit beschränkt bleiben muß. — Leider haben, was besonders betont sei, unsere Untersuchungen mit pflanzlichen Eiweiß- arten ergeben, daß die medizinischen Angaben über fast unbegrenzte Haltbarkeit der vor Licht geschützten und im Eisschrank aufbewahrten Imniuusera für botanische Zwecke nicht völlig zutreffen. Der medi- zinischen Forschung sind die für uns maßgebenden Reaktionen in die Ferne nicht geläufig. In dieser Beziehung tritt eine Abschwächung der Wirkung beim Aufbewahren (wie es scheint) immer ein; die ent- ferntesten Verwandtschaften, die mit ganz frischem Serum noch un- zweideutig erreicht wurden, vermochten ältere Sera nicht immer erkennen zu lassen. Aber es wird unten zu zeigen sein, daß auf schwache Reaktionen von uns überhaupt keine Schlüsse aufgebaut werden und für die näheren Verwandtschaften (also z. B. von den Magnoliaceae bis zu den Ranunculaceae über Anonaceae, Calycan- thaceae, Menispermaceae, Berberidaceae hinweg) reicht auch ein etwas abgeschwächtes Serum immer noch. Dies gilt aber nur für die Praezipitations-Methode. — Der hauptsächliche Nachteil dieser Methode besteht darin, daß ihre Anwendung relativ große Mengen Immunserum erfordert; da ein Tier nur eine begrenzte Menge Serum liefert, die Zahl der damit anzustellenden Reaktionen bei unsern Versuchen aber eine sehr große war, so sind wir mit der Praezipitatiou nicht weit genug gekommen und haben hauptsächlich aus diesem Grunde wesent- lich mit der folgenden Methode gearbeitet. Die Konglutination ist insofern komplizierter als die Praezipitation, als zu ihrer Anwendung noch das Serum eines Wiederkäuers (wir verwenden Rinderserum) gebraucht wird. Dies ist aber von jedem Carl Mez und Kurt Gohlke, Physiologisch-systematische Untersuchungen etc. 160 Schlachthof mit Leichtigkeit stets frisch erhältlich, und da die Mani- pulationen bei der Konglutination nicht verwickelter sind als bei der Praezipitatiou, so ist die Methode gleichfalls für botanische Zwecke wohl geeignet. — Die Vorteile der Konglutinations-Methode bestehen in ihrer idealen Empfindlichkeit, welche die der Praezipitation wesent- lich überragt, und besonders in dem dabei auftretenden geringen Immunserum-Verbrauch. Man kommt mit der Konglutination viel weiter und kann von einem immunisierten Tier aus Hunderte von Einzelversuchen macheu. Nachteilig ist bei der Methode die rasche Vergänglichkeit der im Rinderserum enthaltenen Konglutine. Des- halb erfordert die Konglutinations-Methode ein durchaus ununter- brochenes Arbeiten. Man wird aber kein irgendwie wichtigeres Ergebnis für glaub- würdig halten, das nicht auf dem Weg beider Methoden, der Prae- zipitation und der Konglutination, gesichert wurde. Denn wer mit Hilfe^ der Serum-Reaktionen Untersuchungen über Verwandtschaften anzustellen hat, muß sich dessen stets bewußt sein, daß die Fehlerquellen überaus häufig und nur mit größter Vorsicht zu vermeiden sind. Schon die absolute Empirie der gesamten Methoden, die Tatsache, daß wir von den Vorgängen beim Eintritt der Reaktionen auch nicht die geringste Vorstellung haben, muß zur Vorsicht mahnen- Doch gewinnt, wer mit den Methoden gearbeitet hat, bald völliges Vertrauen zu zweifellos ausfallenden Niederschlägen; dieses Vertrauen wird nicht nur gestützt durch die täglich hundertfältige Verifikation, die die sero-diagnostischen Methoden in der ärztlichen und besonders gerichtsärztlichen Praxis erfahren, sondern auch bei botanischen Untersuchungen durch Proben mit dem Arbeitenden unbekannten Samen, die stets zweifelsfrei das richtige Ergebnis liefern. Diese Art der Kontrolle ist für die Leitung einer größeren Zahl von Praktikanten, bei deren Versuchen man nicht immer dabei sein kann, von absoluter Notwendigkeit; nur dadurch, daß man regelmäßig bei jeder Reaktions- serie eine Anzahl verdeckter Samenpulver mit bearbeiten läßt, wird zugleich die Aufmerksamkeit der Arbeitenden w^ach gehalten und die Kritik geschärft. Auto-Suggestionen mit bedenklichen Folgen müssen bei den Serum-Untersuchungen besonders sorgfältig vermieden werden. Daß die Serum-Diagnostik in der Botanik bisher für systematische Zwecke noch so gut wie garnicht verwendet wurde, hat die großen Schwierigkeiten ihrer dem Botaniker au sich fernliegenden Methoden zur Ursache. Zunächst ist das Tiermaterial — Kaninchen werden bei uns be- nützt — bezüglich seiner Immunisationsfähigkeit sehr verschieden und unzuverläßig. Während das eine Exemplar bereits nach wenigen Antigen-Iujektionen brauchbares Serum liefert, bleibt das Blut des 161 anderen ohne erkennbaren Grund unbrauchbar. Der medizinischen Forschung- sind diese von vornherein unerkennbaren individuellen Ver- schiedenheiten der Tiere gleichfalls wohlbekannt. Als erschwerend kommen bei den zur Verstärkung der Immunisation stets nötigen mehrfachen Injektionen die anaphylaktischen Erscheinungen in Frage, die einen relativ großen Prozentsatz von Tierverlusten herbeiführen. Die größte Schwierigkeit aber, die sich — worauf bereits Magnus und Friedenthal hingewiesen haben — botanischen Serum-Unter- suchungen entgegenstellen und dieselben sehr viel schwieriger gestalten als die medizinisch-zoologischen, besteht in der innerhalb der weitesten Grenzen schwankenden und nur auf besondere Weise mühsam be- stimmbaren Eiweiß-Konzentration der Auszüge aus unseren Objekten (Samen). Während der Zoologe und Mediziner es stets mit Blut oder Eiweißsubstanz oder einer ähnlichen Masse zu tun hat, die, weil rein aus Eiweißkörpern bestehend, maximale und zugleich damit direkt vergleichbare Konzentration besitzt, hat der 'Botaniker mit Auszügen aus Pflanzenteilen zu arbeiten, die an sich relativ eiweißarm sind und deren Eiweißgehalt zugleich kaum jemals direkt vergleichbar ist. In dieser Beziehung haben es sich, was übrigens für die ersten Schritte auf einem noch unerprobten Boden selbstverständlich ist, unsere Vorgänger leicht gemacht, indem sie nur Samen (z. B. von Leguminosen und Gramineen) zur Verwendung brachten, die außer- ordentlich viel Eiweiß an die als Lösungsmittel verwendete physio- logische Kochsalzlösung abgeben. In Gegensatz dazu ist die Eiweiß- menge im Extrakt der Samen sehr vieler anderer Familien (z. B. der Lauraceen, Myristicaceen, Salicaceen, Casuarinaceen) so klein, daß bisher mit diesen Familien weder eine Immunisation noch auch nur eine Reaktion gelingen wollte. Dies ist ein Anzeichen dafür, daß es nicht auf die absolute Menge von Eiweißstotfen in den Samen (die Eiweiß-Kristalloide der Myristicaceae sind wohl bekannt) sondern nur auf die Menge des in physiologischer Kochsalzlösung löslichen Eiweißes ankommt. Die Kochsalzlösung durch eine Lösung von neutralem Natrium- phosphat zu ersetzen, die bekanntlich auf Eiweißstoffe viel stärker lösend einzuwirken vermag, haben wir versucht, können aber diese Modifikation nicht empfehlen. Zwar wird durch das Natriumphosphat mehr Eiweiß gelöst, aber es treten in diesen klar filtrierten Lösungen dann bei Zusatz von Serum (auch nicht immunisiertem bei Kontrollversuchen) öfters störende Niederschläge auf, die wohl auf Ammonverbindungen der Phosphorsäure zurückzuführen sind. — Auf welche Weise es in einzelnen an sich schwierigen Fällen bereits gelungen ist, größere und reaktionsfähige Eiweißmengen in Lösung zu bekommen, wird mein Mitarbeiter Gohlke, der sich zunächst mit der Methodologie der Beiträge zur Biologie der Pflanzen. Bd. XÜ. Heft I. 11 Carl Mez und Kurt Gohlke, Pbysiologisch-systematiaclie Untersuchungen etc. 162 botaniscli-systematischen Serum-Diagnostik befaßt hat, eingehend dar- legen. Hier sei nur angedeutet, daß die Konzentration allzu schwacher Eiweißlösungen im Vakuum sich ermöglicht. Das überschüssige Salz muß dann durch Dialyse entfernt werden. Die auf Eiweiß-Diflferenziation und damit auf systematische Unterscheidungen resp. Zusammenfassungen gerichteten Serum-Re- aktionen sind sowohl qualitativer wie quantitativer Art. Qualitativ insofern, als eine typisch auftretende Ausflockung, sei es von Prae- zipitinen sei es von Konglutinen, unter den gleich zu berührenden Vorsichtsmaßregeln auf Eiweiß- (Antigen-) Gleichheit schließen läßt; quantitativ (wie insbesondere auch schon von Magnus und Frieden- thal betont wird) insofern, als die Stärke der Reaktion auf nähere oder fernere Verwandtschaft einen Schluß zuläßt. Was infolge der stets konzentrierten Eiweißarten der zoologischen und medizinischen Forschung dort nicht auf der Hand liegt, tritt bei der botanischen Anwendung der Methoden klar hervor: erstens kann die qualitative Reaktion selbst bei nahe verwandten Formen bei zu geringer Eiweißmenge in den pflanzlichen Auszügen völlig ausbleiben; zweitens kann die quantitative Reaktion trotz naher Verwandtschaft selbst bei sich nahe stehenden Formen infolge geringer Intensität der Ausflockung dann fernere oder selbst ferne Verwandtschaft vortäuschen, wenn der verwendete Auszug eiweißarm ist. Es muß mit besonderem Nachdruck hervorgehoben werden: nur dann können die Serum- Reaktionen Aufschluß über größere oder geringere Eiweiß-Gleichheit (nähere oder entferntere Verwandtschaft) geben, wenn sie alle auf gleichen Eiweiß-Titer gestellt sind. Oben wurde dies bereits gestreift; ein Beispiel möge hier die Frage nochmals illustrieren. Corylus liefert ein überaus eiweißreiches, Quercus ein sehr eiweißarmes Extrakt. An dem Umstand, daß bei Quercus die Reservestoff'e wesentlich aus Stärke bestehen, liegt die Diff'erenz nicht allein, denn die stärke- reichen Samen der Gramineen geben sehr viel Eiweiß an das Lösungs- mittel ab. Es würde, wenn man einfach die Auszüge von Corylus und Quercus, ohne sie auf gleichen Titer zu stellen, prüfen wollte, trotz nachgewiesener naher Verwandtschaft ein völlig schiefes Bild bei den Serum-Untersuchungen herauskommen. Mit diesen Beobachtungen kompliziert sich jede systematisch- botanische Serum-Untersuchung leider sehr. Denn vor jeder Experiment- reihe müssen alle zu prüfenden Auszüge nach Esbach auf ihren Eiweißgehalt untersucht und die Eiweißmeugen der Lösungen müssen ungefähr wenigstens, sei es durch Verdünnung sei es durch Kon- zentration, auf den gleichen Titer gebracht werden. Auf andere nur allzu oft das Ergebnis verschleiernde oder direkt fälschende Umstände, die auch der medizinischen Serum-Forschung 163 wohlbekannt sind, ohne daß es bisher dort wie bei uns gelungen wäre, sie mit Sicherheit zu vermeiden, wird Herr Gohlke hinweisen; ich habe hier nur die Absicht, mich mit allgemein wichtigen Fragen zu beschäftigen. Zu diesen gehört insbesondere auch als Erschwerung des Arbeitens und Fehlerquelle die Subjektivität der Ablesung der Niederschlagsstärke. Wenn alle äußern Umstände gleichgestellt sind, so zeigt, wie dies bereits bekannt ist, die Stärke des Niederschlages anf größere oder geringere Verwandtschaft der untersuchten Formen hin. Irgend- eine objektive Messung der Niederschlagsmenge ist aber bisher noch nicht gelungen. Nuttall hat für seine zoologischen Verwandtschafts- Untersuchungen einen Apparat angegeben, in dem das Sediment in einer Kapillare zusammensinkt und dadurch Säulchen bildet, deren Ausdehnung mit dem Horizontal-Mikroskop geraessen und verglichen werden kann. Ohne mir ein Urteil über die Verwendbarkeit dieser Methode für zoologische Untersuchungen (bei denen im allgemeinen, wie oben bemerkt, maximale Eiweiß-Konzentrationen vorliegen) bilden zu können, muß ich betonen, daß sie für botanische Zwecke nicht zu brauchbaren Vergleichen führt. Es hängt dies damit zusammen, daß, wie mau ohne weiteres bei Betrachtung entstehender Aus- flockungen mit der Lupe konstatieren kann, das Volum der entstehenden Niederschlags-Partikel in weiten Grenzen variiert. Damit verändert sich auch das Volum des Gesamtsediments und verliert bei verschiedener Korngröße der Partikel jede Vergleichbarkeit. — Versuche, durch Zentrifugieren den Niederschlag in Kapillaren zu verdichten, also den Fehler der wechselnden Korngröße auszuschalten, hatten Erfolg; durch das Ausschleudern wird aber (da es sich stets um absolut nur sehr geringe Massen der Niederschläge handelt) die Differenz so sehr verkleinert, daß die Unterschiede so gut wie völlig verschwinden. Auch lassen sich die Kapillaren nach Gebrauch allzu schlecht reinigen; die Anwendung dieser Meßmethode würde nur geringe Vorteile haben, denen bedeutender Aufwand gegenübersteht. Es wird zu zeigen sein, daß auch ohne sie objektive, ja sogar bessere Ergebnisse der Verwandtschafts-Beurteilung sich gewinnen lassen. Wurden im Vorhergehenden die in der Untersuchungsmethode liegenden Schwierigkeiten summarisch erwähnt, so sei als Ergänzung noch hingewiesen auf die speziell dem Botaniker nicht allgemein ge- läufige Arbeitsart der serologischen Forschung, die offenbar ein Hemmnis dafür darstellte, daß solche Untersuchungen nicht schon längst in ausgedehnterem Maße begonnen wurden. Das Tierexperiment mit seinen intravenösen, subkutanen und intraperitonealen