die wachsenden oocytenkerne einiger insekten in ihrem verhalten zur nuklealfärbung

(Aus d e m I n s t i t u t ftir Schiffs- u n d T r o p e n k r a n k h e i t e n in H a m b u r g , Ab te i l ung Professor Dr . R~mHV.~ow, u n d d e m Ka i se r W i l h e l m - I n s t i t u t fiir Biologie

in Be r l i n ,Dah lem, Ab te i l ung P r o f e s s o r Dr . HARTMAgg.)

DIE WACHSENDEN OOCYTENKEI~NE EINIGER INSEKTEN IN IHI~EM VERHALTEN ZUR NUKLEALFARBUNG.

Yon

H A ~ S B A U E R .

Mit 15 T e x t a b b i l d u n g e n .

(Eingegangen am 19. Dezember 1932.)

Inhaltsverzeiehnis. Selto

I. E in l e i t ung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 I I . U n t e r s u c h u n g s o b j e k t e u n d - m e t h o d e n . . . . . . . . . . . . . . . 256

I I I . D a r s t e l l u n g der E rgehn i s se . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 A. Pano i s t i sehe Ova r i en . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

1. S t e n o b o t h r u s para l le lus u n d St. b i g u t t u l u s . . . . . . . . . 258 2. T a c h y c i n e s a s y n a m o r u s . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 3. P h y l l o d r o m i a g e r m a n i c a . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 4. C tenocephMus canis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

B. P o l y t r o p h e Ovar i en . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 5. D y t i s c u s marg ina l i s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 6. P a n o r p a c o m m u n i s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 7. T ipu l a pa ludosa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 8. Luci l ia caesar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 9. For f icu la aur icu la r ia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

10. Anophe le s m a c u l i p e n n i s . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 11. S t e g o m y i a fase ia ta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 12 E p h e s t i a ki ihniel la . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 13. H a b r o b r a c o n jug land i s . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280

C. Aero t rophe Ovar ien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 14. C imex lec tu lar ius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28I

IV. B e s p r e c h u n g der B e funde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 A. Methodisehe V o r b e m e r k u n g e n . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 B. Die Reak t ionsweise der C h r o m o s o m e n . . . . . . . . . . . . . 283

A n h a n g . Das E l i m i n a t i o n s c h r o m a t i n yon E p h e s t i a ki ihniel la . . . 286 C. Stoffl iche Bez i ehungen zwischen C h r o m o s o m e n u n d a n d e r e n K e r n -

u n d Ze l l s t ruk tu ren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 D. Bez i ehungen zwisehen Eikerngr6Be, C h r o m o s o m e n u n d Erni~hrungs-

e l n r i c h t u n g e n bei I n s e k t e n . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 Z u s a m m e n f a s s u n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 L i t e r a tu rve rze i ehn i s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

Hans Bauer: Die wachsenden Oocytenkerne einiger Insekten usw. 255

I. Einleitung. Die Probleme, die uns der wachsende Eikern stellt, siad wiederholt

in gr50erem Zusammenhange dargestellt worden, so yon LuBOSC~ (1902, 1914) und JORG~NSEN (1913). Sie sind zum groBen Teil noch unerledigt.

Naehdem seit ROCK~.~Ts Arbeit am tIaifischei (1892) vielfach der Beweis dafiir erbracht worden ist, dab die unter Ftihrung yon CA~NOY behauptete Ansieht, die Chromosomen bildeten sieh ohne Zusammenhang mit den in den Kern eingegangenen vor den Reifeteilungen neu aus Nukleolen, falsch war, dal3 vielmehr aueh der wachsende Eikern eine Kontinuit~t der Chromosomen erkennen lie•, war das Interesse der Forschung auf die sto//lichen VerMiltnisse im Kern gerichtet.

Fast alle oogenetisehen Arbeiten braehten Beweise daftir~ dab die Chromosomen eine auff~llige J~nderung in ihrem fiirberischen Ver- halten zu Beginn des Kernwaehstums durchmachen. W~hrend sie vor Eintri t t der Kernvergr6l~erung eine besondere Affinitttt zu basischen Farbstoffen zeigen, nehmen sie danach nur die sauren an. Diese Er- scheinung wurde damit erkl~rt, dal~ die Chromosomen eine J~nderung in ihrem Stoffbestand erfiihren, da~ im besonderen die in ihnen ent- haltene Nukleinss bzw. das sog. Basichromatin, ganz oder teilweise aus ihnen verschwLnde.

Die dutch die moderne Methodenkritik (v. 1V[()LLENDORFF u.a.) gebrachte Einsieht, dab die gew6hnlichen histologischen Fi~rbungsverfahren nicht auf spezifisch chemischen Vorgt~ngen, vielmehr auf physikalisch-chemischen oder rein physikalischen Prinzipien beruhen, lieB die Ergebnisse des Eikernstudiums hinsichtlich der Schluflfolgerungen auf die ehemische Zusammensetzung des Kerns und 4eren ~nderungen wieder als unsieher erscheinen.

Erst seit einigen Jahren ist uns dureh die Einfiihrung der Nukleal- ft~rbung yon F~VLGE~ (1924) ein Mittel in die Hand gegeben, eine Kom- ponente der Kernstoffe, die Thymonukleins~ure, in ihrem Schicksal exakt zu verfolgen. Schon bald naeh der Bekanntgabe dieser Methode wurde eine Bestt~tigung der s Ansiehten dutch den Nachweis von KOCH (1925) erbraeht, dab die Kerne wachsender Chilopodeneier keine Nuklealft~rbung zeigen. Weitere entsprechend lautende Angaben wurden von BRACH~T (1929) 1 in einer grSBeren Arbeit vergleichend fiir mehrere Mollusken und Vertebraten, yon HIBBARD (1928) fiir Disco- glossus, von LUDFORD (1928) ftir Limnaea und Mus, yon HARVEY (1929) fiir Carcinus, von FAVL~N~R (1930) tiir Obelia, von MUXERJI (1930) fiir Apanteles, von GRESSON (1930) ffir Thrinax und Allantus und yon WALTHER (1929) auch ftir ein pflanzliches Objekt, Nitella, bekannt gemacht.

1 Herr Dr. BRAeHV.T hatte die Liebenswiirdigkeit, mieh durch Obersendung eines Abdrueks auf diese Untersuchung aufmerksam zu machen, woftir ich ihm aueh hler bestens danke.

256 Hans Bauer: Die waehsenden Ooeytenkerne einiger Insekten

Ohne Kenn tn i s dieser le tz ten Arbe i t en ha t t e ich (1932) ebenfal ls eine Reihe yon Organismen un te r such t und war im a l lgemeinen zu en tsprechenden Ergebnissen gelangt . Besonders die In sek t en jedoch zeig~en kein so einfaches Verhal ten, da sieh bei manchen auf allen S tad ien des W a c h s t u m s nuklea!gef~rbte S t ruk tu ren nachweisen lieI3en. Dieses rech t fe r t ig t eine genauere Dars te l lung, wie sie im folgenden gegeben wird.

I I . Untersuehungsobjek te und .methoden .

Bei der Auswahl der Ar t en wurde e inmal da rauf gesehen, dab F o r m e n mi t m6gl ichst al len Ern~hrungse inr ich tungen der Ovar ien bearbe i te t wurden. Aul~erdem wurden vorzugsweise solehe gew~hlt , die wei tere bemerkenswer te Ersche inungen aufwiesen, wie angebl ichen Chromat in- aus t r i t t , akzessorisehe Kerne und anderes . So k a m es, dab im al lgemeinen A r t e n herangezogen wurden, deren Oogenese schon beschr ieben worden ist. Dies b rach te den Vorte i l einer ki irzeren Dars te l lung und einer Ersparn i s an Abbi ldungen .

Die yon mi r un te r such ten In sek t ena r t en sind die folgenden: Orthoptera: Stenobothrus (Chorthippus) parallelus ZETT., St. (Stau-

roderus) biguttulus L., Tachycines asynamorus ADELUNG (Diestrammena marmorata DE HAAS), Phyllodromia germanica L.

Dermaptera: For/icula auricularia L. Hemiptera: Cimex leetularius L. Mecoptera: Panorpa communis L. Diptera: Anopheles maculipennis MEIG., Stegomyia /asciata. Tipula

paludosa MEre., Lueilia caesar L. Lepidoptera : Ephestia ki~hniella Z. A phaniptera : CtenoeephaIu~ canis. Coleoptera: Dytiscus marginalis L. H ymenoptera : Habrobracon ]uglandis As~IM. Das Material von Ephestia und Habrobracon entstammt den Vererbungszuchten

des GSttinger Zoologischen Instituts. Herrn Privatdozent Dr. Hv.~K~ bin ich ftir die tiebenswiirdige Bereitstellung zu herzlichem Dank verpflichtet. Anopheles, Stegomyia und Ctenocephalus wurden den Zuchten des Tropeninstituts entnommen. Tachyeines erhielt ich aus einem Gew~chshaus des Hamburger Botanischen Gartens. Lucilia wurde aus Eiern gezfichtet. Alle anderen Arten wurden als Imagines in der Umgebung Hamburgs gefangen.

Zur Fixierung der immer (meist unter Rx~G~R-L5sung) herauspr~parierten Ovarien wurden benutzt: Sublimat-Alkohol-Eisessig nach v. AeXTHY, Z~NK~R- Formol, H~sLvsches und vor allem BOUI~-ALLV.Ss Gemisch L Wenn dieses 24 Stun- den lang angewandt wird, dann fehl$ die naeh kfirzerer Fixierung w~hrend der Hydrolyse auftretende geringe Vakuolisation (BAYER 1932) g~nzlich.

1 Unter Bezugnahme auf eine kurze, wi~hrend des ])ruekes meiner Arbeit fiber die ~uklealf~rbung verSffentliehten Mitteilung yon SCHMUeK und METZ (1931) in der kurz angegeben wird, da{] die Nuklealf~rbung z. B. auch naeh F L ~ ( ~ - Fixierung gelingt, str~ubt sich MXLOVIDOV (1932) dagegen, die Nuklealfarbung nach Anwendung yon anderen als Sublimatfixierungen als Reaktion auf Thymo- nukleins~ure gelten zu lassen und stellt sie ,,nur ats eine :F~rbemethode" von

in ihrem Verhalten zur Nuklealfii, rbung. 257

Die Dauer der Hydrolyse bei der Nuklealf~rbun~ entsprach den Optimalzeit- angaben, die ich (1932) gemacht habe. An Stelle der fuchsinschwefligen S~ure babe ich naeh dem Vorgange yon W~ra:~L (1927), dem BRACH~T (1929) U. a. gefolgt sind, vorwiegend die Leukosulfons~ure des Monoaldehydsehwefligs/iure- produkts 1 verwandt. Man kann nach ihrer Anwendung den Aufenthalt in dem schwefligsauren Wasser 1/~nger ausdehnen, ohne Gefahr zu laufen, dab dutch Reaktion der gefiirbten Kfrper mit dem Schwefeldioxyd unter Bildung einer neuen Leukoverbindung ein Rfiekgang der F/~rbung erfolgt. Grfindliehe Spfilung ist nStig, da die Dottersehollen die fuehsinschweflige S~ure (bzw. das WE~mLsche Reagens) sehr lest adsorbiert halten, so dall die in ihnen bei zu kurzer Sptilung verbleibenden Reste spater im Leitungswasser oder Alkohol zersetzt werden und 1%rbstoff bilden, der darm eine Farbreaktion aueh der Dottersehollen vorti~useht. Immerhin sind derartige Vorkommnisse nicht so sehlimm, da eine Verweehslung mit der Nuklealreaktion dureh das gleichbehandelte Kontrollpraparat ohne Hydro- lyse ausgeschlossen wird.

Zur Nachfarbung kam teflweise Liehtgrfin zur Anwendung, doeh wurde sie im allgemeinen unterlassen, da schwache Nuklealfi~rbung dureh dieses leicht verdeekt wird.

Als Vergleichsf/~rbung wurde vorwiegend HEID~NHAINs Eisenhamatoxylin- methode in der yon mir (1931) angegebenen Weise unter Verwendung stark ver- diinnter L6sungen benutzt.

geringerer Elektivit~t bin. Wie er dann erkl~ren will, dab sie trotzdem nur nach Hydrolyse auftritt, ist mir v611ig unklar. Die seheinbar geringere Elektivit~t infolge Fgrbung z. B. von St~rke, i~Iembranen, Glykogen, beruht auf einer ehemi- sehen Reaktion der Polysaeeharide, die nur nach Chroms~urebehandlung, nieht bei der Hydrolyse auftritt (BAuI~R, Z. mikrosk.-anat. Forseh. im Druck).

LISoZ~ (1932) hat nachgewiesen, daft die SCHIFFseho Reaktion nieht spezifiseh ffir Aldehyde ist, sondern aueh yon einer Reihe von Ketonen, Aminooxyden und verschiedenen anderen Stoffen hervorgerufen wird, deren gemeinsames Kennzeichen Doppelbindungen im Molekfil sind (__-- C = O, __~ N ~ O u. a.). Diese Feststellung ist wiehtig ffir die Frage nach dem inneren Aufbau der reagierenden Substanzen. So kann man einstweilen nieht mit Sicherheit sagen, ob die Thymins~ure wirklieh freie Aldehydgruppen tr/igt. Ffir den Nachweis der Thymonukleins~ure bedeuten die Ergebnisse LIsoNs keine Einschr~nkung, da ja der wesentliche ProzeB der Nuklealreaktion die (in ihrem AusrnaB genau festgelegte) Hydrolyse ist und es gleichgfiltig ist, wie das Hydrolyseprodukt, die Thymins/~ure, mit d e r n u r den hydrolytischen Effekt anzeigenden fuehsinschwefligen S/iure reagiert. Allerdings ist die Itydrolyse kein spezifiseher Eingriff, und es ist denkbar, dall durch sie in verschiedenen Zellstrukturen verschiedene Substanzen so ver~ndert werden, daft in ihnen mfglieherweise ganz verschiedenartige ungesiittigte Bindungen entstehen. Dies zwingt dazu, genau den Einflul3 der in ihrer Dauer variierten Hydrolyse zu beaehten und bei Differenzen zwischen den Hydrolysezeit-F~rbbarkeitskurven yon Kernen einerseits und anderen reagierenden Substanzen andererseits im Urteil fiber die Natur der reagierenden Substanzen sehr vorsiehtig zu sein, worauf ieh (1932) sehon hinwies. Sieher ist die Aussage nur bei Beschr~nkung auf die Kem- strukturen, yon denen man makrochemiseh weiB, dall sie Thymonukleinsi~ure enthalten.