Injektionen, mit schulgemäß geregelter Blutabnahme etc. muß beherrscht werden; die peinlichste Sterilmachung und Sterilhaltung aller Instrumente und Carl Mez und Kurt Gohlke, Physiologisch-systematische Untersuchungen etc. 164 Gefäße ist noch unumgänglichere Notwendigkeit, als bei der myko- logischen Forschung; die exakten Dosierungen kleiner Fliissigkeits- mengen erfordern Übung, die nur bei chemischen Arbeiten gewonnen wird. Sind aber diese Hemmnisse alle überwunden, so liefert die Serum- Untersuchung höchst befriedigende und objektiv giltige Ergebnisse. Man darf sich nur nicht vorstellen, daß auch stark positive lieaktionen sehr sinnfällig wären: auch im besten Fall handelt es sich bei den Ausflockungen der Praezipitine oder Konglutine um scheinbar schwache Veränderungen in der Flüssigkeit, deren Beurteilung gelernt und in langer Praxis geübt sein will. Nichts beweisende Trübungen und typische Ausflockungen auseinander zu halten erfordert öfters große Unabhängigkeit des Urteils; Autosuggestionen, die ein Resultat für gewonnen ansehen, das erwünscht ist, müssen streng vermieden werden. Dies wird bei unsern Arbeiten in der Weise erzielt, daß keine Reaktion von nur einem Beobachter, daß die allermeisten von 4 — 5 in gleicher Richtung arbeitenden Beurteilern unabhängig, oft ohne Kom- munikation in verschiedenen Zimmern abgelesen und registriert werden. Ich bin mir der außerordentlichen Gefahr der Suggestion und der großen Fehlerquellen der Methode wohl bewußt und habe sowohl durch eigene Beobachtung wie durch die unabhängigen Ablesungen mehrerer, wie endlich durch die oben angemerkte Verwendung ver- deckter Proben mir erst Sicherheit darüber verschafft, daß die Er- gebnisse objektiven Wert besitzen. Daß zu den Untersuchungen hauptsächlich Samen resp. Sporen benützt werden, ist angesichts dessen, daß diese Pflanzenteile die Eiweißstoffe besonders konzentriert enthalten, selbstverständlich. Doch ist durch unsere Untersuchungen das Ergebnis von Magnus und Friedenthal bestätigt worden, daß andere Pflanzenteile die gleichen Reaktionen geben, daß also spezifische Eiweiß-Gleichheit besteht. Auxiliär können deshalb ebensogut z. B. auch Knospen zur Extraktion verwendet werden. Von besonderer Wichtigkeit war die Feststellung, daß auch alte, seit mehreren Jahrzehnten in der Sammlung trocken lagernde Objekte in der Wirksamkeit ihres Eiweiß sogut wie nichts eingebüßt haben. Bezüglich der Samen kann ich mich deshalb Magnus und Frieden- thal, die ihre von Dun bar abweichenden Ergebnisse dadurch zu erklären versuchen, daß frische und trockene Pollenkörner sich ver- schieden verhalten sollen, nicht anschließen. — Die Verwendbarkeit von trocken gelagertem Museumsmaterial ist deswegen von besonderer Wichtigkeit, weil dadurch allein die anzustrebende Lückenlosigkeit wenigstens bezüghch der allgemeinen Anordnung des Gewächsreichs 165 erzielt werden kann. Viele tropische, seltene Familien müßten andern- falls noch Jahrzehnte ununtersucht bleiben. Auch in Alkohol konserviertes Samenmaterial ist für die Serum- untersuchungen nach Gohlkes Feststellungen verwendbar, wenn es auch nicht mehr ganz so stark zu wirken scheint, wie trocken auf- gehobenes; dagegen vernichten die beliebten Konservierungsmittel Formalin und Sublimat leider die Brauchbarkeit, und das gleiche gilt von der seltener angewendeten schwefligen Säure. — Die zur Extraktion von störenden (Fett) oder giftigen Substanzen (z. B. Alka- loiden) angewendeten Lösungsmittel Alkohol, Äther und Benzol wirken auf die spezifischen Eiweißstoflfe nicht ein. Die erste Aufgabe unserer Arbeit war, zunächst die Brauchbarkeit und Zuverlässigkeit der Methoden festzustellen. Die anderwärts ge- machten Erfahrungen konnten, da lückenhaft, nicht zum Zweck systematischer Familienverknüpfung angestellt und teilweise mit wider- spruchsvollen Resultaten publiziert, uns nicht genügen, um irgendwie darauf zu bauen. Nur eines haben wir als zutreffende Erfahrung unserer Vorgänger mit jeder neu in Angriff genommenen Pflanzenfamilie immer von neuem wieder bestätigen können: daß sich pflanzliches Eiweiß im allgemeinen sero-diagnostisch schwerer differenzieren läßt als tierisches. Diese Erfahrung ist aber der wesentliche Grund für die nicht unbeträchtlichen Erfolge, die wir bezüglich der Feststellung weiter Verwandtschaftskreise erzielen konnten. Denn dies „schwer diflferenzierbar" heißt nichts anderes, als daß in sehr weitem Umfang große Eiweiß-, also Antigeugleichheit besteht; mit andern Worten, daß die Reaktionen ungeheuer weit reichen (z. B. von den Magnoliaceen bis in die Piuaceen hinein nach unten, bis zu den Ranunculaceen auf dem einen, bis zu den Resedaceen auf dem andern Ast der auf- steigenden, sich in der Nähe der Berberidaceen verzweigenden Haupt- hnie des Dikotylenstammes). Wer zu praktischen Zwecken eine be- stimmte Spezies, die vielleicht als Mehl vorliegt, mit Hilfe unserer Methode wiedererkennen will, wird diese weite Erstreckung der Re- aktionen bedauern; wem es dagegen auf Zusammenfassung, auf Er- forschung von Familien-Zusammengehörigkeit ankommt, hat in dieser „schweren Differenzierbarkeit" der pflanzlichen Eiweißsorten das am meisten fördernde Moment zu sehen. — Auf diese Erscheinung der weiten Erstreckung der Reaktionen über viele Familien hinweg gründe ich den oben vorgetragenen Schluß, daß unsere Angiospermen- Familien unter sich näher verwandt sind, als im allgemeinen an- genommen wird. Ihre relativ sehr junge Diflferenziation bedingt, daß Ei weis- Gleichheit in weitaus größerer Erstreckung des systematischen Stammbaums vorhanden ist, als dies in der Tierreihe der Fall zu sein scheint. Carl Mez und Kurt Goblke, Physiologisch-systematische Untersuchungeu etc. 166 Die eisten methodologiscbeu Versuche und die darauf folgende Inangriffnahme der ersten Famiiienreihen bezogen sich ausschließlich auf Formenkreise, über deren Homogenität kein Zweifel bestehen kann. Sollte die Methode als brauchbar sich erweisen, so mußte zunächst nachgewiesen werden, daß sie in keinem einzigen Fall wirklich un- zweifelhafter Verwandtschaft versagte. Dazu mußten große Familien gewählt werden, denn nur solche konnten die große Zahl von Spezies liefern, mit denen zunächst das von einer Spezies derselben ausgehend gewonnene Immunserum erprobt werden mußte. Die Familien der Leguminosen (Zentralspezies, als Antigen verwendet: Ervum lens)^ der Cruciferen (Immunisationsspezies: Brassica Napus oleifera) und der Compositae (Ausgang von Helianthiis annims) boten solche zweifellos homogene, reiche Formenkreise. Der Sameuaustauch der botanischen Gärten lieferte das gebrauchte Keaktionsmaterial. Mein Mitarbeiter Gohlke wird die Tabellen veröffentlichen, in denen durch hunderte von Reaktionen gezeigt wird, daß nicht eine einzige unter- suchte Leguminose nicht mit Ervum Uns, daß keine Crucifere nicht mit Brassica^ daß keine Composite nicht mit Helianthiis reagierte. Damit war die Brauchbarkeit der Methode noch nicht erwiesen; sie konnte erst dann als anwendbar gelten, als nachgewiesen war, daß alle untersuchten Rosaceae und Ranunculaceae gleichfalls mit Ervum Uns positive Reaktion gaben, aber nicht ein einziges Glied einer andern ferner stehenden Familie; daß gleicherweise die Cruciferen mit den Capparidaceae, Resedaceae, Violaceae reagierten, nicht aber z. B. mit den Leguminosae, Rosaceae, Ranunculaceae. Mit diesen Nachweisen erschien der Weg gangbar und zugleich gutes versprechend. Auf die wesentlichsten bisher gewonnenen Ergebnisse über Antigen- Gleichheit und damit Eiweiß-Verwandtschaft soll nachher eingegangen werden. Zunächst sind noch einige theoretisch wichtige Fragen zu bebandeln. Die Serum-Reaktionen möchte ich mit drahtloser Telegra))hie vergleichen: von einem Zentralpunkt aus (dem mit einer beliebigen Spezies gewonnenen Immunserum) sprechen, wenn (siehe oben) alles in Ordnung ist und es gelang, alle Fehlerquellen auszuschalten, sämt- liche geprüfte Spezies an, soweit sie innerhalb der Reichweite liegen. Wird nun von einer Spezies aus eine andere fernliegende durch die Reaktion erreicht, so muß gefordert werden, daß beim Ausgang von dieser letzteren aus auch die erstere wieder erreichbar ist; es muß gefordert werden, daß, wie dies tatsächlich der Fall ist, beim Aus- gang vom Magnolia-Serum Nigella unter den Ranunculaceen, Pinus und Picea unter den Pinaceen ereicht werden, beim Ausgang von Nigella oder von Pinus resp. Picea auch Magnolia positive Reaktion 167 liefert. Dies ist tatsächlich der Fall und die Reziprozität der Reaktion (siehe oben) konnte überall tadellos gefunden werden, wo mit hoch immunisierten Seris gearbeitet wurde. Ist aber das eine Serum hoch- wertig, das andere geringwertig, so wird, wie in der drahtlosen Tele- graphie die mächtigere Station weiter reicht, das hochwertige Serum noch Antigen -Gleichheiten nachweisen lassen, wo das geringwertige bei reziproker Anwendung nicht mehr zurückreicht. — Jede Abweichung von diesem Fundamentalsatz, daß die Reaktionen reziprok sein müssen, deutet auf Fehler oder Unvollkommenheiten und läßt alle mit dem betr. Serum erzielten Ergebnisse als suspekt erscheinen. Es kann nicht entgehen, daß mit dieser Forderung der reziproken Reaktionen schon eine ganz wesentliche Kontrolle der Untersuchung und Bestätigung ihrer Ergebnisse gegeben wird. Aber damit ist die relativ sehr große Sicherheit, die den sero-diagnostischen Ergebnissen innewohnt, noch nicht erschöpft. Nicht nur die entferntesten Formen- kreise, sondern selbstverständlicher Weise noch viel intensiver die näher stehenden geben Reaktionen und jede reziproke Gegenreaktion bestätigt alle vorher gewonnenen positiven Ergebnisse. Um ein Bei- spiel anzuführen: Zwischen Ranunculaceae und MagnoHaceae liegen, resp. wurden von beiden aus bisher reaktiousmäßig erreicht, die Familien der Berberidaceae, Lardizabalaceae, Resedaceae, Menis- permaceae, Calycanthaceae, Anonaceae, Nymphaeaceae. Demnach muß jede dieser Familien wieder mit Ranunculaceae und Magnoliaceae als Endgliedern und mit jeder genannten Familie als Zwischengliedern der Reihe reagieren. Offenbar erhält bei Eintreten dieser Reaktionen jede einzelne Reaktion eine wesentliche Bestätigung. Aber noch weitere Schlüsse können aus den Amplituden der je- weils von einer Familie aus erreichbaren Reaktionen gezogen werden. Geben, wie dies tatsächlich der Fall ist, die Magnoliaceae mit den Ranunculaceae (Lange) reziproke Reaktionen; geben die Magnoliaceae gleichfalls mit Angehörigen der Pinaceae (Lange, Kirstein) reziproke Reaktionen; reagieren dagegen, wie dies gleichfalls nachgewiesen ist, die Pinaceae nicht mit den Ranunculaceae, so steht die Folgerung fest, daß die Magnoliaceae phylogenetisch zwischen den Pinaceae und den Ranunculaceae stehen. Je tiefere Stellung ein Formenkreis im natürlichen System ein- nimmt, um so weiter reichen seine Reaktionen nach unten, umso weniger weit nach oben. Kennen wir sämtliche Reaktionen aller Familien, so ist uns damit unmittelbar das System ihrer Eiweiß-Verwandtschaft gegeben: die Magnoliaceae reichen mit ihren Reaktionen bis zu den Ranunculaceae; die Berberidaceae über die Ranunculaceae hinweg bis zu den Rosaceae; die Ranunculaceae über die Rosaceae hinweg bis zu den Leguminosae; wenn sich die etwas suspekten Rosaceae- Carl Mez und Kurt Gohlke, Physiologisch-systematische Untersuchungen etc. 16S Reaktionen bestätigen, die Rosaceae bis zu den Myrtales in die Höhe. Aus diesen Darlegungen und Beobachtungen wird verständlich, weswegen oben der scheinbar so wichtigen Frage der Beurteilung, ob beim Eintreten der Serum-Reaktionen eine scharfe Scheidung von nahe oder fernere Verwandtschaft anzeigender starker oder schwacher Ausflockung stattzufinden habe, eine übergroße Bedeutung abgesprochen wurde. Jede Reaktion ist, wenn sie nicht durch Mengen gleich- lautender Gegen- und Parallel-Reaktionen bestätigt wird, für unsre systematischen Zwecke als suspekt auszuscheiden. Liegen aber die vielen Parallel-Reaktionen (wie oben an dem Beispiel der Verknüpfung der Leguminosae und vielleicht der Myrtales mit den Magnoliaceae gezeigt wurde) vor, so ergibt sich aus dem Vergleich der Reaktionen ohne weiteres, daß das Eiweiß der Rauunculaceae dem der Rosaceae mehr gleicht, als dem der Magnoliaceae; mit andern Worten, daß die Rauunculaceae den ersteren näher stehen, als den letzteren. Doch ist klarer Weise der Intensitäts-Ausfall jeder Reaktion, wenn er nur genügend ablesbar ist, theoretisch notwendiger Weise und in vielen Fällen praktisch tatsächlich eine Bestätigung der durch Vergleich mehrerer Parallel-Reaktionen sicherer zu gewinnenden Ergebnisse. Es ist aber stets, wie oben dargestellt, zu beachten, daß die Intensität der Ausflockung von vielen Fehlern verschleiert werden kann. Auf die wechselnde Konzentration der Eiweiß-Lösungen wurde bereits oben hingewiesen, und dieser Fehler ist wegen der Schwierigkeit, den Titer genau zu stellen, kaum vermeidbar. Die Resultate der Vergleichung der Ausflockuugs-Intensität können stets nur approximative sein. Und dazu kann bisher niemand beweisen, daß die Titerstellung nach Aus- fall der Esbach-Reaktion wirklich eine Titerstellung der Praecipitine oder Konglutine ist. Diese Reaktion ermöglicht nur eine innerhalb weiter Grenzen ungenaue Eiweißmessung als solche, von der sicher auch (in ihrer Menge unbekannte) inaktive Eiweißstoffe mit betroffen werden. Liegen nun von zwei oder mehreren Familien die zweckmäßiger Weise immerhin provisorisch in nähere und fernere eingeteilten Aus- flockungs-Reaktionen vor, so sind diese zunächst leicht in der Weise in diagrammatische Form zu bringen, daß man auf einer dem Zentrum näher gelegenen Kreislinie die nahen (starken), auf einer entfernter gelegenen die ferneren (schwächeren) Reaktionen einträgt. Eine oder mehrere je zwei Familien gemeinsame Reaktionen bestimmen dann die Lage der Eiuzeldiagramme zueinander und bilden die notwendige Verknüpfung. Unsere Figur 1 zeigt eine der für die Familien der Leguminosae, Rosaceae, Cruciferae, Papaveraceae, Cucurbitaceae und Compositae möglichen Lagen solcher Diagramme in gegenseitigem An- 169 Oenotherac. Fig. 1. Carl Mez und Kurt Gohlke, Physiologisch-systematische Untersuchungen etc. 170 Schluß (Gohlke). Dabei fällt für die Familie der Papaveraceae auf, daß die gezeichnete äußere Kreislinie nicht völlig gerundet ist. Dies hängt damit zusammen, daß die in Wirklichkeit körperhaft vorzu- stellende, nach allen Seiten gehende Ausgestaltung der systematischen Verwandtschaft im Diagramm natürlich auf die Ebene gezw^ängt werden muß. Je mehr Familien in der angegebenen Weise zusammen geordnet werden, umso größer müssen die Unregelmäßigkeiten der Flächendiagramme werden. Eine körperhafte Darstellung mit sich schneidenden Kugeloberflächen würde dagegen ohne weiteres einen verzweigten Stammbaum liefern. Trotz der unvollkommenen Darstellung im Flächendiagramra lassen sich aber doch aus unserer Figur 1 eine ganze Anzahl wichtiger Folgerungen ohne weiteres ablesen: a) Magnoliaceae und Berberidaceae gehören dem gemeinsamen Stamm der Rosaceae und Cruciferae au. Daraus folgt, daß eine Gabelung des Stammbaums, der als relative Endglieder die Cruciferae und Rosaceae trägt, unterhalb der Rauunculaceae stattgefunden haben muß, und ferner, daß die Berberidaceae phylogenetisch tiefer stehen, als die Rauunculaceae. — Die genauere Lage dieser Gabelung ist aus unserer Figur 1 noch nicht zu ersehen; sie ist dagegen aus weiteren Untersuchungen (Lange), die nicht in das Diagramm ein- getragen wurden, weil sie dasselbe zu sehr kompliziert hätten, Unter- suchungen, die die Berberidaceae selbst sowie die Rauunculaceae als Zentrum hatten, derart festgelegt, daß sie direkt bei den Berberidaceae selbst liegen muß. b) Legumiuosae und Rosaceae sind tatsächlich allernächst ver- wandt; erstere stellen eine Auszweigung vom Stamm der letzteren dar. Denn der Rosaceaestamm setzt sich zu Crassulaceae und Saxi- fragaceae, die noch innerhalb der sicher gestellten Fernreaktion von den Leguminosen aus liegen, fort, und geht, wenn sich die etwas suspekten mit den Rosaceae als Zentrum angestellten Untersuchungen (Gohlke) bestätigen werden, noch weiter zu den Oenotheraceae und Myrtaceae, die ihrerseits mit den Legumiuosae nicht mehr reagiert haben. c) Sowohl Resedaceae wie Capparidaceae liegen zwischen Berbe- ridaceae und Cruciferae; da die Resedaceae und Capparidaceae auch mit den Papaveraceae reagieren, dürfte das Zweigstück des Systems zwischen Magnoliaceae und Capparidaceae über die Resedaceae hin- weg den Cruciferae und Papaveraceae gemeinsam sein. d) Dagegen reagierten gegen alles Erwarten die Papaveraceae reziprok nicht mit den Cruciferae; daraus folgt, daß die Cruciferae den Capparidaceae wesentlich näher stehen, als die Papaveraceae (Papaveroideae; Ausgangsspezies: Papaver somniferum). Letztere 171 stellen eine weit vorragende Endentwiekelung der Rlioeadalesreihe, deren Basis die Capparidaceae zu bilden scheinen, dar. e) Die Resedaceae stehen nicht nur den Berberidaceae (nach unten) und den Capparidaceae (Seitenast der Rhoeadales) nahe, sondern auch den Violaceae. Damit ist nicht nur zunächst die Abzweigung der Parietales bei den Berberidaceae von der Ranalesreihe, sondern folgend auch die Abzweigung der Rhoeadales von den Parietales in der Nähe der Resedaceae wahrscheinlich gemacht. Letztere, die stets eine schwankende Stellung zwischen den Parietales (Eichler) und den Rhoeadales (Engler) eingenommen haben, dürften demnach tat- sächlich dem Stammbaum sowohl der Rhoeadales wie der höheren Parietales angehören; sie scheinen auf der Hauptlinie des Parietales- zweiges zu liegen und werden deshalb von mir den Cistiflorae zu- gerechnet, die ich als Unterreihe der erweiterten Parietales (andere Unterreihen: Rhoeadales, Passiflorales, Cucurbitales) auffasse. f) Die Violaceae stehen nicht nur zu den Resedaceae, sondern auch zu den Cucurbitaceae in unverkennbarem Verhältnis der Eiweiß- verwandtschaft. Letztere zeigten auch z. B. mit den Passifloraceae, Loasaceae, Cactaceae unverkennbare (doch noch nicht reziprok be- stätigte) Reaktion. Bis die Forschung weiter vorgeschritten ist, kann über die nähere Anordnung dieser Passiflorales, die zwischen den Resedaceae und den Cucurbitaceae vom Parietalesstamm abzweigen, noch nichts genaueres gesagt werden. g) Dagegen steht fest, daß die Cucurbitaceae mit den Campa- nulaceae und gleichfalls die Corapositae (Heliautheae!) mit den Campa- nulaceae nahe reagieren. Demnach bilden tatsächlich die Campa- nulaceae die Verbindung zwischen den Cucurbitaceae und den (mono- phyletischen!) Compositae. Auf diesem hier nur kurz skizzierten Wege, dessen Details von meinem Mitarbeiter Gohlke bald veröffentlicht werden, ist es also gelungen, durch Serum-Reaktionen eine Verknüpfung zwischen dem Anfang der Dicotylen (Magnoliaceae) und dem Ende derselben (Com- positae) zu finden. Dies positive Ergebnis wird durch viele negative noch bereichert; ich erwähne darunter besonders die Feststellung, daß die Dipsaceae weder mit den Compositae noch mit den Campa- nulaceae eiweißverwandt sind. Es tritt die klarste Konvergenz bei der so ähnlichen Ausbildung der Compositae und Dipsaceae nun be- wiesenermaßen entgegen. Haben die bisher ausführlich dargestellten mit Gohlke gemachten Serum-Reaktionen den Weg der Eiweißverwandtschaft von den Magno- liaceae zu den Compositae geklärt, so haben die mit Kirstein ge- machten Untersuchungen positive Reaktionen von den Pinaceae zu den Selaginellaceae und zu den Magnoliaceae ergeben und bei der Carl Mez und Kurt Gohlke, Physiologisch-systematische Untersuchungen etc. 172 Untersucliung der Ranales mit Lange wurde von uns auch der An- schluß der Amentales und Urticales an diese Hauptreihe der Dicotylen festgestellt. Die Chenopodiaceae reagieren über die Nyctaginaceae, Aizoaceae, Phytolaccaceae mit den Berberidaceae einerseits, über die Polygonaceae mit den Juglandaceae anderseits. Der Reaktionskreis der Juglandaceae (Gohlke) aber reicht bis zu den Fagaceae, den Moraceae und Ulmaceae und anderseits über die Myricaceae zu den Piperaceae (letztere Reaktion bisher noch nicht reziprok fest- gestellt). Wir würden dementsprechend die Centrospermae in der Nähe der Berberidaceae (bei den Lardizabalaceae?) vom Ranalesstamm ab- zweigen sehen; dieser Centrospermenast scheint unter Gabelung von den Caryophyllaceae und Portulacaceae als Endgliedern gekrönt zu werden; die Polygonaceae scheinen auf einer Abzweigung des Centro- spermenstammes in der Nähe der Chenopodiaceae-Amarantaceae zu stehen; bei den Juglandaceae (die als Knotenpunkt der Amentales- Piperales-Urticales zu betrachten sind) scheinen diese letztgenannten Reihen abzuzweigen. — Leider hat Casuarina infolge großer Eiweiß- armut der Samen kein reaktionsfähiges Extrakt gegeben; sonst würde vielleicht gleich bei unserer ersten Publikation über die erhaltenen Ergebnisse die von manchen angenommene primäre Stellung der Casuarinaceen im Dicotylensystem noch unzweideutiger geklärt sein, als dies jetzt schon durch den Nachweis der Eiweißverwandtschaft zwischen den Pinaceen und Maguoliaceen der Fall ist. Denn alle unsere Untersuchungen bestätigen bisher, daß die Dicotylen eine mit den Maguoliaceen beginnende Reduktiousreihe sind; von den Betu- laceae aus, die mit den Juglandaceae und Fagaceae tatsächlich eiweiß- verwandt sind, erscheint der Weg zu den Casuarinaceae wahrschein- licher als eine diphyletische Entstehung der Dicotylen wäre. Mit diesen bisher dargestellten Ergebnissen ist aber der Kreis der bisher gemachten Erfahrungen noch nicht völlig dargestellt. Zunächst sei erwähnt, daß die Aristolochiaceae mit den niedersten Ranales, insbesondere den Nymphaeaceae und Magnoliaceae, positive Reaktionen geliefert haben (Lange). Damit ist zum erstenmal ein begründeter Hinweis für den Anschluß dieser so solitären Gruppe ge- wonnen worden. Dann haben die Alismataceae mit den Magnoliaceae positiv reagiert (Lange, Meineke); damit erscheint der Anschluß der He- lobiae an die niedersten Ranales nun definitiv gesichert. Ferner haben die Pinaceae mit den Nymphaeaceae und Magnolia- ceae sowie mit den Taxaceae und Gnetaceae, nicht aber auch mit den Araucariaceae, Ginkgoaceae und Cycadaceae deutliche Ausflockung gegeben (Kirstein). 173 Endlich ist der unzweifelhafte Anschluß (vor der Hand leider noch nicht reziprok, sondern erst von oben herab) der Pinaceae an die Selaginellaceae gew^onnen (Kirstein). Es fragt sich nun, inwieweit man diesen nicht unwichtigen Er- gebnissen bezüglich der Beurteilung der phylogenetischen Verwandt- schaft Vertrauen schenken darf. Mit Nachdruck betone auch ich den von Janchen eingenommenen Standpunkt und mache ihn ausdrück- lich zu meinem eigenen, daß die Serum-Reaktionen an sich nichts über Verwandtschaften aussagen, sondern nur Eiweißgleichheiten, also physiologisch-chemische Übereinstimmungen resp. Abweichungen kennen zu lehren vermögen. Unter keinen Umständen haben wir in den Serum-Reaktionen das systematische Panacee in der Hand — wir würden uns sonst zu sehr von Goethes satirischem Wort be- treffend die Wissenschaft getroffen fühlen müssen: „Und wer nicht denkt, dem wird sie geschenkt, er hat sie ohne Sorgen" — sondern wir sehen nur einen neuen Weg der Forschung geöffnet, dessen Er- gebnisse mit denen der andern systematischen Methoden verglichen werden müssen und nicht als wertvoller, sondern nur als ebenso be- achtenswert in die Wagschale fallen. Nun ist es für die bisherigen Resultate der botanisch-systematischen Serumforschung nicht ungünstig, daß bisher kein einziges unter ihnen dem, was wir bisher als möglich, ja wahrscheinlich anzusehen pflegten, widerspricht. Im Gegenteil, es bleiben auch nach unsern Forschungen die großen Reihen der Monocotylen, der Ranales, Rosiflorae, Centro- spermae, Amentales, Parietales, Campanulatae gut beisammen und nur über ihre gegenseitige Verknüpfung werden Aussagen gemacht. Auch andere Reihen — besonders die Umbelliferales und Contortae wurden bisher geprüft — bleiben völlig im bisherigen Bestand; nur ihr Anschluß an das Netz der bisher einigermaßen festgelegten Gruppen ist noch nicht gefunden. Ich teile deshalb über diese Formenkreise vorläufig noch nichts mit. Auch mache ich noch keine Angaben über die aus den bisher geprüften Reihen ausscheidenden Familien und über ihren Anschluß. Dies sei den Detail-Veröffent- lichungen meiner Schüler vorbehalten. Mit dem bisher Ausgeführten wird nun noch nicht gegeben, was diejenigen, die bisher meinem Faden folgten, von mir zu erwarten berechtigt sind: durch Aufrißzeichnungen läßt sich jede wirkliche phylogenetische Verwandtschaft darstellen und nur solche geben einen klaren Überblick über das Wissenswerte. Wenn ich in Fig. 2 versuche, die Eiweißverwandtschaft in Stamm- baumform zu geben, so ist folgendes vorauszuschicken: Klarer Weise deutet die Reaktion, ob nah oder fern anzeigend, nur auf innerhalb gewisser Grenzen liegenden gemeinsamen Ursprung Carl Mez tmd Kurt Gohlke, Physiologisch-systematische Untersuchungen etc. 174 CompositOJS. Ccunpanuloüceoüe CvLcurbitdceoßP Ca£taceaQ looßaceae ^Myrtaceae -o ofapauaceae\ ^ Passifl^ra^ea^ \ yOenotheraccae Tapaderaceak Ulmaceae J/riicaceae Saarur. \ ^Mom&''''' iJBetalcä Myricc ■Juglaridoüceae ■'Tamarirac., Scucifragaceae ■lipUceae /Craciferae\ ^Crccssulac. "Vapparido-ceaj: Xegiirnin. iosaceooe iTolyqonac. \ /„ , Caryophyüa.ceae\ MResedacQae Anrnrantaceae Jäenopodiaceae \lardica- Tortiilacaceae "~^-^ \bo-l^ f^ Ranuncalaceae \izoaceah. / ^l^diac/ DÄristolochiacQae AlisTTbodaceae XymphaeoSeaj^Rerb^ruiaceae iispermxxjCQae '^ Caly canthacQae \)Anonaceae MoüDjnoliwceae Tocxaceoue Grietocceae Tinajceae h Selocginellaceae Flg. 2. Die als Ausgangspunkte der Reaktionen verwendeten Familien sind mit x, die reagierenden aber noch nicht als Ausgangspunkte untersuchten mit o bezeichnet. 