Bei der obenerw~hnten Polysaeeharidreaktion ist es ebenfalls nieht notwendig, dab es sieh um eine Aldehydreaktion handelt, wie ich es in der kurzen Erfrterung fiber den Chemismus der Reaktion allein beriicksichtigt babe. Davon wird aber die Methode als Nachweis yon Polysacchariden nicht beriihrt.

1 Die Gewichtsangaben des Natriumbisulfits hat WV.R~.L ffir kristallwasser- haltige Substanz berechnet. Bei fiblicher Verwendung der wasserfreien mul3 man die halbe Menge verwenden.

Z. f. Zellforschung u. mikr. Anatomte. Bd. 18. 17

2 5 8 H a n s Bauor : Die wachsenden Oocy tenke rne einigor I n s e k t e n

IIL Darstellung der Ergebnisse.

A. Panoistische Ovarien.

1. Stenobothrus parallelus und St. biguttulus.

Die beiden untersuchten Arten zeigen ein vollst~ndig gleiches Ver- halten der Eikerne wahrend des Wachstums, so dab sich die folgende Darstellung auf beide beziehen l~l~t.

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Abb. 1. a - - d Ste~wbothrus ~arallelus. e, ] St. blguttulus, a Pachythn, b junger Ooeyten- kern, r d etwas ~lterer Ooeytenkern, e, ] ausgewachsener Kern einer noch ~lteren Ooc~te. Fixierung a - - d Subl.-2~lk.-Essigs. e, ] BOUIN-A~I~N; F/s a- -c , ] ~EULOEN. d, e ]=~EIDENHAIN. d n&ch, e vor tier Nttklealf~rbung. Vergr. a etwa 1575 x , b --] etwa 780 x �9

Zu Beginn des Kernwachstums befinden sich die Kerne im PachyCan- stadium. Die vorangehenden Prozesse der Chromosomensyndese stimmen, soweit sic antersueht worden sind, mit der Beschreibung fiir Leptophyes (MOHR 1916) iiberein. Hervorgehoben sei, dal3 aueh bei Stenobothrus die Geschleehtsehromosomen sieh von den Autosomen nicht nachweisbar unterscheiden. Im Pachyt~nkern durchziehen die gepaarten Chromosomen in l~orm dicker, etwas wollig erseheinender Strange den Kernraum. Ihre Doppelnatur ist nur an einzelnen Ab- sehnitten, besonders den Enden, zu erkennen (Abb. la).

Es setzt darauf ein sehr erhebliches Kernwachstum ein, w~hrend (lessen sich die Paarlinge der Gemini zuerst etwas voneinander trennen,

in ihrem Verhalten zur Nuklealf~,rbung. 259

um sich dann sehr stark aufzulockern und den Kern in Form ganz blab f~rbbarer ,,Wolken" zu erfiillen. Einen Kern mittleren Waehstums- stadiums stellt Abb. ld naeh einem Eisenh~matoxylinpr~parat dar. Man erkennt eine grS~ere Zahl der stark aufgelockerten Chromosomen, deren Konturen ganz unscharf geworden sind. Zwisehen ihnen finder sieh gerinnselig ausgef~llter Kernsaft. In einigen Chromosomen treten starker f£rbbare Granula auf. Diese Bilder entspreehen ganz den ffir

Abb. 2. a S tenobothrus b igut tu lus , b, c S t . paraUelus, a jiingere, b, c e twas iiltere Oocyten- kerne. Nukleolen (N) in H a u f e n oder KSrnerre ihen. N s Nukleolenfadenschlinge. a BOUX•"

~.LLEN, b, e Subl.-~klk.-Essigs. a - - c HEIDENHAIN. Phot . Vergr . a, b 390 × , v 610 × .

andere 0rthopteren gegebenen, so z .B. denen yon Gryllus (BucH~ER 1909) und Gryllotalpa ( JSRo~sE~ 1913).

l~eben den Chromosomen enth~lt der Kern dieses Stadiums auff~llige l~ukleolen, die stets deutlieher gef/~rbt sind als jene. Sie haben die Gestalt kleiner Granula yon wechselndem Durehmesser und sind entweder zu einem bis mehreren H~ufchen angeordnet, meistens aber zu kettenartigen Verb~nden zusammengesehlossen (Abb. ld, 2a---c). In dieser Form tauschen sie leicht Chromosomen vor, die aus Chromo- meren aafgebaut sind. Diese T~uschung wird noch leiehter gemacht dadurch, dab die Nukleolenketten h£ufig paarig parallel nebeneinander herziehen (Abb. 2c, Ns). Eine Betraehtung der Morphogenese dieser Nukleolarstrukturen sehlieBt natiirlich die I)eutung als Chromosomen vollst~ndig aus. In jiingsten Ooeytenkernen findet man nur vereinzelte

17"

260 Hans Bauer: Die wachsenden Oocytenkerne einiger Insekton

gr6Bere Nukleolen, an deren Stelle sich in etwas ~lteren Kernen Seharen kleinerer ~qukloelen finden, die wahrscheinlieh dutch Zerfall der gr6Beren entstanden sind. Sp/~ter finder man dann die Ket ten oder H/~ufchen der ganz kleinen Nukleolen.

In ~hnlieher Form bleiben die Kerne bis zur Vollendung ihres Waehs- rums kurz vor Beginn der Dotterbildung erhalten, nur werden allmdhlich die Chromosomenstrdnge deutlicher. Dieses verst/irkt sich in Kernen aus Eiern, bei denen die Dotterproduktion schon im Gange ist. Das Volumen der Kerne hat sich etwas verringert, .wobei gleiehzeitig die Kontur unregelm/~Big wird (Abb. le). Die Chromosomen, yon denen man nicht angeben kann, o13 sie aus 4 oder 2 Elementen zusammengesetzt shad, erscheinen als dieke, unregelm/~Big begrenzte Str/inge, die in der Abbildung in verschiedener Richtung zur optisehen Aehse verlaufen. Sie iihneln einigermallen den Lampenbiirstenehromosomen, z .B. der Amphibien, nur sind die radialen Forts/~tze, die ,,Borsten", nieht so deutlieh individualisiert und stehen dichter. Ihre Breite ist nicht fiberall gleich, es weehseln diekere mit diinneren Stellen ab. Im Verlauf dieser Chromosomenstr/inge sieht man vereinzelt tiefschwarz gef/~rbte Granula. Der tibrige Kernraum ist yon einem wabenartigen Geriist ausgefiillt, in dem nur vereinzelte, meist nut sehwach f/irbbare l~ukleolen zu finden sind.

Naeh der Nukleal/dirbung ergibt sich ein erheblicher Untersehied gegeniiber den dargestellten Eisenh~matoxylinprs ])as Paehy- t~nstadium zeigt noch eine kr~ftige Fiirbung (Abb. la). Mit der beginnenden Auflockerung der Gemini ~ndert sieh der Grad der Farbst~rke betr~chtlich. In relativ kleinen Kernen (Abb. lb) finder man zun~ehst noch zusammenhangende ganz schwach violett gefs Kernbezirke. Mit dem weiteren Wachstum vermindert sieh die NIenge der gef~rbten Strukturen immer mehr (Abb. lc), bis schliel~lieh im Kern, der seine Endgr(i6e erreieht h a t (Abb. l f), nur noeh wenige Granulationen oder feinste Sts die Farbreaktion geben. Diese Strukturen entsprechen ohne Zweifel den im Eisenhamatoxylinpr~parat starkgef~rbten KSrn- chen der Chromosomen. Das ergibt sich aus Pr~paraten, die nach der H~.IDENH~N-Fiirbung naeh F~.ULGE~ behandelt worden sind (Abb. le, f. Dal~ in f mehr Granulationen zu sehen sind beruht darauf, dab nieh$ nur ein optiseher Sehnitt wie in e abgebildet wurde). Die sieh f~rbenden Granula seheinen sich stets in der Achse der Chromosomenstrfiaage an- zufinden, wobei hervorgehoben werden mul~, dal3 nicht l~ngs der ganzen Aehse derartige nuklealgef~rbte Strukturen vorkommen. Bei der Un- mSgliehkeit, die einzelnen Gemini im zersehnittenen Kern zu identifizieren, mul3 es unentsehieden bleiben, ob es immer bestimmte Stellen der Chromo- semen sind, die die Farbreaktion geben. Die iibrige Chromosomenmasse gibt keine Farbre~ktion. Das beruht nieht etwa auf hydrolytiseher ZerstSrung dieser Strukturen; denn man kann sie aueh im FEV-LOE~-

in ihrem Vorhalten zur Nukloalfi~rbung. 261

Pr/~parat bei Abblenden dureh Lichtbrechungsunterschiede deutlieh erkennen. Zur vSlligen Sicherung wurde das Pr~Lparat, das den Abb. le, f zugrunde lag, naeh der/quklealf~rbung wieder mit HEIDlgNHAIN gef/~rbt und ergab das gleiche Bild wie vor jener (Abb. le). Die Nukleolen aller Stadien geben keine Nuklealf/~rbung.

Bei beiden Stenobothrusarten ist Mso im erwaehsenen Eikern die l~uklealreaktion beschr/~nkt auf wenige, sehr kleine, granulaartige Teilehen der Chromosomen.

2. Tachycines asynamorus.

Dieses Orthopter verh/ilt sieh im wesentlichen genau so, wie Steno- bothrus. Nach den Paarungsvorg/~ngen, w~hrend denen die Chromo- somen kr/~ftige Nuklealf/~rbung zeigen (Abb. 3b, F, Ooc I), lockern sie sieh auf. Gleichzeitig versehwindet die Nuklealfiirbung fast vollst/~ndig (Abb. 3b, Ooc 11, I I I ; die Kernstrukturen heben sich in der Aufnahme durch Liehtbreehungsunterschiede hervor; sic sind fast vSllig farblos). Es linden sieh im Kern nur wenige, blaBgef/irbte Granula. Zum Unter- schied yon den vorher besprochenen Arten fehlt in /ilteren Eiern die Verdeutliehung der Chromosomen. Stets ist der Kern yon einem beinahe gleichfSrmigen Geriist erfiiltt, an dem sieh Verdichtungszentren nieht oder nur sehr schwaeh bemerkbar machen.

Diese Art wurde deshalb in die Untersuchung einbezogen, weil V~JDOVSKY (1912) bei ihr einen ganz anderen Modus des Chromosomenverhaltens behauptet hat, wie wir ihn erst unten bei mehreren Objekten finden werden. Es soll niimlieh uur Bfldung eines ,,Innenkerns" kommen, in dem die wesentliehe Chromosomen- substanz w~hrend der ganzen Waehstumsperiode vereinigt sein soil, wogegen der iibrige Kern nut yon verg~nglichen Strukturen erfiillt sein soll. Die Bfldung dieses ,,Innenkerns" wird aber nicht als einfaehe Ballung der Chromosomen besehrieben, sondern diese sollen eine Trennung in 2 Anteile erfahren. Die yon Vv.JDOVSKY angenommenen Chromonemen sollen sich unter tropfigem Zerfall yon der achromatischen Achse trennen und dann zu einem rundlichen K6rper zusammenflieflen, w~hrend die achromatischen Teile auswachsen und den Kern in Form yon ,,Para- linin"str~ngen erftillen. Der Innenkern - - mitunter sind es auch 2 - - zeigt anfangs keine Struktur, ist ,,keimfleekartig", bildet aber sp~ter Oranulahaufen, die bei weiterer Auflockerung oft parallel verlaufende Ketten bilden. V~JDovsxY hMt diese ftir die wieder zum Vorschein kommenden Chromosomen.

Die yon VEJDOVSKY gesehenen Bilder habe ieh auch in meinem Material wiedergefunden. Nur finde ich eine viel weitergehende Varia- bilit/~t dieser Strukturen. In jiingeren 0oeyten (Abb. 3a, Ooc II , Ooc III) kommen nebeneinander kompakte (0oc III) und lockere Kn/iuel (Ooc II) vor. In /ilteren Kernen findet man durchaus nicht immer die Faden- anordnung, derartige Bilder sind durchaus Ausnahmen, meist finder man homogene oder vakuolisierte, knollige K6rper yon glasigem Aus- sehen. In Eiern, in denen die Dotterbildung einsetzt, sind sic meistens (iberhaupt nicht mehr naehzuweisen. Diese morphologische Inkonstanz spricht natiirlich durehaus gegen die VE~)ovsxrsehe Behauptung von

262 Hans Bauer: Dio wachsenden Oocytonkorne einigor Insokten

der Chromosomennatur dieser Strukturen. Ich komme daher zu einer ganz anderen Deutung. Es handelt sich bei diesen Strukturen um niehts anderes als N~kleolen. Vergleieht man die Abbildungen des tsehechi- schen Zoologen mit der oben gegebenen Darstellung fiir Stenobothrus, so finder man vollst£ndige ~bereinstimmung mit den dort als Nukleolen beschriebenen Strukturen. Gegen die Chromosomennatur sprechen aueh entschieden die Ergebnisse der Nuklealf~rbung. Die geballte l~ukleolen- masse gibt niemals eine positive Reaktion, w~hrend sie sich im HEIDEN- HAIN-Pr£parat kr~ftig f~rben l~l~t (Ooc I I in Abb. 3a, die den gleichen

A b b , 3. a, b Tachyc~nes asynamorus. E n d a b s c h n i t t e ine r Ei rShre . a HEIDEI~HAI~, b d e r gleiche ~ .b schn i t t n a c h der FEuI~EN-:,~Iethode. Oog Oogon ienke rn , F K e r n i m P a e h y t ~ n - s t a d i u m , Ooc I K e r n i m ~ b e r g a n g z u m I n t e r p h a s e k e r n , Ooc I I , I I I K e r n e e t w a s t~lterer O o c y t e n . I n Ooc I I I der kSrn ige N u k l e o l e n h a u f e n . BOUIN-AI,LEN. P h o t . Vergr . 610 × .

Schnitt, wie Abb. 3b, mit Eisenh~matoxylin naehgef£rbt, wiedergibt). Dagegen ist es fiir eehte ,,Innenkerne" (~-- Karyosph£ren), wie wir sehen werden, typisch, dal~ sie mindestens eine sehwaehe, bei gleichzeitiger starker F~rbbarkeit nach HEIDENHAIN eine kr~ftige Reaktion geben. Andererseits linden sieh Reste der positiv reagierenden Stoffe der Chromo- somen in den ,,Paralininstr~ngen." Diese Tatsachen widerlegen die V]~JDOVSKYsche Deutung natiirlich zur Geniige und zeigen, da~ aueh bei Tachycines, wie bei den anderen Orthopteren, die Chromosomen unter fast vSlligem Verlust ihrer F~rbbarkeit stark vergr6~ert den ganzen Kernraum einnehmen.

Die yon V:EJDOVSKY im Ansehlu~ an diesen (falsehen) Einzelbefund vorgenommene polemische Verallgemeinerung ist schon yon BUCHN]~R (1918) in der angemessenen Form zuriickgewiesen worden.

irt ihrem Verhalten zur Nukieatf~rbung. 268

3. Phyllodromia germanica. Dis Eikerne verhalten sich durehaus wie die der vorigen Art. Sehon

in kurzem Abstand yon den stark nuklealgef/irbten Stadien der Chromo- somenkonjugation finden sich in den Ovariolen m/iBig herangewaehsene Kerne, die nur ganz wenige fiirbbare Granula aufweisen, wahrend der fibrige Kernraum yon einem recht gleiehm/~13igen Gerfist erftillt ist. J~hnlich bleibt das Bild die ganze Wachstumsperiode hindurch. Die Zabl der gefarbten K6rnchen ist erheblich geringer als bei Tachycines. Sie sind ebenfalls axial den Chromosomen eingelagert, die streekenweise als unregelm/~flig begrenzte Strange ers'cheinen, um deren Peripherie herum das den Kern effiiltende Gerfist nieht so gteiehfSrmig ausgebitdet ist, wie im fibrigen Teil. Teilweise umziehen die Chromosomen den vakuolisierten Nukleolus, dem die Granula dann anzusitzen seheinen. Er selbst zeigt niemals eine Nuklealreaktion.

4. Ctenocephalus canis. Als letztes Beispiel panoistischer Ovarien wurden die des Hunde-

flohes untersucht, die ein ann/ihernd gleiches Bild wie die Orthopteren gaben. Naeh den Paarungsvorgangen zieht sich ein Teil der Chromo- somen zus,',,nmen und legt sich dem wandst~tndigen Nukleolus an. Wiihrend die fibrigen sich in dem vergrSBernden Kern auflockern und dabei die Nuldeatfiirbung in immer geringerem Mal3e geben, bleibt die dem Nukle- olus ansitzende Chromosomenmasse liinger im Besitz ihrer F/~rbbarkeit. Sp/iter t r i t t auch sie in den freien Kernraum fiber, so dal3 der Kern dann das bekannte Bild der ziemlich gleichm~Bigen Verteflung lockerer, ungefiirbter Str/inge bietet, in denen man nur sehr wenige gef/irbte Gra- nula vorfindet. In noeh/~lteren Oocyten, die kurz vor der Dotterbildung stehen, ist im Eisenh/imatoxylinpraparat keine Spur der Chromosomen zu erkennen. Der ganze Kern besteh~ aus einer sehr feingranularen Masse, in d e r n u r wenige Nukleolen yon verschiedenartigem Aussehen eingelagert sind. Im F~VLG~)r-Praparat finder man nur wenige ge- fitrbte K6rnchen oder kleine F/tden. Erst in Eiern, in denen die Chorion- bildung schon eingesetzt hat, kommen wieder Chromosomert zum Vorsehein. Sis treten an mehreren Stellen des Kerns in Form feiner aufgekn•uelter leaden auf, die dann mater Kondensation zu Tetraden an die der Eiperipherie n/iehstgelegene Stelle der Kernoberfl~ehe wandern. N~ther auf diese Vorgange einzugehen, Iiegt nieht im Rahmen dieser Arbeit.

Die Nukleolen, die in jungen Ooeytenkernen sehr reichlich in Gestalt yon knoUigen, verzweigten, meist wandstandigen Massen ausgebildet werden und die unter Zerfall in viele Granula aueh in /ilteren Kernen vorhanden sind, geben niemals eine Nuklealreaktion. Dagegen speiehern sie die Farbe bei der H~4DE~m~t~-Meth ,de sehr stark.

264 Hans Bauer: Die wachsenden Ooeytenkerne einiger Insekten

B. Polytrophe Ovarien.

5. Dytiscus marginalis. Die Ovarien dieses K~fers sind wiederholt Gegenstand eingehender zytologi-

scher Untersuehung gewesen [GIARDrNA (1901), Dv, BAISI~X (1909), Gii~TH~T (1910)]. Hinsichtlieh der Morphologie der Chromatinstrukturen kann ich reich daher, sower meine Beobachtungen sieh mit denen der genannten Autoren decken, kurz fassen.

Nach der 4. Differentialmitose besteht die Eianlage aus der Eizelle und den 15 Ni~hrzellen. Der Eikern ist dadureh vor denen der N/~hrzellen ausgezeichnet, dab in ihn der chromatische RingkSrper eingegangen ist. Da dieser ebenfalls positive Nuklealreaktion gibt (BAUER 1932), haben wir zwei Arten von Strukturen hinsichtlich ihres Schieksals w/ihrend des Kernwachstums zu verfolgen.

a) Der Ringk6rper. Der w/~hrend der syndetischen Vorg/~nge rundliche bis halbkugelige KSrper erf/~hrt mit Beginn des Kernwachstums eine Vakuolisation. Diese ffihrt zun/~chst zum Auftreten peripherer Abspal- tungs,,nukleolen". Den Anfang der AuflSsung zeigt Abb. 4a. Dieser Pro- zeB sehreitet fort, bis sehlieBlieh der KSrper zerfallen ist und an seiner SteUe fast der ganze Kernraum yon mittelgrol~en bis recht kleinen, kugeligen Resten erfiillt ist. Alle geben lebhafte Nuklealf~rbung. Erst in relativ grol3en Kernen erfolgt die g/inzliehe AuflSsung dieser Strukturen, deren Zahl und GrSBe immer kleiner werden. Bald sind nur noeh sehr feine Kiigelchen vorhanden, die infolge ihrer gleichm/il~igen Verteilung dem Kern im FEVLGE~-Pr/iparat bei schw~cherer VergrSBerung eine gleichm/~Bige Rosafi~rbung verleihen. Auch sie verschwinden zuletzt, so dal] der Kern auger den Chromosomen nut eine negative Nukleal- reaktion gibt. Wenn DEBAISIEVX annimmt, dab unmittelbar aus dem RingkSrper das Kerngerfist hervorgeht - - eine Annahme, die nieht zu widerlegen, aber sehr unwahrscheinlieh ist,. da von Anfang an vom RingkSrper unabh/~ngige Kerngrundsubstanz vorhanden ist - - , so ist mindestens eine tiefgehende chemisehe Xnderung seiner Substanz eingetreten, die zu einem vollst/indigen Abbau der l~ukleins/~ure ge- fiihrt hat.

b) Die Chromosomen. Ihre Ver/~nderungen zu Beginn der Waehstums- periode sind von DEBAISI~UX (Abb. 38--55) eingehend dargestellt worden. Naeh einer Interphase, in der die Chromosomen zu einem Retikulum aufgelockert sind, treten sie wieder deutlieh hervor und machen die Syndese dutch, yon der Pachyt/in und Strepsit~n sehr klar sind, w/~hrend das vorhergehende Leptot/in nicht mit Sieherheit naehzuweisen ist. l~aeh der Nuldealf/irbung zeigen die Chromosomen w/~hrend aller dieser Stadien positive Reaktion. Wenn sie ihre strepsinematische Form annehmen, tr i t t eine _~nderung in ihrem f~rberisehen Verhalten ein. Sie werden blasser und lassen sich oft sogar nur bei Abblendung als

in ihrem Verhalten zur Nuklealf~rbung. 265

starker lichtbrechende Strukturen erkennen. Jedoch finder man stets kurze Absehnitte in Form von K5rnehen oder Kurzsts die ihre starke F~rbbarkeit bewahrt haben.

W~hrend des danach beginnenden Riesenwaehstums des Kernes sollen die Tetraden nach GIARDIN), sich unter vSlliger Auflockerung zum Kernretikulum umformen, w~hrend sie nach DEBAISIEUX sich schon friih zu einem kompakten Kn~uel, einer Karyosph~re, zusammenschlieBen sollen. Von beiden Autoren weiehen meine Beobachtungen ab, die eine

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A b b . 4. a - -g Dy t i seus marginal i s , a K a l o t t e eines O o c y t e n k e r n s im S t a d i u m des beginnenden Ringk(i rperzorfal ls , b --e T e t r a d e n a u s K e r n e n m i t ze r fa l l enem R i n g k S r p e r (b, c) u n 4 n a e h tier ikuf lSsung se iner Res to (d, e), f K e r n e ine r ~I teren Ooey te n a c h /~uf lSsung des R i n g - k6rpers , aus m e h r e r e n S e h n i t t e n k o m b i n i e r t , g e inige T e t r a d e n aus ] he rausgeze ichne t , die die s t a r k gef~trbten A.bschni t te v e r b i n d e n d e n Teile n a c h A b b l e n d u n g e ingeze ichnet , a - - e BOUIN-2~.LLEN, HEIDENHAIN. f, g Subl . -Alk . -Ess igs . , ~'EULGEN. Vergr . a - - e , g e t w a 1575 •

? e t w a 780 x .

vermittelnde Stellung zwischen ihnen einnehmen. Die Chromosomen haben w~hrend des Strepsit~ns die bekannten Tetradenformen angenommen (D~B~ISI~UX, Abb. 54, 55); sie bestehen aus zwei Elementen (ob der Teilungsspalt schon ausgebildet ist, laBt sieh nieht entscheiden), die entweder durch zwei subterminale Chiasmata vereinigt sind, oder aur ein solehes und eine terminale Verbindung aufweisen. Wenn der Kern jetzt w~ehst, vergrSBern sich die Chromosomen ebenfalls. Abb. 4a stellt ein Stadium dar, auf dem der RingkSrper seine AuflSsung beginnt. Die Chromosomen sind grSBer als auf den (nieht dargestellten) frfiheren Stadien und zur Hauptsaehe nur ganz blab gef~rbt (HEII)~N~xrs- Methode). Jedoeh zeichnen sieh bestimmte Stellen an ihnen dureh erhaltene starke F~rbbarkeit aus. Besonders gut l~Bt dies die in der Abb. 4a reehts oben gelegene Tetrade erkennen. Sie zeigt, dab nieht beliebige Stellen die Farbe speichern, sondern dab diese F~higkeit

266 Hans Bauer: Dio wachsendon Oocytonkerno einigor Insekton

homologen Teilen der gepaarten Chromosomen eigen ist 1. I m F~.CLCEN- Pr/~parat zeigen nun gleich alte Kerne eine positive Reaktion nur an diesen Abschflitten der Tetraden. Die fibrigen Chromosomenteile lassen keine Spur einer Violettf/~rbung erkennen, selbst dann nicht, wenn man 1/ingere in der Richtung der optischen Achse des Mikroskops verlaufende Strecken betrachtet, an denen sich selbst eine schwache F/~rbung durch ~berlagerung vieler Schichten deutlieh auspriigen miil]te.

W~hrend der Aufl6sung des Ringk6rpers ist es nicht leicht, die Te- traden zwischen den vielen kugeligen Zerfallsprodukten zu entdeeken, die wegen ihrer positiven F/~rbung leicht mit den recht kleinen gef/~rbten. Abschnitten der Chromosomen zu verwechseln sind. Doch finder man um die Tetraden herum meistens yon den l~ingk6rperteilen fl'eie R~ume, in denen man sie erkennen kann. Die Tetraden sind etwas ls aus- gesponnen. Die Trennung in positiv und negativ auf die Nuklealf~rbung ansprechende Teile ist wie auf dem vorhergegangenen Stadium vorhanden. Die niehtgef~rbten Absehnitte sind st~trker aufgeloekert und in ihrer Abgrenzung vom Kerngrund oft nicht deutlich. Abb. 4b, c zeigt zwei derartige Tetraden aus verschiedenen Kernen dieses Stadiums nach einem HEID]~NHM2~-Pr~parat.