175 der verschiedenen Formen. Sie gibt eine Linie von geringerer oder größerer Länge, sagt dagegen nichts darüber, ob diese Linie als Gerade verläuft oder ob sie ein- bis mehrfach gebrochen ist. Ob demnach der Antigen-Formenkreis, der als Ausgangspunkt der Re- aktion dient und das Immunserum geliefert hat, geradlinig oder durch gebrochene Linien mit den Formenkreisen zu verbinden ist, die Re- aktion ergeben, geht aus der Reaktion an sich nicht hervor. Nur durch Kombination mehrerer von verschiedenen Ausgangspunkten aus erhaltener Reaktionen kann erschlossen werden, wo Abzweigungen von der Hauptlinie des Stammbaums vorhanden sind. Was als Hauptlinie zu betrachten ist, wird dadurch charakterisiert, daß oberhalb der Abzweigung noch Formen vorhanden sind, die mit denen unterhalb der Abzweigung durch auffallend gleichartige morpho- logische Charaktere verknüpft sind. Ich betrachte als Hauptlinie des in Fig. 2 dargestellten Verknüpfungsbaumes die von den Magnoliaceae zu den Myrtales führende Linie deshalb, weil auf ihr oberhalb der bei den Berberidaceen stattfindenden Abzweigungen noch die wie die Berberidaceeu zu den Ranales gehörigen Ranunculaceae liegen. Weshalb bei den Berberidaceae mehrere reagierende Familien auf Abzweigungen liegen, dort also bisher zwei große Äste des Dicotylenreiches als Seitenlinien ansetzen, geht ohne weiteres aus der Reaktionsamplitüde der Chenopodiaceae einerseits (Centrospermen- ast), der Cruciferae anderseits (Parietalesast) hervor. Keiner dieser Äste reagiert, da die Anfangsglieder derselben noch nicht untersucht sind, bisher mit einer Form des andern. Sie werden nur durch ge- meinsame Reaktion mit den Berberidaceae bisher untereinander ver- bunden. Doch ist mit Sicherheit zu erwarten, daß, wenn, was in kurzer Zeit der Fall sein wird, die Resedaceae und Phytolaccaceae als Centra verwendet werden, diese Familien gegenseitig und damit die Anfangsglieder der Äste der Centrospermeu und der Parietales miteinander Ausflockung geben werden. Durch die bisherigen Re- aktionen ist aber der gebrochene Lauf der Linien von den Magnolia- ceae zu den Phytolaccaceae und von den Magnoliaceae zu den Cruciferae bereits festgestellt, mit andern Worten, es steht fest, daß diese Familien auf Seitenästen des Eiweißverwaudtschafts- Stamm- baums liegen. Es wäre wünschenswert, aus der Stärke der Reaktion die Ent- fernung der einzelnen Familien untereinander mit etwas größerer Sicherheit ungefähr wenigstens bestimmen zu können; dann würde, gewissermaßen automatisch, die Länge der einzelnen geraden oder gebrochenen Verbindungslinien zwischen den Familien aufgezeichnet und dadurch ein Stammbaum der Eiweißverwandtschaft gegeben werden können, der mit dem hypothetischen natürlichen die größte Carl Mez und Kurt Gohlke, Physiologisch-systematische Untersuchungen etc. 176 Übereinstimmung zeigen würde. Leider ist dies nicht mit Sicherheit möglich. Aus den oben auseinandergesetzten Schwierigkeiten der Methode, insbesondere aus der völlig unkontrollierbaren verschieden starken Immunisationsfähigkeit der Versuchstiere ergibt sich die Un- sicherheit der diesbezüglichen Versuche; nur die Reaktionen von verschiedenen und möglichst vielen Ausgangspunkten aus können, wie oben dargestellt, in dieser Beziehung sicher zum Ziele führen. Immerhin wurde in unserer Figur 2 die Reaktionsstärke, wenn auch nur provisorisch, in der Länge der Linien berücksichtigt. In dieser Beziehung wurden aber auch die anderwärts bekannten syste- matischen Einteilungsprinzipien mit in Rechnung gezogen: wir sind froh, von den Selaginellaceen zu den Pinaceen, von diesen zu den Magnoliaceen, von diesen zu den Alismataceen überhaupt unzwei- deutige Reaktionen erhalten zu haben. Wie lang oder wie kurz die Linien zwischen diesen Formenkreisen in unserer Aufrißzeichnung auszufallen haben, ist dem gegenüber vor der Hand irrelevant. Man kann also nach unsern Ergebnissen nicht sagen, daß die Verwandt- schaft zwischen Rosaceae-Magnoliaceae und Pinaceae-Magnoliaceae gleichweit sei, oder daß ebenso lange Zeiträume erforderlich waren, um aus einer Pinacee eine Magnoliacee, wie aus dieser wieder eine Ranunculacee entstammen zu lassen; wenn auch das gleiche Immun- seruni von den Magnoliaceae aus sowohl die Pinaceae wie die Rosa- ceae erreichte, so zeigt doch die allgemeine Morphologie unzweideutig, daß die Distanzen dieser Familien gegenseitig sehr verschiedene sein müssen. Diesen Erwägungen wurde in der Figur Rechnung getragen. Unsere Figur 2 soll kein Definitivum darstellen; sie ist ein Extrakt aus Tausenden von Reaktionen, aber doch immer nur von einem verschwindenden Bruchteil der notwendigen. Auf dem Centro- spermenast z. B. liegen die Familien der Phytolaccaceae und Aizoaceae den Berberidaceae näher als alle andern Familien. Diese Aufzeich- nung widerspricht nicht der von den Chenopodiaceae vor der Hand erst allein gefundenen Reaktion, sondern steht mit ihr in Überein- stimmung; anderseits entspricht sie unsern allgemeinen Vorstellungen über die Verwandtschaftsverhältnisse der Centrospermen und wurde deshalb provisorisch so gemacht. Die Anklänge an Apocarpie bei den Phytolaccaceae, die totale Fächerung des Gynoeceums der Aizoaceae lassen diese Familie schrittweise den Ranales näher ver- wandt erscheinen. Bis sie als Ausgangscentra für Reaktionen selbst benützt und geprüft sein werden, nehmen sie ihre Stellung nur pro- visorisch ein. Die unternommenen Untersuchungen müssen klarerweise völlig voraussetzungslos weiter geführt werden; aber jede definitive Fest- legung der Stellung einer Familie an dem nach morphologisch-syste- 177 matischen Gründen vorausgesagten Fleck stellt eine Bekräftigung der Untersucbungsresultate unserer Methode dar. Und hier sei auf das nicht zu unterschätzende Ergebnis ganz besonders hingewiesen, daß unsere Untersuchungen bisher noch in keinem einzigen Fall etwas ergeben haben, was mit vernünftigen morphologisch -systematischen Erwägungen in Widerspruch stünde. Im Gegenteil: Die wohl- charakterisierten Reihen bleiben alle beisammen; die Ver- knüpfung derselben ist mehrfach genau so, wie sie von den urteils- fähigsten Bearbeitern dargestellt wurde. Eine Anzahl von allgemeinen interessanten Erörterungen sind noch an die hier dargestellten Resultate zu knüpfen: 1. Die Reaktion von den Pinaceae zu den Selaginellaceae ist positiv, zu Ginkgo und den Cycadaceae negativ. Die Eiweißverwandt- schaft zeigt, daß der Stammbaum der höheren Ptlanzeu nicht von den Filices eusporangiatae zu den Cycadofilices — Cycadales — Bennetti- tales — Magnoliaceae geht, sondern daß die Linie Muscineae — Lycopodi- ales eligulatae — Lycopodiales ligulatae — Coniferales — Magnoliaceae eiugehalten wurde. 2. Damit wird überwiegend wahrscheinlich, daß die Gymnospermen diphyletisch sind, daß zwar die Cycadales und Bennettitales von den Cycadofilices abstammen, nicht aber die Coniferales. 3. Dadurch, daß die Reaktion von den Pinaceae zu den Gnetaceae (Ephedra) positiv ist, wird zum Überfluß nochmals die Gymnospermie der Gnetales und ihre Verwandtschaft mit den Pinaceae festgestellt, ihre Zusammengehörigkeit mit den Santalales dagegen beseitigt. Der Anschluß der Gnetales an den Coniferenstamm ist eine wertvolle Bereicherung unserer Kenntnisse. 4. Da die Blüte der Lycopodiales ligulatae, die als Aszendenten der Pinaceae in Frage kommen, nämlich der Selaginellaceae resp. Sigillariaceae oder Lepidodendraceae eine wirkliche Blüte ist, kann auch der Zapfen der Pinaceae keine Infloreszenz, sondern muß eine Blüte sein. Es entfallen die Spekulationen über den Zweigcharakter der Fruchtschuppe der Pinaceae wie auch der Gegensatz, der zwischen den Pinaceae einerseits, den Araucariaceae anderseits insofern kon- struiert wurde, als letztere echte Blüten, erstere dagegen Blütenstände haben sollen. 5. Demnach ist die Fruchtschuppe der Coniferenblüte der Ligula des Makrosporophylls der Lycopodiales ligulatae analog, die Trag- schuppe dem Makrosporophyll selbst. 6. Es würden demnach die Pinaceae phylogenetisch tiefer stehen als die Araucariaceae — falls letztere, die noch keine Reaktion mit den Pinaceae gegeben haben, nicht überhaupt nur eine den Pinaceae konvergente Gruppe darstellen. Wieviel auf das „hohe geologische Beiträge zur Biologie der Pflanzen. Bd. XU. Heft I. 12 Carl Mez und Kurt Goblke, Physiologisch-systematische Untersuchungen etc. 178 Alter" der Araucariaceae gegenüber dem rezenteren Auftreten der Pinaceae zu geben ist, steht dahin; doch verweise ich darauf, daß die Reste der Monocotylen (Palmen) unzweifelhaft aus älteren Schichten vorliegen, als die nun zweifelsfrei als anzestraler nachgewiesenen niedersten Dicotylen (Ranales). 7. Schon bei den Gymnospermen setzt die Bliitenreduktion ein: Die Taxaceae haben positive Serum-Reaktion mit den Pinaceae ge- geben. Bei Taxus ist demnach die männliche Blüte ursprünglicher gebaut als die weibliche (interessanter Gegensatz zu Cycas). 8. Der azyklische Bau und die Dreizähligkeit der Blütenhülle sind nun nachgewiesenermaßen den Helobiae von den Ranales über- kommen. Magnolia hat mit Alisma, nicht aber z. B. mit Potamogeton reagiert. Demnach sind die Alismataceae, Butomaceae, Juncaginaceae die primärsten Monocotylen. 9. Auch bei den Monocotylen setzt die Blütenreduktion, und zwar erkennbar in zwei Reihen, ein : die Pandanales, denen die von den Helobiae abzulösenden Potamogetonaceae zugezählt werden müssen, zeigen Apokarpie unter Reduktion des Perianths, die andere, zu den Farinosae — Liliiflorae aufsteigende Reihe zeigt Synkarpie unter Bei- behaltung des Perianths. 10. Das Normaldiagramm der Spadiciflorae und Spathiflorae ist das fünf kreisige Liliaceen- etc. Diagramm; in Anbetracht dessen, daß dieses Diagramm bereits bei echten Helobiae vorliegt, ist seine Be- zeichnung als typisches Monocotylen-Diagramm auch in genetischer Hinsicht durchaus gerechtfertigt. Die Reduktion bei den Spadiciflorae und Spathiflorae liegt auf der Hand; eine Annäherung der Araceae an die Piperales unter den Dicotylen kann garuicht in Frage kommen. 11. Auch die Ableitung der Gramineenblüte vom Liliaceen-Dia- gramm ist gerechtfertigt. 12. Innerhalb der Ranales versagt die jetzt beliebte Einteilung nach den Sekretzelleu. Es ist natürlicher, in dieser Reihe, die wohl danach in zwei Reihen zu trennen wäre, die azyklischen resp. hemi- zyklischen Formen den euzyklisch vielkreisigen (resp. bei den Myristica- ceae, Lactoridaceae reduzierten) entgegenzustellen. — Die Gefahr einer Überschätzung der anatomisch-systematischen Methode liegt hier wie anderwärts nahe. 13. Die einst von mir gegebene, sich an Eichler anlehnende Erklärung des Lauraceen-Gynoeceums als aus drei Blättern synkarp ziehe ich ausdrücklich zurück. Sie war eines der besten Beispiele einer Suggestion durch den überwiegenden Einfluß eines Lehrers. Denn ich habe einst in meinen Darstellungen ausdrücklich betont, daß, wenn bei den Lauraceae mehrere Karpelle als Abnormität auf- treten, diese neben dem normalen Fruchtknoten als stielförmige Ge- 179 bilde aus der Blütenaxe herauskommen. Dies ist der klarste Beweis für die Apokarpie der Lauraceae, mit andern Worten dafür, daß deren normaler Fruchtknoten ein einziges, in sich geschlossenes Karpellblatt ist. Die häufig auftretende Dreilappigkeit der Narbe erklärt sich ohne weiteres aus dem Druck, innerhalb der nach der Dreizahl gebauten Blüte. — Die Lauraceae verhalten sich demnach zu den Monimiaceae genau ebenso, wie die Leguminosae zu den Rosaceae. 14. Höchst beachtenswert ist die Serum-Reaktion der Magnolia- ceae etc. zu den Aristolochiaceae. In Anbetracht der bisher völlig isolierten Stellung der Aristolochiaceae (sie sind eine der ganz wenigen Familien, bei denen die Bearbeitung in den „Natürlichen Pflanzen- familien" auch nicht einmal eine Vermutung über den Anschluß ent- hält) ist dies Ergebnis wertvoll. — Damit ist aber nur bezüglich dieser einen „Hysterophyten"- Familie (die demnach den Namen Hysterophyt garnicht verdient) etwas ausgesagt; die im System an- geschlossenen Rafflesiaceae, Balanophoraceae etc. sind noch ebenso unsicherer Stellung, wie bisher. 15. Der in vergleichend-morphologischer Beziehung überaus wich- tige Übergang von der 3- zur 5-Zahl der Blüten vollzieht sich in der Hauptreihe des Stammbaums im eng geschlossenen Formenkreis der Berberidaceae-Ranunculaceae. Da aber die Centrospermae mit 5-Zahl zu beginnen scheinen (Phytolaccaceae), da in der Mitte des Centro- spermenastes (Rumicoideae etc.) 3-Zähligkeit herrscht, die bei weiter entwickelten Formen (Urticales) wieder der 5-Zähligkeit weicht, so dürfte das Merkmal der 3-Zähligkeit für phylogenetische Betrach- tungen keine überwiegende Bedeutung haben. Die 5-Zähligkeit scheint in mehreren Reihen erworben zu sein, wie sie ja auch bekanntlich in vielen Familien wieder abändert. 