In /thnlieher Form bleiben die Chromosomen auch nach dem v611igen Versehwinden des Ringk6rpers bzw. seiner Zerfallsteilchen erhalten. Abb. 41 steUt einen derartigen Kern (aus mehreren Sehnitten kombiniert) dar. Sehr wenige ehromatisehe Strukturen, meist yon KSrnchenform, sind durch den ganzen Kernraum verteilt. Zwischen diesen sieht man bei Abblendung verbindende Str/~nge. Bei voller Beleuehtung sind sie nicht zu erkennen, zeigen also keine noch so schwaehe Farbreaktion. Sie stellen die schon auf den vorigen Abb. 4a--c beobaehteten aehromatisehen Chromosomenbezirke dar. Die Form der Tetraden ist bei ihrer weit- gehenden Auflockerung und unregelm~Bigen Lagerung schwer zu erkennen, daher findet man auch nur selten Bilder, bei denen sie beiden ]?aarlinge eines Geminus eine gleichartige Anordnung ihrer chromatisehen Teile aufweisen. Einige derartige Strukturen sind in Abb. 4g aus dem Kern der Abb. 4 f herausgezeichnet. Abb 4d, e gibt zwei Tetraden dieses Stadiums aus einem Eisenh~matoxylinpr~parat wieder, an dem man den gleiehartigen Aufbau der gepaarten Chromosomen erkennt.

W~hrend des weiteren Kernwaehstums kommt es zu einer Ver- einigung aller Tetraden. Sie sehliel3en sieh zun~chst zu einem lockeren Strang zusammen; dann rficken sie enger aneinander. Abb. 5a zeigt einen Kern, in dem alle Tetraden bis auf eine im Kern oben liegende zu

1 Es ist nicht mSglieh, die homologen Tetr~len in verschiedenen Kernen festzustellen, da ihre Zahl sehr hoch ist. Sie muB 19 betragen, da ich in Oogonien in t2~bereinstimmung mit den Angaben fiir die Spermatogenese 38 Chromosomen gez~hlt habe. In jedem Oocytenkern liegen stets nut ganz wenige Tetraden so, dab man ihre Zusammensetzung erkennen kann.

in ihrem Verhatton zur Nuklealf~rbung. 267

einer lockeren Masse im zentralen Bezirk des Kernraumes vereinigt sind. Eine Verfolgung der einzelnen Schlingen dieses Kn/~uels, der in Abb. 5b vergr6Bert dargestellt ist, ist nieht mSglieh. Man erkennt aber klar, dab die schon bekannten starkgef~rbten Abschnitte durch sehr blal~, aber auch im F~.~LO~,~-Pr/iparat deutlich gef/irbte Str/~nge verbunden sind. Es sind dies die vorher farblosen Abschnitte. Die Konzentration schreitet

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Abb. 5. a--el Dytiscus marginal@. Kerne herangewaehsener 0 o e y t e n . a S ta d ium der f a s t vo l lzogenen Vereinigung 4er Tetraden , e Kern m i t f er t ig ausgebi ldeter Karyosphare , b, d die Chromat instrukturen Yon a und v bei st~rkerer Vergr~llerung. Die absei ts l iegende Tetrade Yon a in v nicht abgebfldet . Subl. Alk. -Ess igs . , FEULGEN. Vergr. a, e e t w a 780 • b, d e t w a

1575 •

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fort, bis schlieBlieh ein sehr kompakter, stark f/~rbbarer Kn~uel yon geringer GrSBe im Kern ausgebildet ist (Abb. 5c, d). Diese Karyo- sph/~re zeigt sich zusammengesetzt aus gleiehm/~Big gef/~rbten, diekeren F/~den, tiber deren ZusammengehSrigkeit und Beziehungen zu den Tetraden nichts ausgesagt werden kann, da sie zu dicht gedr/~ngt liegen. In dieser :Form erhalten sie sieh, wie schon D~BAISIEUX angibt, bis zum vollendeten Wachstum des Eies.

Mir ist unklar, wie die vorhergehenden Bearbeiter diesen Formwechsel der Chromosomen, den jedes Pr~parat zeigt, iibersehen konnten. GIAR1)r~A scheint ahnliche Bilder vor sich gehabt zu haben (Abb. 78, 79), doeh deutet er die safranin-

268 Hans Bauer: Die waehsenden Ooeytonkerne einiger Insokten

gef/~rbten Strukturen als dureh ,,seerezione interna" aus dem Chromatin gebildet, also wohl als Nukleolen. Solehe liegen zweifellos in seinen Abb. 84, 85 yon ~lteren Kernen vet. Auf diesen Stadien finder man auch im Hv.iD~N-gAIN-Pr/~para~ im Kern verteilte stark gesehw~rzte Nukleolen. Doeh gibt seine Abb. 78 wahrsehein- ]ieh ein Bild vom Zustand der verteilten Tetraden, Abb. 79 eine junge Karyo- sphere wieder, wobei er in beiden F~llen die aehromatischen Chromosomenab- schnitte nieht gesehen hat. DaB ~):EBAISIJ~UX die Keimbl~schenentwieklung nicht vollst~ndig erkannt hat, mag daran liegen, dal3 seine Pr~parate, nach den Abbildungen zu schlieBen, iiberf~,rbt waren und ihm so die isolierten Tetraden en~gangen sind, da sie dann kaum yon der iibrigen Kerngrundsubstanz zu trennen sind.

6. Panorpa communis. Die Eientwicklung dieser Art ist nur ganz kurz yon GRoss (1903) gelegentlich

histologischer Untersuchungen dargestellt worden. Die Eianlage besteht aus 4 Zellen, der Eizelle und 3 N/thrzellen. In jungen Eianlagen ist in den El- wie N/~hmellen ,,das Chromatin haupts/ichlich in Form yon F~den im Kernplasma verstreut". Bei der Weiterentwieklung und der Differenzierung der N/~hrzeUen behalf der Eikern ,,die Anordnung des Chromatins in gewundenen F/tden" bei, ,,nur f/irbt sich dieses jetzt viel schw~cher".

An meinem (nicht sehr reichlichen) l~Iaterial babe ich die Chromo- somenkonjugationsvorgs nieht verfolgen kSnnen. Nach ihrem Ab- lauf zeigen die Kerne der Eiablage den in Abb. 6a wiedergegebenen Zustand, der der GRossschen Beschreibung entsprieht. Wir haben hier ein Pachyt/~nstadium vor uns, wie es in genau der gleichen Form die Haupt- menge der waehsenden Spermatoeytenkerne aufweist. Die Chromosomen (Gemini) liegen vorwiegend wandst/indig. Sie besitzen meistens Bfigel- form mit etwas verdicktem Mittelabsehnitt, w/~hrend die Enden diinner ausgezogen sind und sich f/~rberisch nicht so deutlich darstellen lassen. Daneben kommen auch Gemini vor, bei denen das eine Ende ver- diekt ist.

Wi~hrend des zun~chst auf die Nithrzellen beschr/~nkten Wachstums der Eianlage beh~lt der Kern seine GrSl]e bei, nut wird er abgeplattet. I)agegen ordnen sich die Chromosomen um (Abb. 6b). Man findet jetzt im Kern 3--4 Aggregate, die etwa die Form yon Stachelkugeln haben. Einer verdiekten Mitre entspringen allseitig radiale, meist etwas gekrfimmte Chromosomenarme. Diese Art der Anordnung 1/~9t sich durch die Annahme erkl~ren, dab jeweils eine Anzahl der Bfigelchromosomen sieh mit ihrer verdickten Mitre zusammengelegt hat, w~hrend die End- absehnitte freiblieben.

Eine/ihnliehe, etwa sunregelm/iBigere Chromosomenanordnung zeigen die Kerne aus welter vergrSBerten Eianlagen (Abb. 6c). Die Chromo- semen erstreeken sich dureh einen ziemlich groBen Bezirk des Kernes. Gegenfiber dem vorhergehenden Stadium sind sie 1/~nger geworden, gleiehzeitig sind sie im FEuLG~N-Pr~iparat nicht mehr so stark gef~rbt wie vorher. Dieses gilt aueh fiir die mittleren Chromosomenabsehnitte.

i n i h r o m V e r h a l t C n z u r N u k l e a l f g r b u n g . 269

Hierauf se~zt eine starke Vergr6Berung der Eizelle ein. Dabei gibt der Kern die ihm bis jetzt durch den Druek der N/ihrzellen auf- gezwungene Linsenform auf und wird rundlieh. W/~hrenddessen kommt es zu einer Kontraktion der Chromosomen (Abb. 6d). Zun/ichst sind noch mehrere Gruppen zu sehen, doeh haben sie sieh stark einsnder

Abb . 6. a - -¢ P a n o r p a c o m m u ~ i s , a P a c h y t A n k e r n , b j i ingerer , c e t w a s ~ l te re r O o c ~ n k e r n , d wel te r h e r a n g e w a c h s e n e r K e r n m i t wei r v o r g e s c h r i t t e n e r Ch romosomenve re in igung , e K e r n m i t K a r y o s p h ~ r e , t dieselbe a u s e stg~rker vergrSl~ert , g K a r y o s p h f i r e aus e i n e m K e r n g le ichen S t a d i u m s wie e, E i s e n h ~ m a t o x y l i n . BOUIN-ALLEN, a - - ] FEULGEN. Verg .

a - - c , ], g ef~wa 1 5 7 5 x , d, e e t w a 7 8 0 x .

gen/~hert, und ebenso sind aueh die herausragenden Abschnitte ver- kfirzt. Schlielllich mit dem wei~eren Eiwaehstum vereinigen sie sieh zu einer einheitlichen Karyosph~re (Abb. 6e, f). In dieser sind die Tetraden zu einer einheitlichen Masse verklebt. In ihrem Inneren ist sie durehsetzt yon versehieden groBen Vakuolen. ~ber die Natur dieser Vakuolen kl~ren Eisenh~matoxylinpr.~parate (Abb. 6g) auf, die an ihrer Stelle ~iefsehwarz gef/~rbte Nukleolen enthalten; diese sind zweifellos innerhalb der Karyosph/~ren enstanden und treten sp/~ter aus ihr heraus. In den Karyosph/~ren noeh Klterer Eier finder man derartige Nukleolen nieht mehr.

270 Hans Bauer: Die waehsenden Ooeytenkerne einiger Insekten

7. TipuIa paludosa. Diese Miicke zeigt mi t einigen Abweichungen ein s Ver-

halten wie Pdnorpa und Dytiscus. In der 16zelligen Eianlage durchlaufen, wie ich (1931) dargestellt habe, die Kerne ein Pachyts worauf sieh die Chromosomen zu drei lockeren Aggregaten umbilden. I n dieser Fo rm iiberdauern sie die erste Wachstumsphase des Cytoplasmas, die yon allen 16 Zellen g l e i chm~ig durchgemacht wird. Das weitere Wachs- rum bestreitet die Eizelle allein.

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~ b b . 7. a - - I T ipula paludosa, a junger , b e twas ~lterer Ooeytenkern , c K e r n m i t geb~llter Chromosomenmasse un4 Chromat innukleolusres t , e e rwachsener Ooeytenkern m i t ausgebi ldeter :Karyosphare, d, ! die Chromosomen aus e bzw. e. bei s t~rkerer VergrSi3erung.

ZENI~ER-Formo1, FEULGEN. Vergr . a, b, d, ] e twa 1575 • c, e e t w a 780 •

Die Chromosomen im etwas vergr613erten Eikern z zeigen sich zuns noch in einer etwas aufgelockerten Hante l form (Abb. 7a). Sie liegen der Kernwana an (was allerdings im Bride, weil es aus mehreren Sehnit ten kombinier t wurde, nich~ zum Ausdruck kommt) . Ihre F~rbung im F~.vLGE~-Pr~parat ist nur schwach. Sie sind stets in Dreizahl vorhanden, es liegen in ihnen also die Gemini aus den sechs groBen Auto- somen vor.

Wie die Hantelgestalt zu verstehen fist, kann nieht mit Sieherheit entschieden werden. Entweder besteht jede Hantelh~lfte aus einem Einzelehromosom, wobei sich zwischen den Partnern eine dann a]s terminal anzusprechende, strangfSrmige

z Die friihere Angabe (BAuv.B 1931), daft in den wachsenden Eikernen die Chromosomen nicht mehr nachzuweisen seien, erledigt sich dami~. Ihre Auf- findung war erst dutch die l~uklealf~trbung mSglich, da sie sich im HEID~NHAIN- Pr~parat nicht sicher von Nukleolar- und Kerngrundsubstanz unterscheiden lassen.

in ihrom Vorhalten zur Nukloalf~rbung. 271

Verbindung ausspannt, oder, was wohl eher der Fall ist, jede HantelhMfte enthi~lt die homologen Enden beider Chromosomen. I)ann mull der Verbindungsstrang doppelt sein. Eine genaue Feststellung ist nicht mSglich.

AuBer diesen lockeren Chromosomenpaaren enth/~lt der Kern den sehr kr/fftig gef/~rbten Chromatinnukleolus, der in dem abgebildeten Kern einem Aggregat aus drei kleinen Chromosomen entspricht. An ihm machen sich sehon Anzeichen der beginnenden AuflSsung bemerkbar. Er ist vSlhg durehsetzt yon relativ groBen Vakuolen. AuBerdem liegen dieht bei ihm zwei kleine, hohle Chromatinnukleolen, die sieh anseheinend schon yon ihm abgespalten haben, da man solehe K6rper in jfingeren Eiern nicht antrifft. Bei der weiteren Gr6Benzunahme (Abb. 7b) geben die Gemini ihre Hantelform auf und erstrecken sieh als sehr in die Lgnge gedehnte Gebilde yon unregelm/~Biger Kontur und ganz lockerem Bau weiter fiber die Kernmembran. Der Chromatinnukleolus hat seine Kugelgestalt verloren. Die besondere Form der Abb. 7b seheint dureh Aufplatzen einer grSBeren Vakuole in seinem Inneren ihre Erkl/~rung zu finden. In Verbindung mit ihm steht eine kleine Chromatinfadensehlinge, die vielleieht die aus dem RestkSrper austretenden kleinen Chromo- somen darstellt.

Bei dem weiteren sehr starken Waehstum des Kernes [das Stadium entspricht dem der Abb. 10c bei BAuE~ (1933)] geben die Chromosomen ihre wandst~ndige Lage auf und vereinigen sieh zu einem lockeren Chromosomenkn/iuel (Abb. 7c, d). Die einzelnen Elemente dieses Kniiuels sind nieht zu entwirren. Man kann zwar auf kurze Strecken hin einzelne Fgden verfolgen, aber dann fiberkreuzen sie sich bald, so dab ihr weiterer Verlauf nicht feststellbar ist. Dem Kn~uel sitzt seitlieh ein kleiner Rest des Chromatinnukleolus an, von dem es sieher ist, dab er die kleinen Chromosomen bei seiner geringen GrSBe nieht mehr enthglt.

Wghrend der Kern bis zu seiner vSlligen GrSBe noeh auf linear das Doppelte der Abb. 7c heranwgchst, kommt es zur Konzentration der lockeren Chromosomenmasse zu einer kompakten Karyosphgre (Abb.7e,/) von unregelm~Biger Gestalt. Sie fgrbt sieh, wie die Autosomengemini der vorhergehenden Stadien, nach F~.ULOEN deutlieh, wenn aueh nicht sehr intensiv. Irgendwelehe stark gef~rbte, dem Rest des Chromatin- nukleolus gleichzusetzende Teile sind in der Karyosphgre nicht mehr vorhanden. Dieser ist also v611ig aufgelSst. Die Annahme, dab er unter Auflockerung eine den Gemini gleiehe Struktur angenommen und sich mit diesen vereinigt hat, wird hinfgllig, wenn man die Gr6Be der Chromo- somen jfingerer Stadien (Abb. 7a) mit der der Karyosphgre vergleicht. Diese mfiBte wesentlich gr6Ber werden, wenn der ganze Chromatin- nukleolus in sie eingehen wfirde. Die gesamte Chromosomenmasse erscheint yon feinen kugeligen Aussparungen durchsetzt. Diese Er- scheinung ist nieht auf eine Einwirkung der Hydrolyse zurfiekzuffihren, da die Karyosphgren aueh im HEIDENH~N-Prgparat nach BOUIN-ALL~.N-

272 Hans Bauer: Die wachsenden Ooeytenkerne einiger Insekten

Fixierung das gleiche Aussehen zeigen. Ob diese Aussparungen aus yon den Chromosomen erzeugter Nukleolarsubstanz bestehen, wie bei Panorpa, laBt sieh nie ht sagen. In dieser Form iiberdauern die Chromosomen das ganze Eiwaehstum.

Der iibrige Kerninhalt gibt niemals eine Farbreaktion. Auch die Annahme, dies beruhe auf zu feiner' Verteilung einer an sieh f~rbbaren Substanz, laBt sich dutch Zentrifugierungsversuche widerlegen. Eikerne aus total zentrifugierten Puppen zeigen eine sehr deutliche Sonderung der verschiedenen ira Kern vorhandenen Substanzen, die nach Eisenh~matoxylinf~rbung deutliehe Unterschiede erkennen lassen. W~hrend der meiste Raum yon einer kaum gef~rbten feingranu- l~ren Masse erfiillt ist, haben sich die schweren Bestandteile in einer flachen Kalotte angesammelt, die yon innen nach auBen folgende Schichtung aufweist: 1. Eine sclunale Zone leicht graugef~rbter, sehr feiner Granula; 2. eine ebenfalls schmale Zone tiefsehwarzer, grSberer Granula; 3. eine weitere Schicht yon der F~rbung und Struktur der ersten Zone und 4. in der Kalottenspitze eine Ansammlung yon K6rnchen mit etwas kr~ftigerer Grauf~rbung, die 5. an der Kernperipherie yon einem diinnen in der Fl~che nicht vSllig geschlossenen Belag schwarz gefi~rbter Granula begrenzt wird. In der vorletzten Schicht oder an der Grenze der beiden vorletzten liegt die Karyosph~re. F~ULOE~-Pr~parat~ derartiger Kerne zeigen stets nut diese in deutlicher Violettf~rbung. Alle anderen Strukturen bleiben ungef~rbt, obwohl man bei ihrer Dichte, besonders bei Ansicht parallel zur Schich- tung, auch schwache F~rbung hatte wahrnehmen miissen.

8. Lueilia caesar.

Naeh Ablauf der Paarungsvorgange 1 ballen sieh die Chromosomen zu einem lockeren Knauel zusammen (Abb. 8a). An diesem lassen sieh die einzelnen Gemini nieht erkennen; man sieht nur einzelne deutliehere Strange, die sieh aber nur auf kurze Streeken verfolgen lassen. Dieses Stadium finder man wahrend langerer Zeit in der Entwicklung des Ovars. Abb. 8b gibt einen Kern aus einem Ovar einer 10 Tage 2 alten Fliege wieder (das vorhergehende Stadium entstammt einer 6 Tage alten). Bei dem nun einsetzenden Oocytenwachstum nimmt der Kern an GrSl3e zu, ohne dab sich zunaehst eine Veranderung des Chromosomenknauels bemerkbar maeht (Abb. 8c aus einem 15 Tage alten Tier). Erst noeh altere (18 Tage) Imagines zeigen bei betraehtlieher Volumenzunahme der Kerne eine starke Aufloekerung der Chromosomen, die sieh zu einem sowohl im FEULGEN- wie im HEIDENHAIN-Praparat sehr blassen unregel- ma~ig radiarstrahligen KSrper ausdehnen (Abb. 8d). In wenig alteren Tieren (19 Tage) wird diese Aufloekerung rfiekgangig gemacht, und die Chromosomen bieten sich in dem sehon bekannten Bilde der kompakten Karyosphare dar (Abb. 8e). Die Masse ist nicht homogen gefarbt, sondern zeigt starker und weniger stark gefarbte Partien, ohne da~ eine nahere

1 Die schwer zu analysierenden Anfangsstadien der Eientwicklung babe ich als ffir diese Arbeit unwesentlich nicht beriicksichtigt.

z Die Entwieklungsdaten entsprechen vielleicht nieht denen der Normalent- wicklung, da ich den Fliegen erst yore 10. Tag ab Eiweil]nahrung gegeben babe.


Analyse der sehr kleinen Gebilde gelingt. In noeh ~lteren Eiern (23 Tage) die den Haupt te i l ihres Wachstums durchgemaeht haben, finder man dann Karyosph~ren, die in verschiedenem Grade vakuolisiert sind (Abb. 8f, g). Ein Zusammenhang zwischen Vakuolisation und Nukleo- lenbildung, wie bei Panorpa, besteht anscheinend nicht. Gegeniiber den jiingeren Eiern (Abb. 8c) ist die F~rbbarkeit der Chromosomenmasse verringert, eine Erscheinung, die in HEIDENHAn~-Pr~paraten gleichfalls

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Abb. 8. L u e i l i a c a e s a r , a - - e Ooeytenkerno z une hme nde n Alters m i t locker gebal l te r Chromo- somenmasse , d K e r n m i t s t a rk aufgelocker ten Chromosomen, e c twas lLltorer K e r n als d m i t Karyosl~h~lre, I ann~Lhernd erwaehsencr Kern , KaryosphAre vakuol is ier t , g dteselbe s t a rke r vergr013ert. Der neben ! s tehende Mal~stab g ib t die LAnge yon e bei der VergrSl]erung

x'on t wieder. BOUIN-~LLEN, FEULGEN. Vergr. a - - e , g e twa 1575 x , ] e twa 780 x .

eintritt. Das Kernvolumen hat sich erheblieh vermehrt (der neben Abb. 8f gezeichnete MaBstab gibt den Li~ngendurchmesser des Kernes der Abb. 88 bei der VergrSBerung der Abb. 8f wieder), ohne da~ die Chromosomen an der VergrSBerung teilnehmen.

Diese Beobachtungen stimmen mit den yon NAVILL~ (1932) fiir die nahe ver- wandte Calliphora erythroc~phala gegebenen Bilder iiberein, nur hat er die im Sl~teren Alter auftretende weitgehende Auflockerung der ~hromosomen bei seinem Objekt nicht gesehen. Allerdings war ffir seine Fragestellung vollst~ndige Yer- folgung der gesamten Wachstumsperiode nicht erforderlich, so dal3 auch bier das gleiche Chromosomengeschehen erfoIgen kSnnte. Fiir die yon V~RHEr~ (1921} ebenfalls fiir Calliphora gemachten Angaben tiber Trennung des Chromatins in eine sp~ter ins Plasma iibertretende ,,trophische" und eine im Kern bleibende ,,idio- chromatische" Komponente habe ich bei Lucilia keinerlei Anhaltspunkte gefunden; ebenso wenig erw~hnt NAVILLE einen derartigen Vorgang.

Z. f. Zcllforschung u. m i k r . / k n a t o m i e . Bd. 18. 18

274 Hans Bauer: Die waehsenden Oocytenkerne einiger Insokten

9. For] i cu la a u r i c u l a r i a .

Die Oogenese dieses Ohrwurms ist yon BRAV~S (1912) untersucht women, der bier einige Merkwiirdigkeiten festgestellt haben will, die ganz aus dem Rahmen aller oogenetisehen Darstellungen fallen. Die aus der Ei- und einer N~thrzelle bestehenden Eianlagen gehen durch eine Mitose aus einer Mutterzelle hervor. Die Abk0mmlinge dieser Teilung werden jedoch als Oocyten angesehen und in ihnen sollen die Chromosomen bereits in reduzierter Anzahl enthalten sein. Die Belege fiir ein derartiges, einzigartiges Vorkommen einer Chromosomenreduktion vor der Fertigstellung des Eies sind jedoch ganz unzureichend. Im anschlie~enden Wachstum der Eizelle sell eine Trennung des Chromatins in eine trophochromatisehe und eine idioehromatische Komponente erfolgen, yon denen die erstere aus dem

Abb. 9. a - g For]ivula auricularia, a Junger Oocytenkern mit Tetraden, b etwas ~lterer Kern mit etwas aufgeloekerten Tetraden unr stark vergrSl~ertem Kernraum, c Kern mit beginnender Tetradenvereinigung, d welter herangewachsener Kern mit Kar]rosph~re, e dieselbe starker vergr~flert gezeichnet, ] Karyosl~hare eines noch ~lteren Kernes, vakuolisiert, g Randabschnitt eines Kernes vom gleichen Stadilun wie 1, Eisenh~natoxylin. a, b I:[ELLY, C--g BOUIN-ALLEN, a - - ] FEULGEN. Vergr. a--c. e--g etwa 1400 • d etwa

690 •

Kern ausgestol~en werden sell. Der andere Teil des Chromatins verdiehtet sich zu einem Chromatinnukleolus und bleibt als solcher w~hrend der ganzen Wachs- tumsperiode im Kern erhalten.

Da ich auf Freifang der Tiere angewiesen war, konnte ich jiingste Larven, in denen die yon BRAU~S angegebene Teilung abl~uft, nicht erhalten. Ich habe reich auch nicht um eine genaue Widerlegung der BRAUI~sschen Angaben bemiiht, da sie ffir das hier behandelte Thema nebensKchlich ist.

D ie j i i ngs t en E ike rne , die ich zu Ges ich t b e k a m , s t a m m e n aus Ei - an lagen , de ren N~hrze l l ke rn n u r wen ig grSBer als de r E i k e r n ist. I n d iesem f inde t m a n deu t l i eh ausgepr~g te e h r o m a t i s c h e E l e m e n t e (Abb. 9a). D ie v ie l f ach mSgl i che Z~h lung l~Bt s te t s 12 d ieser Gebi lde e rkennen , sie l iegen also in H a p l o i d a n z a h l vor . D a n a c h BRAtTNS eine R e d u k t i o n schon e f fo lg t sein so]], hi~tten wir in d iesen C h r o m o s o m e n I ) y a d e n zu erb l icken . D ie Morpho log ie ze ig t aber , dab sie in a l l em n o r m a l e n T e t r a d e n

in ihrem Verhalten zur NukleMfi~rbung. 275

entsprechen. Vielfach lassen sich Ringformen erkennen, die nur als Tetraden angesprochen werden k5nnen. Beschreibungen solcher Doppel- chromosomen in der Interkinese vor der 2. Reifeteilung sind meines Wissens nie gemacht worden. Daneben kommen aueh Doppelst~bchen vor, die mitunter an einem Ende auseinandergespreizt sind. AuBerdem lassen sich auch Kreuzte~raden erkennen. Unter den Tetraden f/~llt eine mit einem chromatinnukleolenartigen KSrper behaftete auf. Es ist mSg- lieh, dab in dieser ctas X-Chromosomenpaar zu erkennen ist, wenn auch im allgemeinen bei den Orthopteren und anderen eine Heteropyknose im weiblichen Geschleeh~ nicht ausgepr/Cgt ist. Peripher yon diesen Chromosomen sieht man einen freien Kernraum, yon dem ich nicht mit Sieherheit sagen kann, ob er normal vorkommt oder nur ein Fixierungs- artefakt darstellt.