16. Die morphologische Natur der Blumenblätter und ihre Be- deutung für die phylogenetische Systematik ist sehr verschieden. Wie bisher allgemein angenommen, sind die primärsten Blüten der Siphono- gameu perianthlos resp. nur mit indifferentem Protagma versehen (Coniferae)-, die Perianthentwickeluug der Bennettitaceae und Magnolia- ceae ist als Konvergenz zu deuten. Bei diesen ist aber gleicherweise (insbesondere bei den Ranales, um nur von rezenten Formenkreisen zu sprechen) jedes Perianthblatt und demnach bei den höheren Formen klarerweise auch jedes Blumenblatt im allgemeinen ein ganzes Phyllom. Bei den heterochlamydeischen höheren Archichlamydeen, die sich von den heterochlamydeischen Ranales ableiten (z. B. Rosaceae) ist die Sache natürlich genau ebenso. Dagegen liegt in den Centro- spermen eine Reihe vor, die von Anfang an (Phytolaccaceae) typisch homochlamydeisch ist. Von ihr bilden die höchsten Caryophyllaceae 12* Carl Mez und Kurt Gohlke, Physiologisch-systematische Untersuchungen etc. 180 (Silenoideae) die Spitze; deren Heterochlamydie ist demnach prinzipiell verschieden von der Heterochlamydie der andern Archichlamydeae und ich verweise mit Nachdruck auf die früheren Untersuchungen meiner Schüler, nach denen die Blumenblätter der Silenoideae aus serialem Dedoublement der äußeren Stamina entstanden sind. Gleich- falls mache ich darauf aufmerksam, daß die vom Centrospermeustamm abzweigenden Amentales und Urticales primär monochlamydeisch sind, daß sich also ihre Ableitung von einem heterochlamydeischen Formenkreis nicht bestätigt. 17. Es ist anzunehmen, daß die 4-zähligen, als Rhoeadales zu- sammengefaßten Formen der Parietales von 5-zähligen abstammen. Unter den Rhoeadales sind die Capparidaceae die primärsten; ihnen stehen die Cruciferae am nächsten. Die Papaveraceae dagegen haben sich von den Capparidaceae aus als besonderer Zweig entwickelt. 18. In Anbetracht der nahen Verwandtschaft der Rosaceae mit den Ranuuculaceae ist durch neue entwickelungsgeschichtliche Unter- suchungen die Entstehung des polyandrischen Rosaceen-Andröceums (ob zyklisch oder azyklisch?) von neuem zu prüfen; ein gleiches gilt von den polyandrischen Blüten der niedersten Parietales, bei denen jetzt schon teilweise Azyklie angenommen wird. Zu diesen Untersuchungen ist die objektive Born sehe Plattenmethode heran- zuziehen, denn die bisher geübte Lupenbeurteilung im Entstehen be- griffener Gewebehöcker ist bei polyandrischen Blüten absolut unzu- verlässig, und entwickelungsgeschichtliche Daten über solche werden, wie ich aus vielfältiger Erfahrung weiß, fast in der ganzen Systematik beistimmend zitiert, wenn sie zu den Meinungen des Bearbeiters passen, andernfalls aber ohne Bedenken angezweifelt. 19. Die von Schumann aufgenommene Ansicht Bentham- Hookers über die nahe Zusammengehörigkeit der Aizoaceae und Cacteae ist irrig; hier liegt typische Konvergenz vor. 20. Über die Pleiophylie der Sympetalen kann kein Zweifel mehr herrschen. Wie kein Anschluß der Tubiflorae, die unter sich teils sehr nahe verwandt befunden wurden, an die uuterstäudigen Formen gefunden werden konnte, so geben nicht einmal sich scheinbar so nahe stehende Familien wie die Compositae und Dipsaceae mitein- ander Reaktionen. Druck von R. Nischkowsky in Breslau, Beiträge zur Biologie der Pflanzen. Band XII, Tafel l. E. Pringsheim phot. Louis Geratner, Kunstanstalt, Leipzig. Beiträge zur Biologie der Pflanzen. Band XII, Tafel II. I. ■^: Y-^'s I 8 //. ///. E. Pringsheim phot. Louis Gersttur, Ktinntanstalt. Leipzig. Beiträge zur Biologie der Pflanzen. Begründet von Professor Dr. Ferd. Colin, herausgegeben von Dr. Felix Rosen, Professor an der Universität Breslau. Zwölfter Band. Zweites Heft. Mit vier Tafeln. Breslau 1914. J. U. JCern's Verl«; (Max Müller). Inhalt des zweiten Heftes. Seite Beiträge zur Anatomie und Morphologie der Mangrove-Pflanzen, insbesondere ihres Wurzelsystems. Von OttoLiebau 181 Kleinere Mitteilungen aus dem Kgl. Botanischen Institut in Königsberg: 1. Zur Frage der „Wuchsenzyme". Von Carl Mez und Horst Mathissig 214 2. Über die physiologische Bedeutung der Mohn-Alkaloide. Von Carl Mez und Arthur Müller 216 3. Sero-diagnostische Untersuchungen über die Verwandtschaften inner- halb der Pflanzengruppe der Ranales. Von Carl Mez und Leo Lange 218 Beiträge zur Phylogenie der Monokotylen, gegründet auf der Embryosack- entwicklung apokarper Nymphaeaceen und Helobien. Von Johannes Nitzschke 223 Die Abhängigkeit der Chlorophyllbildung von der Wellenlänge des Lichtes. Von Arnold Schmidt. (Mit Tafel III, IV) 269 Zur Kenntnis der Gattung Cylindrospermum. Von Rudolf Gl ade. (Mit Tafel V, VI) 295 Kleinere Mitteilungen aus dem Kgl. Botanischen Institut in Königsberg: 4. Sero-diagnostische Untersuchungen über die Verwandtschaften inner- halb der Pflanzengruppe der Parietales. Von Carl Mez und Alfred Preuß 347 Beiträge zur Anatomie und Morphologie der Mangrove-Pflanzen, insbesondere ihres Wurzelsystems. Von Otto Liebau. Einleitung. Über die eigenartige Vegetation der Mangrove sind, abgesehen von einigen älteren, unvollkommenen und zum Teil sogar unrichtigen Darstellungen, erst seit den 80 er Jahren des vorigen Jahrhunderts eine Anzahl Arbeiten — vor allem von GoebeH), Schimper^), Karsten^) — veröffentlicht worden, die uns ein klares Bild von dem Habitus und der Lebensweise des Mangrovewaldes geben. Hiernach bewachsen die Mangrovewälder in allen feuchten, tropischen Gebieten die seichten Küsten in Buchten und Flußmündungen überall da, wo die Brandung nicht zu stark ist. Sie befinden sich ganz im Bereiche der Flutbewegungen, sodaß sie sich zur Flutzeit aus dem Meere, zur Ebbezeit aus einem schlammigen, stinkenden Untergrunde erheben. Da nun in diesem schlammigen Boden infolge des steten Zersetzungs- und Verwesungsprozesses nicht genügend Sauerstoff vorhanden ist, so müssen die Wurzeln die zur Atmung nötige Sauerstoffmenge aus der Luft entnehmen. Zu diesem Zwecke bilden sie höchst eigenartige, bei den verschiedenen Arten ganz verschieden gestaltete Wurzel- auswüchse, die aus dem Wasser oder dem Schlamme geotropisch nach oben wachsen und somit den im sauerstoffarmen Boden kriechenden Wurzeln gestatten, mit der Atmosphäre in Verbindung zu treten. Daß jenen Gebilden die Rolle zukommt, dem Wurzelsystem als Atmungs- organe zu dienen, wurde zuerst von GoebeH) vermutet. Einen ex- perimentellen Beweis konnte er allerdings nicht erbringen, sondern er stützte seine Annahme auf die Standortsverhältnisse, den ana- tomischen Bau und die Kulturerfahrungen. Erst durch Versuche von ') K. Goebel, Pflanzenbiologische Schilderungen. Bd. 1. Marburg 1889. 2) A. F. W. Schimper, Die indo-malayische Strandflora. Botanische Mit- teilungen aus den Tropen. Heft 3. Jena 1891. ^) G. Karsten, Über die Mangrove-Vegetation im Malayischen Archipel. Bibliotheca botanica, Heft 22. Cassel 1891. *) Goebel, Über die Luftwurzeln von Sonneratia. Ber. d. D. bot. Ges. IV 1886. S. 254. Beiträge zur Biologie der Pflanzen. Bd. XH. Heft 11. 13 0. Liebaii, Beiträge zur Anatomie und Morphologie etc, 182 Karsten und Greslioff^) wurde die Funktion als Luftwurzeln wirk- lich nachgewiesen. Da sich nun die oben genannten Autoren, nach ihren eigenen Angaben, nur oberflächlicher mit dem anatomischen Bau der Mangroveluftwurzeln befaßten und sich damit begnügten, zu untersuchen, in wieweit die Struktur in den einzelneu Fällen das Vor- handensein eines Gasaustausches ermöglichte, und da auch bisher noch keine weitere zusammenfassende Darstellung erschienen ist, so dürfte wohl eine eingehende anatomische Untersuchung dieser Wurzeln eine lohnende Aufgabe sein. Auf Grund reichlichen, von Herrn Professor Karsten in den Jahren 1888—1890 gesammelten und mir zur Ver- fügung gestellten Materiales war ich in der Lage, mich über den Bau der hauptsächlichsten Vertreter der asiatischen Mangrove -Vegetation zu unterrichten. Meine vorliegende Arbeit verfolgt daher den Zweck, eine möglichst erschöpfende, zusammenfassende Darstellung von dem Wurzelbau der einzelnen Vertreter der asiatischen Mangrove-Vegetation zu geben. Hierbei werde ich in Anlehnung an die vorhandene Literatur diejenigen Arten, die schon ausführlicher behandelt worden sind, nur kurz streifen, indem ich die Unstimmigkeiten und Verschiedenheiten, die bei einzelnen Autoren bestehen, zu berichtigen und in Einklang zu bringen suche. Die überhaupt noch nicht oder nur sehr oberfläch- lich beschriebenen Wurzeln sollen jedoch genauer analysiert und ein- gehend betrachtet werden. Die Anordnung nun, in der ich meine Untersuchungen über das ziemlich artenreiche Material hier folgen lasse, ist so getroffen, daß die in der äußeren Erscheinung, sowie im inneren Aufbau der in Rede stehenden Sondergebilde ähnlichen Spezies un- mittelbar hintereinander behandelt werden. Von einer festumgrenzten Gruppierung der einzelnen Arten in größere Abschnitte habe ich jedoch abgesehen, da eine solche Einteilung ohne Künstelei den wirklichen Befunden nicht überall angepaßt werden könnte. Ävicennia officinalis. Die reichverzweigten, annähernd horizontal unter der Boden- oberfläche verlaufenden Wurzeln erzeugen in ungefähr regelmäßigen Abständen zahlreiche, negativ geotropisch gerichtete, aus dem Boden herauswachsende Luftwurzeln, deren Länge nach meinen Befunden zwischen 15 und 35 cm schwankt, die nach Angaben von Seh midt 2) aber auch bis V2 m lang werden können. Im allgemeinen sind diese Gebilde, die den so eigenartigen Charakter dieser Vegetation zum Teil bedingen, einfach und unverzweigt; zuweilen tritt jedoch eine 1) Karsten, 1. c., S. 42. 2) Job. Schmidt, Vegetationsbilder 111. Reihe. Heft 7 und 8. Jena 1906. m Gabelung ein, die wahrscheinlich durch Verletzung der Spitze hervor- gerufen wird. Schon bei rein äußerlicher Betrachtung einer solchen Luftwurzel bemerkt man eine sehr auffallende Verschiedenheit in der Beschaffen- heit ihres oberen und unteren Teiles, der bisher in der Literatur noch nicht erwähnt ist. Der obere, aus dem Substrat sich erhebende Teil der Luftwurzel ist mit feinen Querrillen versehen und über und über mit höckerartigen Erhebungen bedeckt, die auffallend an Lenticellen erinnern und, wie die spätere Betrachtung zeigen wird, auch tatsäch- lich analog gebaut sind, sodaß man wohl ohne Bedenken den Namen Lenticelle auf die in Rede stehenden Gebilde übertragen kann. Da- gegen weist der untere, im Schlamm oder Wasser befindliche Teil eine beinahe ganz glatte, nur von einzelnen Längsfurchen durchzogene Oberfläche auf, die niemals mit Lenticellen versehen ist. An dem unteren Teile entstehen endogen kleinere, horizontale Seitenwurzeln, von denen wiederum zahlreiche, fadenförmige Würzelcheu nach allen Seiten hin ausgehen. Dieser Unterschied zwischen dem oberen und unteren Teile der Luftwurzel tritt noch mehr hervor bei der ana- tomischen Betrachtung, der wir uns jetzt zuwenden wollen. Ein, wenig unterhalb der Spitze geführter, Querschnitt zeigt deut- lich das Bild eines typischen Wurzelquerschnittes. Im Innern liegt ein ziemlich dünnwandiges, nur mit sehr kleinen dreieckigen Inter- cellularen versehenes Mark. Dieses wird umgeben von einem in dieser Zone erst schwach entwickelten Holzring, der an seinem Innenrande sehr deutlich die in zentripetaler Reihenfolge entstandenen Gefäß- primanen erkennen läßt. Nach außen von dem hier noch gewellten Kambiumring folgt dann eine schmale Bastzone. In ihr treten am äußeren Rande der einzelneu Phloemteile, die auf abwechselnden Radien mit den Vasalprimanen liegen, kleine Nester von Stein- zellen auf. Der Zentralzylinder wird durch eine scharf hervor- tretende Endodermis, deren Zellen in tangentialer Richtung zwei- mal länger gestreckt erscheinen als in radialer Richtung, von der primären Rinde getrennt. Die primäre Rinde selbst ist es nun, die von allen Gewebezonen der Wurzel die interessantesten und für die eigenartige Aufgabe der Luftwurzeln bedeutsamsten Verhältnisse aufzu- weisen hat. Sie trägt den Charakter eines lockeren Schwammgewebes und besteht aus meist 6 — Seckigen, isodiametrischen Zellen, die in der Regel nur mit dreien ihrer Wände an benachbarte Zellen anstoßen und somit zahlreiche große Intercellularen bilden. Letztere sind, wie man auf Längsschnitten sieht, in der Richtung der Achse gestreckt. Außer diesen großen Intercellularen bilden die Zellen da, wo drei zusammenstoßen, noch kleine, rundliche Intercellularen, die ebenfalls auf Längsschnitten deutlich in Erscheinung treten. In diesem Gewebe 13* 0. Liöbau, Beiträge zur Anatomie und Morphologie etc. 184 haben schon GoebeP) undSchenck^) eigenartige, besonders große, mit starken Verdickungsleisten besetzte Zellen bemerkt und näher be- schrieben. Allerdings scheinen mir die Darstellungen dieser beiden Autoren von der Gestalt der Verdickungsleisten nicht ganz verständ- lich zu sein und auch den tatsächlichen Verhältnissen nicht voll- kommen zu entsprechen. Nach Scheue k sind „die meisten Zellen mit eigentümlichen, nach innen vorspringenden Verdickungsfasern oder Bändern, die von den Berührungsstellen benachbarter Zellen ausgehen", versehen. Goebel hingegen sagt: „Die Zellen sind mit starken Verdickungsleisten besetzt, die von den Punkten ausgehen, wo die betreftende Zelle sich anderen ansetzt und sich an einem Punkte der Zellwand vereinigen, so- daß sie in einer halbierten Zelle, die mit vier anderen in Ver- bindung steht, auf dem Querschnitt die Form eines vierarmigen Kreuzes darzubieten pflegen. Bei anderen geht die Verdickung soweit, daß nur einige Tupfelstellen freibleibeu." Avicennia. Querschnitt durch den oberen Teil Avicennia. Stützgestelle. Vergr. 