W~hrend des weiteren Wachstums der Eianlage vergrSBert sich ebenfalls der Kern (Abb. 9b). Jedoch besteht diese VergrSI~erung lediglieh in dem Anschwellen des von den Tetraden nicht eingenommenen Kernraumes. Es ist sicher, daB wir hierin nicht den Ausdruck einer Fixierungswirkung sehen kSnnen. Dazu tri t t dieses Kernbild zu regel- m~Big, aueh nach sehr schonenden Fixierungen, auf. Wie wir gleich sehen werden, stellt dieser Vorgang vielmehr den Beginn einer sp~ter viel weitergehenden VergrSflerung des Kernes dar Die Chromosomen Iiegen als anns kugelige Masse meistens einer Kernseite gens Sie haben sich etwas aufgelockert, so dab ihre Konturen undeutlich geworden sind, doch kann man die ZusammengehSrigkeit parallel zueinander verlaufender Chromatinstr~nge vielfach unschwer feststellen. Der oben erw~hnte Chromatinnukleolus hebt sich jetzt klarer als vorher yon den tibrigen Chromosomen ab. Im FEVLOEN-Pr~parat ist" die F~rbbarkeit gegeniiber dem vorher beschriebenen Stadium in schwachem MaBe verringert.

W~hrend des Wachstumsfortschrittes vergrSBert sich lediglich der nicht yon den Chromosomen eingenommene Kernraum (Abb. 9c). Er erfiillt sich dabei mit feingranul~rem Material, welches nie irgendeine positive Nuklearreaktion gibt. Die Tetraden sind wieder starker f~rbbar geworden, wobei sich ihre Konturen ausgeglattet haben. Doch liegen sie nicht mehr isoliert, sondern haben sich bis zur Beriihrung einander gen~hert.

Diese Ann~herung setzt sich fort, bis die Chromosomen zu einer einheitlichen Masse versehmolzen sind (Abb. 9 d, e). In .dem stark heran- gewachsenen Kern finder sich dann nur eine unregelm~Big gestaltete Karyosphs die bei Anwendung der Nuklealf~rbung eine kr~ftige Reaktion gibt. Die Zusammensetzung aus Tetraden ist nieht feststellbar. Man sieht nur zipfelartige Vorspriinge an der Peripherie dieser Karyo- sphere. Der abgebildete Kern stammt aus einer Eianlage mit roll

18"

276 Hans Bauer: Die wachsenden Oocytenkerne einiger Insekten

ausgebildetem N/ihrzellkern, w/~hrend die Eizelle erst eine geringe Plasma- menge aufweist (dieses Stadium entspricht etwa der Abb. 40 bei BRxu~s). Im Verlauf des Eizellwaehstums, an dem sieh der Kern mit einer nieht mehr sehr starken Vergr6Berung beteiligt, bleibt die Karyosph/ire, ohne zu waehsen, erhalten. Sie ist noch in Eiern, in denen die Dotterbildung sehon welt vorgeschritten ist, zu sehen. Eine Ver/tnderung ist an ihr nur insoweit eingetreten, als sie anscheinend aufquillt und so den Ein- druek eines zusammengesetzten Nukleolus macht (Abb. 9f, g). Auf diesem Stadium finder man fast immer in ihrer Umgebung oder unmittelbar in Bertihrung mit ihr verschieden grebe, nach It~IDE~HArS blal~ gef/s Nukleolen (Plasmosomen), die teilweise direkt aus der Chromosomenmasse hervorquellen. Wahrseheinlieh ist die Vakuoli- sation der Karyosph/ire (Abb. 9/) eine Folge der Nuldeolenproduktion; die Vakuolen bestehen aus Nukleolarsubstanz, die sich anreichert und dann aus der Karyosph/~re heraustritt.

10. Anopheles maculipennis. ]~ber die Oogenese der Malariamiicke liegt eine griindliche Untersuchung yon

NIcrIoLsorr (1921) vor, die ieh im wesentlichen nut best~tigen kann.

In den jiingsten Oocytenkernen bilden die Chromosomen, deren Zahl, ob haploid oder diploid, man nicht feststellen kann, eine Art Bukett- stadium, wobei sie teilweisr in engen Schlingen den einzigen Nukleolus umziehen, teilweise als freie Btigel in den Kernraum hineinragen (Abb. 10a). In etwas /~lteren Ooeyten ziehen sie sieh vom Nukleolus zuriick und bilden einen ihm einseitig ansitzenden Fadenkn/~uel (Abb. 10b) Die noch w/ihrend einiger Zeit yon ihm entspringenden freien Str/inge (Abb. 10c) werden schheBlieh in den Kn/iuel einbezogen, so dab schon in noch recht ldeinen Kernen eine Karyosph/~re fertig ausgebildet ist. In derselben Form verharren die Chromosomen w/ihrend des ganzen Eiwachstums. Zwei Stadien jiingerer Eikerne sind in Abb. 10e, / wiedergegeben. Mit dem dann beginnenden eigenartigen Prozel~ der Kern- verzweigung wird die Erkennung der Karyosph~re schwierig, so dab es NICHOLSO~r nieht gelang, sie aueh in/flteren Eiern festzustellen als solehen, die 1/a der endgfiltigen Gr613e erreicht hatten. Die auf allen Stadien positive Reaktion naeh FEtrLOE~ erm6glieht, sie auch in siren Eiern aufzufinden. Abb. l la stellt einen Sehnitt dureh das Hinterende eines fast ausgewaehsenen Eies dar. Die N~hrzellkerne (N), die (was NICKOL- so~r nieht erkannt hat) typische Sehleifenkerne 1 sind, liegen am hinteren Eipol. In ihrer Niihe erkennt man die nieht sehr stark gef/~rbte Karyo-

x Derartige lq~hrzellkerne mit stark vergr6Berten gepaarten Chromosomen in Schleifen- oder tetradenartiger Form sind bei Dipteren anscheinend weiter verbreitet, sie sind bekannt fiir CaUiphora (VERHEIN 1921, STRASBURGER 1933); ich habe sie aufler bei Anopheles bei Bible und Lucilia vorgefunden.

in ihrem Verhalten zur l~uklealfArbung. 277

sphgre (K). Abb. l lb zeigt sie in einem ausgewachsenen El, in dem die l~ghrzellen yore Follikelepithel resorbiert werden und das Chorion

Abb . 10. a - - I Anopheles maeul ipennis , a K e r n i m P a c h y t l l a m t a d i u m , b beg innende , ¢ f o r t - ge seh r i t t ene V e r e i n i g u n g tier C h r o m o s o m e n , d - - ! ve r sch ieden a l t e K e r n e m i t Karyoslahl txen,

d, e N u k l e a l r e a k t i o n a m Nukleo lus . BOUIN-ALLEN, FEULGEN. Vergr . e t w a 1400 × .

schon ausgebildet ist. Im Gegensatz zu dem etwas jiingeren Ei ist sie kr~ftiger gefiirbt.

-~bb. 11. a, b Anopheles maeulipenni.~. H l n t e r e n d e n a l t e r E ter m i t Karyos lah l i ren . a zwei Dr i t t e l e rwachsenes Ei m i t N ~ h r z e n k e r n e n (N) u n d Ka ryos l ah~ re (K) , b e rwaehsenes El , Nl thrzel len (N) degene r i e r end i m Fol l ike lepi the l , F K e r n e ine r Fonikelzel le , K KarYoslahltre. Die u n g e f ~ r b t e n Do t t e r scho l l en u n d 4 a s Chor ion (Ch) t r e t e n 4 u r c h L i c h t b r e c h u n g s u n t e r -

schiede he rvo r . BOUIN-ALLEN, Fi~ULOEN. Vergr . e t w a 610 × .

Auff~llig ist nun, dab die Nuklealreaktion bei Anopheles nich~ auf die Chromosomen beschr~nkt ist, sondern auch am Nukleolus auftritt . In den jiingsten Kernen (Abb. 10b) finder man nur eine ganz blasse

278 Hans Bauer: Die waehsenden Oocytenkerne einiger Insekten

Farbung, die eben erlaubt, die Nukleolenkontur festzustellen. Sie ver- starkt sich dann (c, d), wobei sie ausschlieBlieh die Peripherie betrifft. In Kernen, in denen das starke Waehstum des Nukleolus und seine Gestaltveranderung vorgeschritten ist, findet man einen unregelmaBig an der Aui~enflache verteilten Belag von teilweise sehr kraftiger Far- bung. Sparer (Abb. 10/, in der die Nukleolenkontur eingetragen ist) ist yon ihr keine Spur mehr vorhanden. Auf diese Erscheinung wird unten zuriickzukommen sein.

11. Stegomyia ]asciata. Die jiingsten Oocytenkerne, die sich in der zweiten Eikammer der

Ovariolen kurz nach der Blutmahlzeit anfinden, geben das Bild eines sehr klaren Spirems (Abb. 12a). Die 31 Chromosomenstr~nge, die mitunter einen deutlichen Li~ngsspalt aufweisen, der ihre Gemininatur offenbart, liegen in vielfachen Windungen der Kernmembran an. Au{3er ihnen enth~lt der Kern, mehr im Innern gelegen, einen kleinen meist vakuolisierten Nukleolus, der sich nach FEULGEN ebenfalls farbt. Da er im nicht hydrolysierten Kontrollpraparat keine Farbreaktion zeigt, ist der SehluB unumganglich, dab er wie die Chromosomen Thymo- nukleinsaure enthalt. Mit den Chromosomen hat er morphogenetisch nichts zu tun. Der auBerlich s Chromatinnukleolus von Tipula ist ein Umwandlungsprodukt yon (den kleinen) Chromosomen. Irgend- welche diesen vergleichbare' heteropyknotisehe Chromosomen oder Chro- mosomenteile sind bei Stegomyia nicht vorhanden, wie schon HEITZ (1930) kurz angab. Wir haben es mit einem eehten Nukleolus (im Sinne der Definition B~LA~s 1928) zu tun. Etwas altere Kerne, an denen sich eine geringe VolumenvergrSBerung bemerkbar macht, zeigen eine sehr unregelmaBige Anordnung und den Beginn der Verklumpung der Chromosomen (Abb. 12b). Der Nukleolus ist aufgequollen. Sein Inneres ist meist yon einer groBen Vakuole ausgeffillt. Die Kontraktion der Chromosomen schreitet raseh fort. Abb. 10e gibt einen Kern wieder, in dem sie sich zu einem unregelmaBigen Dreiviertelring zusammen- gezogen haben, der den Nukleolus umgibt. Spatere Stadien zeigen dann beide Strukturen nebeneinander im Kern liegend: den blasenartigen Nukleolus und die variabel gestaltete, meist abgeplattete, rundliehe Karyosph~e (Abb. 12d). l~ach diesem Stadium beginnt der Kern sich, wie bei Anopheles, zu verasteln. Den Beginn dieses Prozesses, der sich in Form einer allseitigen Ausbuchtung abspielt, gibt Abb. 12e wieder. Der Kern enthalt noch Karyosphare und Nukleolus, die sich jedoch beide nach FEULGEN nur noch sehr schwach farben lassen. Die Karyo-

1 Die CARTERsche Angabe (1919), es seien diploid nur 4 Chromosomen vorhanden, ist falsch, wie man leicht auch an den sehr klaren Mitosen der Follikelzellen feststellen kann.

in ihrem Verhalten zur Nuklealfgrbung. 279

sphere ist gegeniiber der etwas jfingerer Kerne vergr6Bert und wie diese unregelm~flig yon Vakuolen durchsetzt. Die Vakuolisation hat nichts mit einer Nukleolenproduktion zu tun, da aul3er dem beschriebenen keine weiteren auftreten. Zwei Bilder der Karyosph~re aus ~Iteren Eiern, die etwa die halbe endgfiltige Gr6Be erreicht haben, sind in Abb. 12], g dargestellt. Sie ist nur ganz blab f~rbbar (Nuklealf~rbung

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f Abb. 12. a - - h Stegorayia fasciata, a K e r n im P a c h y t ~ n s t a d i u m , b e twas ~Iterer K e r n m i t begtnnender Chromosomenbanung , e Claromosomen als unvollst~, ndiger Ring u m den i~ukleolus ge lager t , d K a r y o s p h a r e n n 4 Nukleolus ge t r enn t im K e r n r a u m , e ~lterer K e r n m i t beginnender Zerkl i i f tung, f, g K a r y o s p h ~ r e n arts ha lberwachsenen Eiern, ] yon der F1/~che, g yon der K a n t e gesehen, K o n t u r e n tier unge fa rb t en Dotterschol len e ingetragen. h, i Follikelzellen aus gleichen Eie rn wie f, g, h yon der K a n t e , i Yon der l~l~che be t rach te t .

BOUIN-~.LLEN, FEULGEN. Vergr . e t w a 1400 x .

und HEIDENHAII~) und ~uBert sich oft nur als schwach violetter Schatten. Sie ist abgeplattet, in Abb. 12] yon der Fl~che, in g yon der Kante gesehen. Vergleicht man dieses Chromosomenaggregat mit einem Follikel- zellkern (Abb. 12h, i), dessen Chromosomen ursprfinglich wesentlich kleiner sind als die der letzten Oogoniengeneration, so f~llt die erheblich kr~ftigere Farbreaktion an ihm auf. In den zuletzt beschriebenen Eikernen ist der Nukleolus nicht mehr nachweisbar. Er scheint resorbiert zu sein.

12. Ephestia kiihniella.

Gegeniiber den bisher dargestellten Formen mit polytrophen Ovarien weist Ephestia einen wesentlichen Unterschied auf; es fehlt die Karyosph/irenbildung. Die Oogenese ist kiirzlich yon WAG~ER (1931)


besehrieben worden. W~hrend er angibt, dab die Chromosomen nach Ablauf der syndetischen Prozesse sich im Eikern se stark auflockern, daft sie nieht mehr nachweisbar sind, finde ich sie in Kernen aller Stadien in gleicher Form, wie sie nach WA(~ER erst in ~lteren Eiern wieder auftauchen sollen. Abb. 13a zeigt einen Sehnitt des Kerns einer sehr jungen Ooeyte, deren Breite noeh wesentlich grSl]er ist als die L~ngen- ausdehnung. In der gerinnseligen Kerngrundsubstanz liegen die faden- fSrmigen Chromosomen (Gemini) einzeln oder zu unregelm~i]igen Ketten vereinigt. Im Eisenh/~matoxylinpr/~parat lassen sie sich deutlieh darstellen. Sie halten den Farblack bei der Differenzierung 1/~nger als

z.B. die Chromatinbrocken der Follikelzellen. Dagegen ist naeh der Nuklealfiirbung (Abb. 13b, die einen anderen Kern gleiehen Alters wie Abb. 13a daxstellt) ihre F/~rbbarkeit so gering, dab man sehwanken kann, ob sie einen schwachen violetten Schimmer aufweisen oder

2~bb. 13. a, b Ephestia k~hniella. K e r n e sehr j unge r o h sie sich nur dureh Oocyt~n . a HEIDm~HAIN, b F~,ULOEN. Subl . -Alk . - Lichtbrechungsunterschiede

Es~igs. Verge. e t w a 1400 × . erkennen lassen. Die Chro-

matingranula der Follikelzellen sind im FE~-LGEN-Pr~parat wesentlich deutlicher gef~rbt. Ein gleiches Verhalten zeigen die Eikerne wiihrend der ganzen Wachstumsphase, und erst wenn sieh die Chromosomen vor der Metaphase der ersten Reifeteflung verkiirzen, wird die Nukleal- f~rbung an ihnen deutlieher.

13. Habrobraco~ ]uglandis.

Als letztes Objekt mit polytrophen EirShren sei kurz auf diese Habro. bracon-Art eingegangen. H~SCHE~ (1929) hat in einer histologisehen Untersuehung schon darauf hingewiesen, daI~ der Inhalt der waehsenden Oocytenkerne sieh nur sehr schwach f~rben l~Bt. Die gleiche Erfahrung habe auch ich machen miissen. Im HEI~]~N~AI~-Pr~parat findet man in den Kernen der jfingsten bis fast ausgewachsenen Oocyten nur ein sehr blasses, nicht den ganzen Kernraum einnehmendes Chromatin- geriist, fiber dessen Herkunft die sehr kleinen Dimensionen der Zellen kein Urteil erlauben. FEz_rLG~N-Pr~parate zeigen in jiingsten Stadien eine ganz schwache Farbreaktion der Kerne, die sich in Mteren nicht mehr sicher nachweisen 1/iBt. Erst die vor den Reifeteilungen auftretende kompakte Chromosomenmasse gibt eine deutliche Farbreaktion. Gleiche Angaben sind fiir andere Hymenopteren von ~UKERJI (1930) und G~zsso~ (1930) gemacht worden.


Die zahlreichen akzessorischen Kerne geben niemals eine Farb- reaktion, wie es die ebengenannten Autoren gleichfalls fiir ihre Objekte festgestellt haben.

C. Akrotrophe Ovarien.

14. Cimex lectularius.

Als einziges Objekt mi$ akrotrophen Ovarien standen mir Bett- wanzen zur Vedfigung. In der syndetischen Periode geben die Chromo- somen deut]iche Nuklealreaktion. Nach Eintritt des Kernwachstums verl/~ngern sie sich und effiiilen den ganzen Kern in Form zarter F~len, deren F~rbbarkeit sowohl nach FEVLO~.~, wie nach H~.IDE~HA~ nut schwach ist. In ~]teren Kernen tritt eine geringe Kontraktion der Chromo- somen ein; sie ordnen sich zu mehreren Gruppen, deren h~ufig strahlige Form an die Chromosomenaggrega~e junger Panorpa.Kerne erinnert. Eine weitere Kondensation zu einer Karyosph~ixe effolgt jedoch nicht, die Chromosomen bleiben in der beschriebenen Form w~hrend der Kern- vergrSBerung erhalten, um sich dann unter Verkiirzung zu isolierten Tetraden umzubilden. Diese Tetradenbildung effolgt schon ehe die Eier ihre endgiiltige GrSl3e erreicht haben. Dies entspricht den yon RIEs (1932) bei L~usen und Mallophagen beschriebenen Verh~Itnissen; allerdings fehlt bei Cimex eine Kerndegeneration.

IV. Besprechung der Ergebnisse. A. Methodlsche Vorbemer/cungen.

Um die vorstehenden Angaben vergleichen zu kSnnen, miissen zunachst die MSglichkeiten erSrtert werden, aus den Fiirbungsergebnissen gesicherte Schliisse auf die Natur der gef~rbten Strukturen zu ziehen.

Ftir die gewShnlichen histologischen F~rbeverfahren ist durch v. MSL~DORFF, PISCm~OER U. a. nachgewiesen worden, dab sie nicht auf chemischen Vorg~ngen beruhen. Vielmehr sind physikalische Eigenschaften yon Farbstoff und Struktur maBgebend: GrSfle und Ladung der Farbstoffteilchen, sowie Dichte und Ladung der Strukturen. Bei Anwendung einer Methode bleiben die beiden ersten Faktoren konstant und man hat so die MSglichkeit, aus dem F/~rbungsausfall auf physikalische Eigenschaften des Substrats zu schlieBen.

Die yon mir benutzte H~xD~HAI~-F~rbung ist zwar in ihren methodischen Grundlagen noch nicht in dem MaBe erkl~rt, wie es ffir die Ani]inf~rbungen und die Farbungen mit gelSsten Lacken der Fall ist, doch lassen sich die folgenden Aus- sagen mit zureichender Sicherheit machen.

Die Beizunq entspricht einer Durchtr~nkungsf~rbung [M. und W. v. MSr.L~- DORFF (1924)]. Die Beizenteilchen dringen in alle Strukturen ein, zun~chst in die lockeren, langsamer in die dichteren, in denen sie am festesten barren. Es ist unbekannt, in weicher Form die Beize eindringt und ob dabei elektrische Ph~nomene mitwirken 1. Beim zweiten Akt, der Fwrblac~bildung, bildet sich iiberall da,

1 Ich habe einige Versuche ausgefiihrt, die gegen ihre entscheidende Ro]le sprechen. Als Beize wurde l%iges Eisenhydroxydsol yon verschiedener Ladung verwandt. Die k~ufliche LSsung ist positiv geladen. Negativ geladene wurde

9.82 Hans Bauer: Die wachsenden Oocytenkerne einiger Insekten

wo die Beize halter, der unl6sliche Farblack. Wahrend des Fi~rbungsvorganges kommt es in geringem Ma~e zu einer Abdiffusion der Beize, ein Vorgang der besonders die lockergebauten Strukturen betrifft, im ganzen aber bci der Schnellig- keit der Farblackbildung unerheblich ist. Unterschiede treten erst bci dem dritten Prozell, der Di//erenzierung auf. Der Lack wird wieder gel6st und zwar in dem Grade, in dem die Alaunl6sung in die geft~rbten Strukturen eindringen kann. Dies gelingt ihr vorzugsweise bei den lockeren Strukturen, w~hrend cs bei den dichteren, bci denen noch dazu die Poren durch die Lackteflchen verstopft sind, verz6gert wird und es anftLnglich mir zu einer peripheren Wirkung kommt.

Um vergleichbare Resultate zu erhalten mull man nattirlich ein einheitliches Mall der Differenzierung innehalten. Dies wurde erreicht durch stets gleichlange Differenziernng mit 0,5%iger Beize bei gleicher Beiz- und Ft~rbedauer, sowie Schnittdicke.

Aus dem mikroskopischen Bild lassen sich also Schli~sse au] die Dichte der ge]tirbten Strukturen ziehen, starkge/iirbte besitze~ ein dichtes, schwach, oder nicht- ge/tirbte ein lockeres Ge/i~ge.

Ein sehr einleuchtendes Beispiel fiir die Abht~ngigkeit des Ft~rbungsansfalles yon der Strukturdichte hat B~LA~ (1929) gegeben. In stark entquollenen Spermato- cytenmeta~phasen yon Stenobothrus t r i t t eine Inversion der Eisenh~matoxylin- ft~rl~ung ein; das stark verdiehtete Cytoplasma ht~lt den Farblack fester als die unveranderten Chromosomen.

Auf ganz andercn Vorgt~ngen beruht die Nukleal]iirbung. Sic wcist jedes Teilchen gebundener Thymonuklein~ure nach. Starke Nuklealf~rbung bedeutet daher Nukleins~urereiehtum, w/ihrend schwache oder fehlende Ft rbung auf Nuklein- s~urearmut oder -abwesenheit schliellen ]~llt. Diese letzteren sind durch zwei M6glichkeiten zu erkl~ren. Einmal kann die Nukleins~ure aus den sonst unveranderten Strukturen verschwindcn infolge chemischer Abbauprozesse, zum anderen kann sic erhalten bleiben, die tragende Struktur sich jedoch soweit auflockern, dall die Farbreaktion zu schwach wird, um optisch wahrgenommen zu werden.

Eine Entscheidung zwischen diesen beiden Erkl~rungsmSglichkeiten ftir fehlende Nuklealfi~rbung - - Unterschwelligkeit oder Nukleins~ureschwund - - kann nun durch einen Vergleich des Ft~rbungsansfalles mit dem durch die Eisenh~matoxylin- methode zu erhaltendcn geft~llt werden. Einmal zeigt es sich, dall die Nukleal- ft~rbung viel wenigcr als die I~IDm~-KAr~-F~rbung auf eine Lockerung der Struk- turen anspricht. Als Beispiel sei erwahnt, da$ die Telophasenkerne der Oogonien yon Ti~ula paludosa, die sich im Eisenhamatexylinprt~parat kaum vom ebenfalls nur sehr blall geft~rbten Plasma abheben, sich nach der Nuklealf~rbung sehr deutlich gefi~rbt darstellen lassen. Selbst in extrem verquollenen Kernbestandteilen mull man sic andererseits bei geniigender Schnittdicke durch Addition des optischen F, ffekts nachweisen kfnnen.

Zeigen Strukturen, die sich nach HV, ID~Nr~AI~r starker oder auch eben noch deutlich darstellen lassen, keine Nuklealf~rbung, so ist damit stets bewiesen, daft sic zum mindesten sehr nuklelns~iurearm slnd. Die h6here Dichte dieser ~qtrukturen mu~ au] dem Forhandensein anderer als nukleinsaurer Sto//e beruhen.

Eine sichere Entscheidung der Frage nach dem Nukleinst~uregehalt ist nur in den F~llen unm6glich, in denen die Kernstrukturen weder nach FI~VLr noch nach I - I~mv.~i~r f~rbbar sind.

nach dem Vorgang yon MAZIARSKI (zitiert nach OSTWALD, Klcines kolloidchemisches Praktikum, Leipzig 1920) durch wiederholtes Ffltrieren hergestellt. Auf Ascaris- Eier angewandt ergab sieh nach Anwendung beider Beizen glcicher Farbungs- ansfall./XJanlich wie im H~.iD~.NHArtc-Prt~parat, nur weniger distinkt, ft~rbten sich am st/~rksten die Chromosomen, Centrosomen einiger Stadien und die aul~ere Eischale.

in ihrem Verhalten zur Nukle~lf~rbung. 283

B. Die Reaktionsweise der Chromosomen.

~berblickt man die Mannigfaltigkeit des Chromosomenformwechsels, wie sie im speziellen Tell beschrieben worden ist, so ergibt sich zun~ehst, dab die l~uldealreaktion stets nur auf geringe Teile der Kerne beschr~nkt ist, im Gegensatz zu den bei den polytrophen Ovarien vorhandenea Schwesterkernen des Eikerns, den N~hrzeUkernen, die immer eine fast den ganzen Kern betreffende, sehr kr~ftige l~uklealreaktion aufweisen.

Andererseits zeigt sich ohne weiteres, dal3 ein Abbau der l~uklein- s~ure aus den Chromosomen des Eikerns durchaus nicht notwendiger. weise einzutreten braucht. Bei Tipula, Panarpa, For/icula, Anopheles, Stegomyia und Cimex geben die Chromosomen als ganze w~hrend des gesamten Kernwachstums positive Reaktion. Wenn diese aueh in manchen F~llen, so bei Tipula, Panorpa, Stegomyia und Cimex nut schwach ausf~llt, so ist bei ihnen die F~rbbarkeit fiir Eisenh~matoxylin gleichfalls herabgesetzt. Es kann also nur der Schlul3 gezogen werden, dab eine Auflockerung der Chromosomen effolgt ist, durch die gleichzeitig die Herabsetzung der Sti~rke der •uklealreaktion bedingt wird. Allerdings ist die MSglichkeit, dab ein teilweiser Abbau der Nukleins~ure eingetreten ist, nicht yon der I-Iand zu weisen; denn man mu~ bedenken, dal3 ihr Verschwinden gleichzeitig eine Herabsetzung der Diehte be- wirken muB, da ja nach vielen Erfahrungen der Anteil der Nukleins~ure an der Gesamtmenge der Chromosomensubstanz sehr hoeh ist. Doch ist diese M6gliehkeit methodisch nicht zu beweisen. Nahegelegt wird diese Annahme dureh den Fall der Stegomyia. Denn der Vergleich mit den Follikelzellen zeigt einen absolut geringeren Betrag an Nukleins~ure in der Karyosph~re, obwohl die in den Eikern eingehend.en Chromosomen gr6Ber sind als die der Follikelzellen. Jedoch k6nnte es im Oocytenkern zu einer Verringerung der gesamten Chromosomensubstanz gekommen sein, nieht nur zu einem einseitigen Abbau der Nukleins~urekomponente. Diese M6glichkeit k6nnte erst entschieden werden, wenn man die Gr6Be der Tetraden in der Eireifung untersueht.