270 der Luftwurzehinde. Vergr. 140. i = Inter- celluiarräume; v = Verdickungen. Nach meinen Beobachtungen erstreckt sich die Verdickung nie- mals auf die ganze Zelle, wie es Goebel beschreibt, noch besteht die Verdickung aus einzelnen kurzen Leisten, sondern es springen, von der Fläche der Zellwände ausgehend, unter sich zusammenhängende und geschlossene Leisten, Raumfiguren von verschiedenster Gestaltung- bildend, ins Lumen der betreffenden Zellen vor; und zwar sind diese Verdickungsfigureu derart in der betreffenden Zelle orientiert, daß die Umbiegungsstellen, die zuweilen auch zu scharfen Ecken werden können, an diejenigen Punkte verlegt sind, wo die Zelle mit Nachbar- *) Goebel, Über die Luftwurzeln von Sonneratia. Ber. der deutsch. Bot. Ges. Bd. IV. 1886, S. 253. ^) S c h e n c k , Über die Luftwurzeln von Avicennia tomentosa und Laguncalaria racemosa. Flora 1889, S. 84. 185 Zellen zusammenstößt. Der Querschnitt ergibt dann, je nach der Ge- staltung der Zellen, drei- oder vierarmige Verdickungsfiguren, wie auf dem beistehenden Querschnitt zu sehen ist. Um die räumliche Gestalt jener Gebilde festzustellen, wandte ich das Schultzesche Macerations- verfahren an, sodaß die Gestalt der einzelnen Zellen der primären Rinde und besonders scharf die des Verdickungsskelettes hervortrat. Die nebenstehenden Abbildungen zeigen die hauptsächlich vorkommen- den Formen. So verschieden sie auch gestaltet sind, so wirken sie doch alle als elastische Federn, die einem von jeder Seite kommenden Drucke nachgeben und sich nach Aufhören der Druckwirkung wieder in die alte Lage stellen. Diese mit solchen elastischen Aussteifungen versehenen Zellen liegen in der primären Rinde ziemlich zerstreut, und zwar stets an Stellen, wo drei große Intercellulareu zusammen- stoßen und somit die Möglichkeit des Zerdrücktwerdens besonders nahe liegt. Sie tragen somit wesentlich zur Stützung des Rinden- gewebes und zur Oft'enhaltung der für die Luftzirkulation nötigen Intercellulareu bei. Die soeben angedeutete Vermutung über die Funktion und ökologische Bedeutung der beschriebenen Gebilde ge- winnt noch dadurch an Wahrscheinlichkeit, daß die mikrochemische Untersuchung der Substanz dieser eigenartigen Wandverdickungen deutlich den Holzcharakter erkennen ließ. Nach außen wird die Rinde von einer aus acht bis zehn Lagen bestehenden Korkschicht abgeschlossen. Dieses Korkgewebe weicht allerdings von dem normalen, sonst in der Pflanzenwelt vorkommenden Kork insofern ab, als es die typische Holzreaktion mit Phloroglucin und Salzsäure aufweist. Somit müßte man eigentlich zu der An- nahme gelangen, daß das besprochene Gewebe aus verholzten Zellen besteht, wie das auch Karsten^) tut, indem er von einem peri- pherischen Holzring spricht. Stellt man indessen eine Kontrolle an, indem man konzentrierte Schwefelsäure auf dieses Gewebe ein- wirken läßt, so wird man andererseits wieder dazu neigen, es als Kork anzusprechen, da es durch die Einwirkung dieses Reagens nicht zerstört wird. Bei einem tiefer gelegten Querschnitt von 7 mm Durchmesser zeigen sich im großen und ganzen dieselben Befunde. Es mögen hier die Dickenverhältnisse der einzelnen Teile genauer angegeben werden, um den Gegensatz zu dem später zu betrachtenden unteren Teile der Luftwurzel hervorzuheben. Das Mark, dessen Durchmesser 1,2 mm beträgt, zeigt nur insofern eine Verschiedenheit von demjenigen des oben beschriebenen Querschnittes, als die Zellwände etwas dicker und namentlich die Intercellulareu etwas größer und oft vier- statt drei- ») Karsten, 1. c, S. 50. 0. Liebau, Beiträge zur Anatomie und Morphologie etc. 186 eckig sind. Zwischen den Markzellen treten hier, ziemlich zahlreich, Zellen mit stark verholzten, von Tüpfeln durchbrochenen Wänden auf, die meist nicht isodiametrisch sind wie die übrigen Markzellen, sondern mehr längs der Wurzelachse gestreckt. Vielleicht sollen sie mit zur Festigung beitragen, wofür auch der Umstand zu sprechen scheint, daß sie nur im Mark der Luftwurzel, und zwar besonders zahlreich in den in die Luft ragenden Teilen derselben, niemals aber in den Erdwurzeln vorkommen. Der das Mark umschließende Holz- ring erreicht hier die beträchtliche Stärke von 0,7 mm. Er besteht aus stark verdickten zumeist ungefächerten Holzfasern, während Holz- parenchym nur spärlich vorhanden ist. In diese Grundmasse sind ziemlich viele, weitlumige Tüpfelgefäße eingelagert. Durchsetzt wird der Holzring von mehrreihigen Markstrahlen, die aus regelmäßig in radialen Reihen angeordneten, getüpfelten Holzparenchymzellen be- stehen. In dem nur wenig Zellreihen starken Bastring zeigen sich nicht mehr wie in dem oben beschriebenen, dicht unter der Spitze geführten Querschnitte, einzelne Steinzellnester in der Rinde; viel- mehr sind in dieser Region der Luftwurzel jene Steinzellgruppen bereits zu einem 1 — 3 schichtigen Sklerenchymring geschlossen, dessen Elemente Steinzellen und verholzte Bastfasern sind. Der Gesamt- durchmesser des Zentralzylinders beträgt 3 mm. Die Rinde, die den- selben Bau hat wie bei dem oberen Querschnitt, bildet auch hier die Hauptmasse der Luftwurzel. Der Korkmantel ist sehr stark entwickelt und besteht aus 15 — 20 Lagen kleiner, dickwandiger, tafelförmiger Zellen. Um der Atemluft den Durchtritt zu gestatten, ist er von zahlreichen Lenticellen durchbrochen, die wir später noch eingehender betrachten wollen. Die unteren, im Schlamm oder Wasser befindlichen Teile der Luftwurzel unterscheiden sich anatomisch wesentlich von den über die Erde vortretenden. Der Zentralzylinder ist hier zugunsten der Rinde viel schwächer entwickelt. Bei einem Gesamtdurchmesser von wiederum 7 mm erreicht der Zentralzyliuder nur 1,4 mm, wovon der Holzring 0,25 mm einnimmt. Um den Vergleich mit den Verhältnissen beim oberen Teil der Luftwurzel zu erleichtern, möge folgende Tabelle Platz finden, deren Zahlen sich zwar auf Einzelbeobachtungen be- ziehen, die aber im großen und ganzen die Dimeusionsverhältnisse der einzelnen Gewebearten ganz allgemein veranschaulichen. Höhe des gelegten Schnittes Gesamt- durchmesser Zentralzylinder Holzring oberer Teil unterer, submerser Teil 7 mm 7 -- 3 mm 1,4 . 0,7 mm 0,25 = 187 Es ergibt sich also, daß der Zentralzylinder in den unteren Teilen der Luftwurzel kaum halb so stark ist wie oben, was vor allem auf die geringe Ausbildung des Holzringes zurückzuführen ist, während das Mark, wie sich leicht berechnen läßt, nur wenig schwächer ist. In dem hier ebenfalls nur spärlich entwickelten Bast ist der Skleren- chymring nur einreihig. In der Rinde sind die einzelnen Zellen in- folge tangentialen und radialen Druckes mehr gestreckt und, da sie fast stets mit drei anderen Zellen zusammenstoßen, nehmen sie die Gestalt eines dreistrahligen Sternes an. Die Intercellularen erreichen Avicennia. Querschnitt durch den unteren Teil der Luftwurzelrinde. Vergr. 140. i = Intercellularräume; v = Verdickungen. somit eine sehr beträchtliche Ausdehnung. Offenbar, um dem inner- halb der Schlamm- oder Wassermasse herrschenden, wahrscheinlich nicht unerheblichen Drucke zu begegnen, hat die Pflanze in diesem Teile der Luftwurzeln weit mehr Rindenzellen mit jenen eigenartigen, elastischen Gestellen ausgerüstet. Die große Anzahl der letzteren bringt es auch mit sich, daß die Verdickungskörper untereinander in innigerem Zusammenhange stehen, wie es die beistehende Zeichnung zur Anschauung bringen soll. Die Korkschicht ist viel schwächer und setzt sich aus 5 — 7 übereinander liegenden Zellen zusammen, die im Gegensatz zu dem am oberen Teil befindlichen Kork aus weitlumigen, zartwandigen Zellen bestehen. Diesem Unterschiede in der Ausbildung der Korkzellen könnte man wohl eine ökologische Bedeutung beilegen. Die Funktion, die ein Korkgewebe in erster Linie hat, nämlich die Pflanze gegen zu starke Transpiration zu schützen, kommt ja nur bei den oberirdischen, der Verdunstung ausgesetzten Teilen der Pflanze in Frage; an diesen bildet sonach ein dichter, massiger Korkbelag eine zweckmäßige Einrichtung. An submersen Teilen dagegen würde solche schützende Hülle überflüssig sein und wenige weitlumigePeriderm- 0. Liebau, Beiträge zur Anatomie und Morphologie etc. 188 Zellen reichen zum Schutz der Rinde gegen äußere mechanische Ein- wirkung völlig aus. Bei alten Luftwurzeln, die, nach dem vorhandenen Material zu urteilen, einen Durchmesser von 20 mm erreichen, ist ein ganz anormales Dickenwachstum zu bemerken. In den 1—2 Zellschichten zwischen Endodermis und dem gemischten Sklereuchymring entsteht noch während das Kambium des ersten Holzringes in Tätigkeit ist, ein neuer Kambiumring. Dieser bildet zunächst ungefähr gleichviele Holzzellen nach innen wie Bastzellen nach außen. In letzteren ent- steht schon sehr frühzeitig am äußeren Rande ein gemischter, ge- schlossener Sklereuchymring. Erst nach Fertigstellung dieses Skleren- chymringes werden dann vom Kambium fast ausschließlich Holzzellen nach innen gebildet, bis ein zweiter, ebenso dicker Holzring entsteht wie der erste. Hieran schließt sich in gleicher Weise ein dritter usw. In dem vorhandenen Material waren bis vier Holzringe ausgebildet. Diese einzelnen, also extrafascikular entstehenden Holzringe sind alle gleich stark und erreichen eine Dicke bis zu 0,7 mm. Sie sind im allgemeinen in sich geschlossen und wechseln mit Bastringen ab. Bis- weilen werden aber, namentlich an Stellen, wo die Markstrahlen sich befinden, zwischen den einzelnen Holzringen verholzte brückenartige Verbindungen hergestellt, indem an den betreffenden Stellen die Kambium- und Bastzellen zu derbwandigen Dauerelementen werden. Hierdurch wird der Bastring in einzelne isolierte Bündel zerlegt. Da dieses niemals bei Vorhandensein von ein bis zwei Zuwachszonen, sondern erst bei drei bis vier Zuwachszonen auftritt, so muß diese brUckenartige Holzverbindung erst nachträglich erfolgen. Ein solcher extrafascikularer Zuwachsring, allerdings nur halb so stark wie der innere Ring, wird auch angelegt bei einer Gabelung des aus dem Substrat hervorragenden Teiles der Luftwurzel, aber nur in der Zone von je einem Zentimeter unterhalb und oberhalb der Gabelstelle, offenbar, um der Gabel einen größeren Halt zu geben. Die Teilung bei Anlegung einer solchen Gabelung vollzieht sich nun folgendermaßen. Der innere Holzring nimmt allmählich eine ellipsen- förmige Gestalt an und von den beiden diamentral gegenüber liegenden Endpunkten der kleinen Achse wird der Holzteil nach innen ins Mark vorgeschoben, bis sich beide Holzvorsprünge vereinigen und das Mark somit in zwei gleiche Teile zerlegen, die die Mittelpunkte der beiden neuen Luftwurzeln werden. Die beiden Holzringe buchten sich dann nach innen ein, und so kommt schließlich die Trennung des Holzes in zwei Äste zustande. Nachdem ich nunmehr den anatomischen Bau der Luftwurzeln eingehend beschrieben und mich bemüht habe, besonders diejenigen Eigentümlichkeiten hervorzuheben, die im Dienste der Durchlüftung 189 des Wiirzelsystems stehen, gehe ich jetzt dazu über, die schon oben kurz gestreiften Lenticellen einer näheren Betrachtung zu würdigen, vor allem deshalb, weil über ihre Entstehung noch verschiedene An- sichten herrschen. Nach Schenck^) „erzeugt das Phellogen zur Bildung der Lenticellen lokal nach innen zu zahlreiche radiale Reihen von kugligen Zellen mit engen Intercellularen, die einen rundlichen, nach außen sich vorwölbenden und die Korkschicht sprengenden Gewebekörper bilden. Nach außen sind die Lenticellen mit einer dünnen Korkschicht bedeckt." GoebeP) dagegen beschreibt die Lenticellen wie folgt: „Die Lenticelle besteht aus folgenden Teilen: 1. aus einer Anzahl locker zusammenhängender, senkrecht zur Rindeuoberfläche verlaufender Zellreihen, deren Endzellen sich ablösen wie die Gonidien einer Gonidienreihe von Cystopus, während an der Basis jeder Zellreihe perikline Teilungen stattfinden, die nicht auf eine einzige Initialschicht beschränkt sind. 2. Unterhalb der Zellreihe befindet sich eine halb- mondförmige Zone von Gewebe, die an Alkoholmaterial sich von dem übrigen Rindengewebe leicht unterscheidet durch braune Färbung, die darauf beruht, daß im Zellinhalt tropfenartige, braune Inhaltskörper auftreten." Aus dieser Beschreibung geht, glaube ich, deutlich hervor, daß Goebel von der Entstehung der Lenticelle gerade die entgegen- gesetzte Meinung wie Schenck hat, nämlich, daß das Teilungsgewebe stets in der inneren Partie der Lenticelle liegt und antikline Reihen von Füllzellen nach außen hin abscheidet. Bei mikroskopischer Be- trachtung einer Anzahl von Lenticellen hat man zunächst den Ein- druck, als ob beide Autoren Recht haben. Bald erscheint uns die Bildung der Lenticellen von innen nach außen, bald umgekehrt zu erfolgen. Und da nun einige von dünnen Korkschichten durchzogen sind, andere aber solcher entbehren, so erhalten wir die verschiedensten Bilder, die scheinbar kaum auf eine einheitliche Entstehung der Lenti- cellen zu schließen erlauben. Und doch glaube ich, daß diese Gebilde trotz des verschiedenen Aussehens von gleichem Ursprung und ein- heitlich gebaut sind. Die Lenticellenbildung beginnt nach meinen Be- obachtungen von einem Phellogen, das zunächst in zentripetaler Richtung eine Anzahl Zellen in der von Schenck angegebenen Weise entwickelt. Aber bald schlägt die zentripetale Zellteilung in die ent- gegengesetzte, zentrifugale um, sodaß die Zellbildung von nun an nach außen hin erfolgt, indem bei den sukzessiven Zellteilungen immer die innerste Zelle meristematisch bleibt. Nach einiger Zeit findet ') Schenck, 1. c. S. 84. 2) Goebel, Über die Luftwurzeln von Sonneratia. Ber. d. d. bot. Ges. IV, 1886, S. 253. 0. Liebau, Beiträge zur Anatomie und Morphologie etc. 190 Avicennia."VQuerschnitt durch Teil einer Lenticelle. Vergr i = Intercellularen. >6 einen 140. daun wieder die Rückkehr zur zentripetalen Ordnung statt. Dieser Umschlag- aus der zentripetalen in die zentrifugale Ordnung und um- gekehrt wiederholt sich von Zeit zu Zeit ohne strenge Regelmäßigkeit. Und so findet man auf Querschnitten durch Lenticellen, wie die bei- stehende Figur einen Teil eines solchen Querschnittes zeigt, regelmäßig radial angeordnete Reihen von kugligen, locker zusammenhängenden Zellen , deren Meristemschicht mehr innen oder außen liegt, je nachdem die Zellbildung zu- letzt in zentrifugaler oder zentripetaler Ordnung erfolgte. In den nach außen abgeschiedenen Zellen treten nament- lich bei kleineren, an jüngeren Luft- wurzeln befindlichen Lenticellen ab und zu verkorkte, schmale Zwischen- streifen auf, die meistens ganz am äußeren Rande der Lenticelle liegen, sodaß sie dieselbe nach außen hin ab- schließen, seltenerin tieferen Schichten. Bei den großen, teilweise bis 2 mm breiten Lenticellen der alten Luftwurzeln sind dagegen solche Ver- schlußstreifen äußerst selten. Die Erdwurzeln, deren Betrachtung ich mich jetzt zuwende, weisen denselben Bau auf wie die unter der Erde befindlichen Teile der Luftwurzeln, mit dem einzigen Unterschiede, daß das Mark, in dem niemals" verholzte Zellen wie bei den Luftwurzeln vorkommen, stark reduziert ist, sodaß, infolge der hierdurch ermöglichten Kon- zentration des Holzes nach der Mitte hin, eine größere Zugfestigkeit erreicht wird. Bei älteren Erdwurzeln findet sich genau dasselbe abnormale Dickenwachstum wie bei den Luftwurzeln, nur sind hier die einzelnen Holzringe entsprechend ihrer Funktion weniger stark ent- wickelt. An den jüngsten Würzelchen wird die primäre Rinde, die schon denselben schwammigen Charakter zeigt wie bei den älteren, nach außen von einer aus kleinen, schmalen Zellen bestehenden Epidermis und einer darunter liegenden Hypodermis abgeschlossen, deren Zellen bedeutend weitlumiger als die der Epidermis und stark in radialer Richtung gestreckt sind. Schon frühzeitig entsteht in der an die Hypodermis anstoßenden Rindenschicht ein Phellogen, das Kork nach außen absondert. So tritt schon bei einem ganz jungen Stadium, auf einem Querschnitt von 1 mm Wurzeldurchmesser, unter der noch gut erhaltenen Hypodermis, von der die darüber liegende Epidermis schon 191 teilweise abgebröckelt ist, ein 2 — 3 schichtiges Korkgewebe auf. All- mählich wird die Epidermis und späterhin auch die Hypodermis ab- gestoßen. Letztere hält sich jedoch ziemlich lange, sodaß sie selbst bei älteren Nebenwurzeln mit einem Querschnitt von 4 mm außerhalb des 5 — 6 schichtigen Korkmantels noch vorhanden ist. Besondere Hervorhebung verdient schließlich noch die auffällige Erscheinung, daß weder bei Luft- noch bei Erdwurzeln die primäre Kinde in der sonst für Wurzeln üblichen Weise abgeworfen wird, sondern dauernd erhalten bleibt, was in Anbetracht der Bedeutung dieser Gewebeschicht für die Durchlüftung des gesamten Wurzel- systems nur begreiflich erscheint. Sonneratia. Über die Wurzeln von Sonneratia, die schon ziemlich eingehend von GoebeP) und neuerdings von Westermaier^) beschrieben sind, werde ich mich kurz fassen, zumal mir auch nur wenig Material von dieser Spezies zur Verfügung stand. Genau wie bei Ävicennia wachsen aus den im Schlamm oder Wasser etwa horizontal verlaufenden Wurzeln negativ geotropisch ge- richtete Luftwurzeln hervor. Diese sind jedoch größer und dicker als die Luftwurzeln von Ävicennia und werden nach Schmidt 3) etwa '/* m, nach Goebel sogar 1,5 m lang. Ferner besitzen sie eine spindelförmige Gestalt, während die J.ficewm'a-Luftwurzeln oben und unten ungefähr gleichen Durchmesser haben, wie es meine oben an- geführten Messungsergebnisse beweisen. In dem oberen Teile der Luftwurzel ist der Zentralzylinder und insbesondere der Holzring be- deutend stärker entwickelt als in dem unteren Teile. Die primäre Rinde, die ebenso wie bei Ävicennia als Durchlüftungsgewebe er- halten bleibt, ist oben und unten verschieden gestaltet. Im oberen Teile besteht sie, wie umstehender Querschnitt zeigt, aus parenchy- matischen Zellen, zwischen denen große Intercellularen liegen. Ver- steifungen in den Zellen fehlen hier gänzlich. Doch scheinen einen Ersatz dafür die zahlreichen Trichoblasten, die von Goebel schein- bar nicht bemerkt sind, zu bilden. Sie haben sehr bizarre Formen und ragen in die Intercellularen hinein, sodaß letztere auf diese Weise ebenfalls, wenn auch in geringerem Maße als bei Ävicennia, gegen ein Zusammengedrücktwerden geschützt sind. Der die ganze 1) Goebel, Über die Luftwurzeln von Sonneratia. Ber. d. d, bot. Ges. IV. 1886, S. 249-255. 2) M. Westermaier, Zur Kenntnis der Pneumatophoren, Bot. Unters, im Anschluß an eine Tropenreise. I. Heft. Freiburg 1900, 3) Schmidt, 1. c. Heft 7. 0. Liebau, Beiträge zur Anatomie und Morphologie etc. 192 i-- Sonneratia. Querschnitt durch den oberen Teil der Luftwurzelrinde. Vergr. 140. t = Trichoblasten. i = Intercellularen. Luftwurzel umhüllende Korkmantel besteht nicht aus einer dicken, von zahlreichen Lentizellen dtirchbrochenen Schicht, wie wir sie bei Ävicennia fanden, sondern aus wenigen, übereinander liegenden, dünnen Korkhäuten, die von- einander durch lockeres, nicht verkorktes, lufthaltiges Füllge- webe getrennt sind. In dem unteren, im Erdboden befindlichen Teile der Luftwurzel gewinnt die Rinde eine viel be- deutendere Entwicklung als in dem oberen Teile und zwar durch das Auftreten sehr großer Inter- cellularen. Die meist dreiarmigen Zellen sind sehr stark in die Länge gezogen. Außer diesen verzerrten Zellen liegen auf dem Querschnitt kleinere rundliche Zellen mit ebenfalls nur schwachen Wänden, die stark longitudinal gestreckt sind. Außer diesen dünn- wandigen, zylindrischen Zellen sollen nach Westermaieri) in dem unteren Teile der Pueumatophoren sowie in den Erdwurzeln dick- wandige, longitudinal gestreckte Zellen, die schwach bogig oder sehr lang S-förmig gekrümmt sind, vorhanden sein. Sie sollen „als elastische Federn" wirken, indem sie infolge ihrer Gestalt und Elastizität der Rinde resp. den Intercellularräumen der Rinde ihre frühere Form wieder einnehmen helfen, wenn der Druck, der die Maschen verzerrt hat, aufhört oder nachläßt. Diese elastischen Federn spielen eine wichtige Rolle bei dem von West er maier für die Sonneratia- Pueumatophoren konstruierten Atmungsmechanismus. Ich konnte jedoch trotz zahlreicher Quer- und Längsschnitte solche dynamische Zellen nicht entdecken und halte somit den Versuch Westermaiers, einen Atmungsmechanismus zu konstruieren, für verfehlt. Außerdem er- scheint mir ein solches Unternehmen auch überflüssig, da man bei einem Erklärungsversuch für die Ermöglichung der Atemtätigkeit mit der Diffusion als wesentlichem Faktor völlig auskommt. Die Erdwurzeln sind ebenso wie die unteren Teile der Luftwurzeln gebaut und werden, da ihnen jegliche Verdickungen fehlen, in dem schlammigen Boden zusammengepreßt werden müssen. Die Holzanatomie weicht wesentlich von der bei Ävicennia ab. Die Hauptmasse bilden die fast stets in radialen Reihen angeordneten Tüpfelgefäße, zwischen denen sehr wenig dünnwandige, ziemlich weit- *) Westermaier, 1. c., S. 14. 19S lumige Holzfasern liegen. Die einzelnen Gefäßreihen werden durch einreihige Markstrahlen getrennt. Das ganze Holz ist sehr substanz- arm und leicht. Nach GoebeP) treten an der Spitze der Luftwurzel eine große Anzahl Gefäße und Siebröhrengruppen in der für Wurzeln charak- teristischen Anordnung auf. Ich kann jedoch nach meinen Beobachtungen dem nicht beistimmen. Im Gegenteil muß ich den Ausführungen Wester maiers 2) Recht geben und den Luftwurzeln von Sonneratia mehr einen Stamm- als einen Wurzelcharakter zuschreiben, denn auf Querschnitten liegen die engsten Gefäße nicht in der für Wurzeln charakteristischen Weise der Peripherie, sondern, wie bei Stamm- querschnitten, dem Zentrum zugekehrt. Auch befinden sich die Gefäß- teile sämtlich innerhalb der Leptomgruppen und wechseln niemals mit ihnen ab; vielmehr liegen Xylem und Phloem oft auf denselben Radien. Da das Material, das mir von dieser Spezies zur Verfügung stand, auch ein jüngeres Exemplar enthielt, dessen Luftwurzeln eben erst angelegt waren, so möchte ich es nicht unterlassen, auch kurz auf die Verhältnisse, wie sie bei solch jugendlichem Stadium liegen, ein- zugehen. Offensichtlich können die sehr jungen Atemwurzeln die Atemtätigkeit noch nicht erfüllen. Es tritt aber dafür der Stamm ein, der am unteren Teile mit jenem für ^S'ownera^ia- Luftwurzeln charak- teristischen Korkgewebe überzogen ist, das eine ungehinderte Luft- zirkulation gestattet. Auch die Rinde des Stammes weist in diesem Falle einen lockeren, schwammigen Bau auf, ähnlich dem des oberen Teiles der Luftwurzel, nur sind die Intercellularen nicht ganz so groß. In der ziemlich breiten Bastzone lagern zahlreiche, große Steinzell- nester, wie sie sich auch in den an den Stamm ansetzenden oberen Teilen der Erdwurzeln finden, wohingegen sie in den unteren nicht vorhanden sind. Carapa moluccensis. Nach den Angaben Seh im per s^) werden wie bei Ävicennia uüd Sonneratia ebenfalls bei Carapa moluccensis „spargelartige Luft- wurzeln", aber in geringerer Anzahl, erzeugt, die als Atmungsorgane dienen sollen. Diese Beobachtung, oder wenigstens die Deutung der- selben, ist jedoch nicht ganz zutreffend. Vielmehr muß man der An^ sieht, die Kar sten^) vertritt, beipflichten und diese Gebilde als lokale Anschwellungen interpretieren, wie die nachstehende ausführliche ana- tomische Beschreibung zeigen wird. 1) Goebel, 1. c, S. 250. ^) Westermaier, 1. c, S. 23. 3) Schimper 1. c, S. 36. *) Karsten, 1. c, S. 51. 0. Liebau, Beiträge zur Anatomie und Morphologie etc. 194 Betrachten wir jedoch, bevor wir zur Behandlung jener Luft- wurzeln übergehen, zunächst einmal den inneren Bau der Erdwurzelu, sowohl in jungen wie in älteren Stadien, so zeigen sich Verhältnisse, die nicht wesentlich vom normalen Wurzelbau abweichen. Die junge Wurzel besitzt meist einen tetrarchen Bau. Den äußeren Teil des Zentralzylinders nimmt ein Perizykel ein, das aus 2— 3 Zellschichten besteht. Seine Zellen sind größer als die übrigen Zentralzylinder- zellen und vorwiegend tangential gestreckt. Der Zentralzylinder wird durch eine Eudodermis, deren Zellen in tangentialer Richtung zweimal länger gestreckt erscheinen als in radialer Richtung, von der primären Rinde getrennt. Diese besteht aus großen, dünnwandigen Parenchym- zellen, die ziemlich regelmäßig radial angeordnet sind. Eine sehr starke Epidermis schließt die Rinde nach außen hin ab. Dieser primäre Zustand dauert jedoch nicht lange. Das Kambium des Zentralzylinders entwickelt eine lebhafte Tätigkeit, indem es sowohl nach innen zu viele Holzelemente absondert, als namentlich nach außen hin fortgesetzt parenchymatische Zellen entwickelt. Hand in Hand mit der Kambiumtätigkeit geht die Ausbildung eines Phellogens aus der äußersten Perizykelschicht. Dieses Phellogen scheidet nach innen zu nur sehr wenig Phelloderm ab, nach außen hin werden dagegen zahlreiche Peridermzellen gebildet, die bald verkorken, sodaß wir schon sehr frühzeitig einen Korkmantel von großer Dicke sehen. Die primäre Rinde wird somit vom Zentralzy linder abgedrängt, und da die Epidermis nicht gleichen Schritt mit der lebhaften Tätigkeit des Kambiums und der Korkbildung halten kann, so werden die Zellen der primären Rinde immer mehr zusammengedrückt, bis schließlich die Epidermis dem inneren Drucke nicht mehr widerstehen kann, sondern zerreißt und samt der primären Rinde abgeworfen wird. Diese Abstoßung erfolgt schon sehr früh. Bei jungen Wurzeln von 0,7 mm Durchmesser finden wir nur noch vereinzelte Stücke der primären Rinde an der stark entwickelten Korkschicht hängen. Bei älteren Wurzeln nimmt die Korkschicht im Verhältnis zum Gesamt- durchmesser nicht mehr in dem Maße zu wie bei jungen Stadien; sie erreicht nur eine Dicke von 10 — 12 Lagen. Dagegen wird der Holzzylinder, in dessen Innerem übrigens niemals ein Markstrang, weder an jungen noch an alten Wurzeln vorhanden ist, wesentlich verstärkt und nimmt im allgemeinen Vs bis V2 des ganzen Querschnittes ein. Das Holz setzt sich meist aus Holzfasern zusammen, in das nicht allzu zahlreiche Tüpfelgefäße eingelagert sind. Die Elemente des Holzprosenchyms sind zumeist sehr weitlumige, kurze Holzfasern, nur selten kommen englumigere, lange Holzfasern vor. Zahlreiche, meist 1 — 3 reihige Markstrahlen durchsetzen das Holz. Sie bestehen aus in radialer Richtung gestreckten Parenchymzelleu. Die sekundäre 195 Rinde ist an der an das Holz anstoßenden Seite sehr regelmäßig ge- baut. In ihr setzen sieh die im Holz vorhandenen radialen Mark- strahlen in dem gleichen, regelmäßigen Bau fort und lassen sich leicht bis nahezu zur Hälfte des Rindengewebes verfolgen. Außer diesen Phloemstrahlen finden sich nicht ganz so starke, mehr rundliche Parenchymzellen und sehr viele stark verdickte Bastfasern, die eine beträcht- liche Länge erreichen. Infolge des immer mehr zunehmenden Umfanges müssen die Zellen der äußeren Partien, wie dies auch Karsten 1) angibt, sehr stark ge- spannt werden. Da das nur bis zu einem gewissen Grade möglich ist, so verlieren die Zellen allmählich ihren Zusammen- hang und lassen Intercellularen zwischen sich entstehen. Bei weiterem tangentialem Zuge lösen sich dann die Zellen allmäh- lich voneinander los, indem sie zunächst noch mit schmalen Zipfeln aneinander haften bleiben. Diese Zipfel schließen sich entweder als neue Zellen ab oder zerreißen, falls sie dem auf sie ausgeübten, starken Zuge nicht genügend nachgeben können. So sind also, wie schon gesagt, diese Verhältnisse von Karsten be- schrieben und abgebildet. Nicht erwähnt sind jedoch die stark verdickten, englumigen Bastfasern, die in sehr großer Anzahl einzeln oder in Bündeln über die ganze sekundäre Rinde zerstreut liegen. Obwohl sie, wie durch verschiedene Re- aktionen festgestellt wurde, weder verholzt noch verkorkt sind, so erreichen sie doch durch ihre fast bis zum Schwinden des Zellumens verdickten Wände eine solche Festigkeit, daß sie in der locker ge- fügten, jeder sonstigen Aussteifungen entbehrenden, sekundären Rinde hauptsächlich den Zusammenhang bedingen und wohl auch zur Offen- haltung der Intercellularen dienen. An diesen Erdwurzeln zeigen sich nun an sehr vielen Stellen höchst sonderbare Gebilde, die ihrer äußeren Erscheinung nach zwar an die Luftwurzeln von Avicennia und Sonneratia erinnern können, die wir oben kennen gelernt haben, die aber denselben durchaus nicht Carapa. Querschnitt durch eine ältere Erdwurzel. Vergr. 140. b = Bastfasern; p i= Phloem- strahlen; i = Intercellularen. 1) Karsten, 1. c, S. 52. 0. Liebau, Beiträge zur Anatomie und Morphologie etc. 196 homolog sind. Denn Längs- und Querschnitte durch eins jener Sonder- gebilde lassen eine eigenartige Struktur erkennen, die Karsten^) an- schaulich dargelegt hat. Der Holzkörper dieser Organe stellt sich nämlich nicht wie bei den Luftwurzeln von Ävicennia und Sonneratia als ein Holzzylinder mit vertikaler Achse dar, sondern das organische Zentrum des Holzes liegt an der Basis des gesamten Organs und der Holzkörper selbst ist etwa in konzentrischen Ellipsoidschalen um dieses Zentrum geordnet. Die Markstrahlen bilden dementsprechend divergente Büschel. Dieser anatomische Befund läßt keinen Zweifel darüber ob- walten, daß die Atmungsorgane mit Karsten als lokale Verdickungen der Erdwurzeln anzusprechen sind. Diese stellen nach Erreichung der Oberfläche des sauerstoffarmen Substrates ihr Wachstum nicht ein, sondern wachsen unausgesetzt weiter, sodaß sie sehr beträcht- liche Höhe erreichen und als lange, hörnerartige Gebilde in die Luft ragen und aus ihr den Sauerstoff zur Durchlüftung des Wurzelsystems entnehmen. Die Rinde dieser Gebilde zeigt denselben Bau wie die der Erdwurzeln, nur sind die Intercellularen viel kleiner, sodaß dieses Gewebe einen ziemlich kompakten Eindruck macht. Die Korkschicht ist hier stärker entwickelt als bei den Erd wurzeln und erreicht 15 bis 20 übereinander liegende Zellschichteu. Sie wird von großen Lenti- cellen durchbrochen, die entsprechend den Lenticellen bei Ävicennia gebaut sind und ebenfalls teilweise von verkorkten Zwischenstreifen durchsetzt werden. Carapa obovata. Anatomisch ganz ähnlich, wenn auch in der äußeren Erscheinung durchaus verschieden, sind nun die Atmungsvorrichtuugen des Wurzel- systems von Carapa ohovata. Die Atmung wird nämlich hier nicht wie bei Carapa moluccensis durch einzelne, über die Bodenoberfläche hervorwachsende, lokale Anschwellungen besorgt, sondern die in dem zähen, sauerstoffarmen Schlamme in schlangeuartigen Windungen dicht unter der Bodenoberfläche kriechenden Wurzeln werden durch ein- seitiges Dickenwachstum zu flachen^ messerartigen Brettwurzeln. Diese ragen mit ihrer scharfen Kante aus dem Schlamme hervor und treten somit mit der Atmosphäre in Kontakt, wodurch die Luftzufuhr zu dem übrigen Wurzelsystem ermöglicht wird. Ah diesen Brettwurzeln ent- stehen zahlreiche nach unten und den Seiten gerichtete Nebenwurzeln, die in ihrem anatomischen Aufbau denen von Carapa moluccensis gleichen, sodaß eine weitere Beschreibung überflüssig ist. Wohl aber will ich noch etwas näher auf den anatomischen Bau der Brettwurzeln eingehen, um zu zeigen, daß ihr Aufbau demjenigen der merkwürdigen 1) Karsten, 1. c, S. 51. 197 Aterahörner von Carapa moluccensis entspricht. Auch hier liegt das organische Zentrum unten, nur wenig von der Rinde entfernt. An den sehr scharf hervortretenden Linien der Jahresringe kann man wiederum den ungleichen Holzzuwachs deutlich erkennen. Dieser geht in der Weise vor sich, daß vom Zentrum aus nur in einer einzigen Richtung, nämlich nach oben, viel Holz gebildet wird, während nach sämtlichen übrigen Richtungen hin nur ein geringer Zuwachs statt- findet. Die Markstrahlen haben ebenfalls eine divergente Anordnung angenommen. Sie sind hier fast nur einreihig, während sie bei Carapa moluccensis 1 — 3 reihig waren. Die Holzfasern, die auch hier die Hauptmasse des Holzkörpers bilden, sind länger und englumiger als bei der vorher betrachteten Spezies. Der Bau der Rinde weicht in- sofern etwas von dem bei Carapa moluccensis ab, als die Bastfasern nicht einzeln zerstreut liegen, sondern, zwischen den Markstrahlen zu Bündeln geordnet, mit Schichten von Parenchymzellen abwechseln. Diese regelmäßige Anordnung läßt sich jedoch nur auf der inneren Rindenpartie erkennen, namentlich soweit man die Markstrahlen ver- folgen kann. Weiter nach außen sind die Bastfasergruppen mehr zerstreut zwischen die regellos durcheinander liegenden Parenchym- zellen. Die Intercellularen sind hier lange nicht so groß wie bei Carapa moluccensis, was offenbar mit dem Umstände zusammenhängt, daß der größte Teil der Wurzel mit der Luft in direkter Berührung steht, sodaß das Intercellularsystem weniger entwickelt zu sein braucht. Die sekundäre Rinde dieser Brettwurzeln wird von einem 12 — 15 Schichten starken Korkgewebe bedeckt. Dieses ist an beiden Seiten des über die Bodeuoberfläche hervorragenden Teiles der Brett- wurzel von ebenso wie bei Carapa moluccensis gebauten Lenticellen durchbrochen, die dem Intercellularsystem als Pforten dienen. Bruguiera. Bei den verschiedenen in der asiatischen Mangrove-Vegetation vorkommenden Bruguiera-Arien wird die Atmung überall in der gleichen, sehr eigenartigen Weise bewirkt. Die horizontal unter der Bodeuoberfläche hinkriechenden Wurzeln wachsen stellenweise unter scharfem Winkel nach oben über den Schlamm hervor, biegen dann unter ebenfalls scharfer Knickung wieder nach unten und wachsen im Boden wieder horizontal weiter. An diesen knieartigeu Gebilden, die wir unten noch näher betrachten werden, entstehen dann zahlreiche, große Lenticellen, die einen lebhaften Gasaustausch ermöglichen. Bei jungen Pflanzen, denen noch jene knieartigen Luftwurzeln fehlen, wird die Atmung durch am Hypokotyl entstehende Lenticellen ver- mittelt. Betrachten wir nun die einzelnen Bruguiera-Ai'ten genauer. Beiträge zur Biologie der Paanzen. Bd. XU. Heft 2. 14 0. Liebau, Beiträge zur Anatomie und Morphologie etc. 198 Bruguiera eriopetala. Die Atmung wird bei juugen Pflanzen durch einen am Übergang vom Hypokotyl zum Epikotyl scharf hervortretenden Lenticellenring ermöglicht. Ein Querschnitt von 18 mm Durchmesser, in halber Höhe ^^y^ durch das Hypokotyl geführt, zeigt ^^<^^^5r!\ /v>~-~s/\~..^ ein 9 mm starkes Mark, das aus ^^^^^^2i^^\-^^ dünnwandigen, großen, parenchy- /^\ ^,.^^-A^^J^ matischen Zellen besteht und ziem- \r' -^^X^^-^^^y^^^^^ (1 / lieh viel Stärkekörner enthält. Die '""'^^^K^^^^^^^^^^JP^^ "daran anschließende Holzzone ist v-._ j^!^^^::>:r~~^^f } — ~^ ^^^^ schwach entwickelt und erreicht ^^jl--_4^^^^^^^-^ nur eine Breite von 0,8 mm. In \0^ dem stärker ausgebildeten Bastringe Bruguiera eriopetala. Querschnitt durch fallen am äußeren Rande kleine die innere Partie der Rinde des Hype- bester VOn Steinzcllcn auf. Diese kotyls. i = Intercellularen; y = Ver- ^^ . , ,, ■ i dickungen. stoDcn Unmittelbar an eine sehr scharf hervortretende, zweischichtige Stärkescheide, die sich durch Einlagerung von außerordentlich großen Stärkekörnern auszeichnet. Die Rinde nun besitzt einen ziemlich lockeren Bau. In ihren peripherischen Teilen liegen kleinere luter. cellularen, um dort die durch die Lenticellen eintretende Atemluft auf- zunehmen und sie nach innen an allmählich größer werdende Inter- cellularräume abzugeben. In den innersten Teilen der Rinde haben die Lufträume dermaßen an Ausdehnung zugenommen, daß die sie umgebenden Rindenzellen stark gedehnt und verzerrt sind. Ver- dickungsleisten, ganz ähnlich gestaltet wie bei Avicennia^ sorgen für ein beständiges Klaffen dieser weiten Luftgänge. Die äußeren Zellen behalten dagegen ihre rundliche Form und führen noch viel Stärke- körner und Kristalldrusen von oxalsaurem Kalk. Die Epidermis zeigt auffallend stark verdickte Wände und an der Oberfläche eine starke Kutikula. Außer dem am Übergang vom Hypokotyl zum Epikotyl vor- handenen Lenticellenring treten auch am Epikotyl zerstreut liegende, einzelne Lenticellen auf. An einigen Exemplaren war der Lenticellen- ring am Hypokotyl nur unvollkommen ausgebildet und auch am Epikotyl waren keine zerstreut liegenden Lenticellen zu bemerken, sondern ein starker, gut ausgebildeter Lenticellenring. Dies eigen- artige Verhalten ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß das ganze Hypokotyl von dem Substrat bedeckt war, sodaß der angelegte Lenti- cellenring nicht in Funktion treten konnte, wofür auch der Umstand sprach, daß die Lenticellen des Ringes am Hypokotyl durch eine starke Korkschicht verschlossen waren, während die funktionierenden Lenticellen eine solche Verschlußschicht nicht zeigten, sondern frei mit 199 der äußeren Atmosphäre kommunizierten. Die Bildung der Lenticellen nun erfolgt durch ein Phellogen, das in der unmittelbar an die Epi- dermis anstoßenden Rindenschicht entsteht. Dieses Phellogen scheidet nach innen zu nur in geringem Maße Phelloderm ab, dagegen wird nach außen hin ein sehr lockeres, aus runden, dünnwandigen Zellen bestehendes Füllgewebe gebildet. Letzteres wird von bisweilen mehreren schmalen Korkstreifen durchsetzt, die der lockeren, pulverigen Masse einen Halt geben. Am Epikotyl besitzt die Rinde entsprechend ihrer Funktion eben- falls einen schwammigen Bau. Sie besteht aus ziemlich gleichmäßigen, polygonalen Zellen, die innen von großen und nach außen zu kleiner werdenden Intercellularen durchsetzt sind. Die Zellen tragen keine Verdickungsleisten wie beimHypokotyl, sondern führen, nament- lich in der äußeren Rindenpartie, zum großen Teil Stärke und Kristalldrusen von oxal- saurem Kalk. Dieses Rindeugewebe wird nach außen von einer 5 — 8 Lagen starken Korkschicht geschützt. Wenden wir uns nunmehr der Wurzelana- tomie zu und betrachten wir zunächst wieder eine junge Wurzel. Auf einem Querschnitt dicht an der Spitze haben wir von innen nach außen ein weitlumiges, mit kleinen Intercellularen versehenes Mark, einen Ring kleinzelligeren Gewebes, in dem wir die Vasal- und Kribralprimanen in der für Wurzeln typischen Weise angeordnet finden, eine sehr scharf hervortretende Endodermis und