In den Eikernen anderer Arten tr i t t ein East vollst~ndiger oder g~nz- licher Schwund der Reaktion der ganzen Chromosomen oder gr6Berer Teile yon ihnen ein. Dies ist der Fall bei Stenobothrus, Tachycines, Phyllodromia, Ctenocephalus, Habrobracon und Ephestia w~hrend des grSBten Teils der Waehstumsperiode, wogegen negative Reaktion der ganzen Chromosomen bei Lucilia oder der gr6Beren Tefle der Chromo- somen bei Dytiscus nur w~hrend eines Teilabsehnitts der Kernent- wicklung zur Beobaehtung kommt. Hier sehlieBen sieh die Beobach- tungen aUer anderen Autoren an. Fehlende Reaktion wird ffir Obelia (FAULKNER), Carcinus (HARVEY), Geophilus, Scolioplanes (Koch), Apanteles (MVKm~Zz), Allantus, Thrinax (GR~ssoN), Anodonta, Barnea,

~84 Hans Bauer: Die wachsenden Ooeytenkerne einiger Insekten

Helix (BRACHET), Limnaea (LuDFOI~D), Solas~er, Astropec~n (BAUER), Paracen$rotus (BRAceleT 1931), Triton, Salamandra, Rana (BI~cHE~r), Discoglossus (HIBBARD), Lacerta, Cavia (BRACHET), Mus (LUDFORD) und IYitella (WALTHER) angegeben. Die Deutungen der Beobachter sind verschieden, teils entseheiden sie sich f/Jr chemisehe ~nderung, teils ftir extreme Auflockerung der Chromosomensubstanz. Jedoch sind alle diese Befunde auBer denen f/Jr Salamandra und wohl Triton, wie die fiir die Mehrzahl der von mir untersuchten Insekten mi~ negativer Reaktion der Chromosomen (bzw. -teile) nicht geeignet zur Entscheidung der Frage, da mit der Abnahme der Iquklealfarbung gleichzeitig eine Ab- nahme der Farbbarkeit mit Eisenh/~matoxylin oder anderen Farbstoffen parallel geht.

Unter den Insekten sind nur zwei, die weitere Aussagen ermSglichen: Stenobothrus und Ephestia. Bei Stenobothrus fehlt (in ausgewaehsenen ]~ikernen) die I~uklealf/~rbung in den grSBeren Teilen der Chromo- somen, bei Ephestia ist sie zwar in den ganzen Chromosomen vorhanden, aber auBerordentlieh schwach. Demgegeniiber ist die HV.IDENH~N- Farbung der Chromosomen bei beiden deutlich ausgepragt. Hieraus muB also geschlossen werden, dab in den Chromosomen andere als nuklein- saute (wahrscheinlieh eiwefl]artige) StoHe i~berwiegen. Ob es sich bei der Vermehrung dieser Stoffe nur um einen Zuwachs zu der vorhandenen Chromosomenmasse, also nur um relative Verminderung der Nuklein- s/~ure handelt, oder ob diese, auch absolut abnimmt, ist bei unseren Ob- jekten (auBer, wie oben angefiihrt, vielleieht bei Stegomyia) nieht zu entseheiden.

I)en tats/~ehlichen Nukleins/iureschwund hat fr/iher schon BI~ACHET (1929) bei Salamandra bewiesen. Bei dieser enthalten die Lampen- biirstenehromosomen mittlerer Oocytenstadien axiale Reihen von chromo- merenartigen Granula, die eine deutliche Nuklealreaktion geben. In etwas /~lteren Kernen verschwindet nun die Reaktion, obwohl keine morphologisehe Veranderung der KSrnchen eingetreten ist, die sich c~urch st/~rkeres LichtbreehungsvermSgen aueh weiterhin erkennen lassen und die aueh bei fehlender Nuklealreaktion sieh mit Eisenh/~matoxylin stark farben lassen.

Als Ergebnis k6nnen wir also feststellen, dab bei einigen Insekten sowie bei Salamandra die Chromosomensubstanz in zwei Zust~nds- f o m e n vorkommt, die als nukleales und anukleales Chromatin bezeichnet werden k6nnen 1. Von diesen kann die letztere aus der ersteren durch Abbau der Nukleinsaure (bzw. eines Nukleins) hervorgehen. ]~bergangs-

i Die Benennung stammt von F~UL~EN (1924), der allerdings damit zwei einander ausschlieBende Arten yon Chromatin, die im Organismenreich verschieden verbreitet sein sollten, kennzeichnen wollte, eine Unterscheidung, der sp/~ter tier Boden entzogen worden ist. Anstatt der gew/~hlten Bezeichnung k6nnte man auch yon chromatischem und achromatischem Karyotin sprechen und so die

in ihrem Verhalten zur Nuklealf~rbung. ~)85

zustitnde, wie sie z. B. in den Chromosomen yon Ephestia vorliegen, kSnnen obligonukleal genannt werden. Die beiden Substanzen, die in dem nuklealen Chromatin vorkommen, die nukleinsaure und die anukleale Komponente, bestehen nicht als individualisierte Strukturen nebeneinander, wie es HEID~HAIN in seiner Oxy-Basichromatinanschauung behauptet hat, sondern scheinen in allen Fallen homogen gemiseht (bzw. ehemisch aneinander gebunden) zu sein. Wenn manchmal im Chromosom nebeneinander gef~rbte und nicht gef~rbte Abschnitte vorkommen, so beruht dies sicher nur auf einer an versehiedenen Stellen versehieden ausgepragten TrennungsmSglichkeit beider Komponenten.

Diese fiir wenige Formen nachgewiesenen chemisehen Ver~nderungen der Chromosomensubstanz legen nstiirlich such ftir die iibrigen Arten~ bei denen die Nuklealreaktion negativist, die Vermutung nahe, dab auch hier in erster Linie oder doch mindestens gleichwertig mit rein physikalischen Prozessen eine chemische ~nderung eintritt, wenn wir sie such mit unseren heutigen Methoden nicht erfassen kSnnen. Die weitere Frage, wieweit auch in nichtgenerstiven Kernen, die ja teflweise (vegetative Kerne der Gregarinen, Aggregataschizonten) eine suBerordentlich weitgehende morphologische ~hnlichkeit mit Eikernen besitzen, cyclische Ver- ~nderungen der Stoffzusammensetzung, qualitative Stoff~nderungen, vorkommen, ist ebenfalls fiir die deskriptiv-morphologische Methodik nicht 16sbar.

Zwei weitere Beobachtungen fiber die Chromosomen sind yon all- gemeinerem Interesse. Bei Dytiscus t r i t t der Schwund der Nukleal- reaktion stets nur an bestimmten Abschnitten der Chromosomes ein, w~hrend kleinere in den Partnern der Tetrade stets iibereinstimmend gelagerte Teile ihre positive Reaktion w~thrend der ganzen Wachstums- periode beibehalten. Wir haben hier zweifellos eine Erscheinung vor uns, auf die HEITZ (zuletzt 1932) aufmerksam gemacht hat. Er stellte bei Pflanzen zwei Arten von Chromatin fest, die er als Euehromatin und Heterochromatin bezeichnete. Das erste erfahrt in der Telophase normale Auflockerung zum Kern,,retikulum", wahrend das letztere wahrend der Interphase heteropyknotisch kondensiert bleibt, um sich erst kurz vor der Prophase ebenfalls aufzulockern. Inzwisehen hat ttEITZ (unver- 6ffentlieht) such bei Drosophila derartige Befunde erhoben, so da]] such unter den Tieren der Modus der partiellen Heteropyknose nachgewiesen ist. VieUeicht liegt bei Stenobothrus eine ahnliehe Er- seheinung vor.

Die andere Beobachtung betrffft eine entgegengesetzte Erseheinung. Bei Tipula sind die kleinen Chromosomen in den Oogonien und jungen Ooeyten sowie such den somatischen Zellen heteropyknotisch, meist in Form eines Chromatinnukleolus kondensiert (BAUER 1931). Oben ist nun dargestellt worden, dab wahrend des Eiwaehstums eine

Schwierigkeit, die in den verschiedenen Definitionen fiir Chromatin (FL~MY~(~, BOV]~RI-B~LAi~) liegen, vermeiden. Besser ist jedoch, die FLE~I~osche Definition, die auf sehr unsicheren Voraussetzungen beruht, aufzugeben und allein die morphogenetische beizubehalten.

286 Hans Bauer: Die waehsenden Ooeytenkeme einiger Insekten

Ri ickbi ldung dieses Chromosomenaggregats erfolgt, wobei ein grSBerer Teil des KSrpers aufgelSst wird. Dieser Befund beweist, daB, obwohl die Erscheinung der Heteropyknose kons t i tu t ive Eigenschaft der einzelnen Chromosomen, nicht wie MOH~ und SCHRADER annahmen , lediglich F u n k t i o n des Gepaart- oder Ungepaar tseins ist [worauf unabh~ngig voneinander HEITZ (1928) und ich {1931) hingewiesen haben], doch physiologische Zust~nde des Kerns fiber das Auf t re ten bzw. die Er- ha l tung der Heteropyknose entscheiden kSnnen.

Anhang. Das Eliminationschromatin yon Ephestia Ici~hniella.

Die Ergebnisse fiber das f~rberische Verhal ten der Chromosomen der Mehlmotte werfen ein Licht auf den bisher in seinem Wesen noch dunk len Vorgang der Chromat inel iminat ion der Schmetterl inge.

])ieser erstmalig von S~ILER (1914) klar erkannte und an Phragmatobia, Orgyia und Lymantria eingehend beschriebene Vorgang ist in der Folge von DO,CASTER (1922) an Abraxas, KAWA(~VCHI (1928) an Bombyx und yon FoG• (1930) und WAG~ER (1931) an Ephestia naehuntersueht worden.

Es haben sich dabei zwei Differenzpunkte ergeben. Der erste bezieh~ sich auf die Herkunft des eliminierten Materials. WA(~R konnte die Abgabe seitens der Tetraden nicht feststellen und kam zu dem yon SEIL~R ftir seine Objekte aus- driicklieh abgelehnten SchluB, dab der Vorgang Beziehung zur Ausbildung einer von den Chromosomen unabh~ngigen Spindelmittelplatte habe. Mit dieser Deutung wiirde man fiir den Ablauf eines sehr isolierten Prozesses in einer einheitlichen systematisehen Gruppe (auBer bei Schmetterlingen findet sich der Vorgang nur bei den ihnen n~chstverwandten Triehopteren) zwei grundverschiedene Modi annehmen miissen. Das ist von vornherein recht unwahrscheinlich. DaB sich auch Ephestia in das SWlL~Rsche Schema einordnet, zeigte dagegen Fooc~, der bei ihr ebenfalls die dreigliederigen, aus zwei Dyaden und einem mittleren Eliminations- broeken bestehenden Chromosomen der frtihen Anaphase der ersten Reifeteilung auffand.

Die zweite Abweiehung besteht in der Frage, ob die abgegebene Substanz mit der der Tochterchromosomen identisch ist. Auf diese Frage gehen alle Unter- sucher ein, indem sie zu ihrer LSsung verschiedene Fgrbemethoden anwenden. Sv.rLv.R und DO~CCAST~R kommen zu dem Ergebnis, dal~ echtes Chromatin elimi- niert wird. Letzterer beobachtete zwar geringe Differenzen zwischen der Fgrbung der Chromosomen und des Eliminationsmaterials, doeh finder er gerade nach im Ausfall schwankenden Methoden (MA~, EH~LIC~) gleichsinnige Variabilit~t des F~rbungsresultates. Im Gegensatz zu ihnen kommen FOGO und WAG~.R zur Feststellung entscheidender Unterschiede im f~rberischen Verhalten, die sie zur Auffassung der Eliminationssubstanz als 0xychromatin (FOG(}) bzw. als Mittel- plattenmaterial (WAQ~.R) bringen.

Entscheidend kSnnen, wie FoG(~ selbst sagt, derartige Resultate ftir die Frage naeh der Natur des Eliminationschromatins nichb sein, da alle fiblichen yon den obigen Untersuehern benutzten F~rbungsverfahren nur geeignet sind, Unter- sehiede im physikalisehen Zustand der betreffenden Stoffe, nicht aber in ihrer chemisehen Konstitution aufzudecken.

Gegen FoG(~ laBt sich noch besonders einwenden, dal~ er in den belegenden Abbildungen nicht die gleichen Teilungsfiguren je nach ihrer Behandlung mit HEIDENHAIN- und Av~RBAcH-F~trbung gibt, so dab im Hinbliek auf die erhebliehe Variabilit/~t der Menge der Eliminationssubstanz auch Teilungen vorgelegen haben

in ihrem Verhalten zur Nuklealf~rbung. 9,87

konnten, bei denen die fehlende F/irbung nur auf dem Fehlen der Eliminations- substanz beruhen k6nnte. Hierzu gibt seine Abb. 46 Anla0, die zwisehen den beiden Spindeln der zweiten Reifeteilung eine auch naeh der AwRBAcmMethode gefi~rbte Eliminationsmasse darstellt, durch welche Methode sonst keine Fitrbung erzielt wurde.

Um eine Entscheidung zu erlangen, war es erwiinscht, diese Frage mi t einer geeigneten Methode noehmals anzugreifen. Als solche k o m m t die Nuklealf/~rbung in Frage 1.

Es konnte, wie ich (1932) schon mitgeteil t habe, festgestellt werden, dal3 mi t der ~Iuklealf/~rbung stets nur die Chromosomen, nie irgendein Ehminat ionsehromat in darzustellen war. Abb. 14a zeigt eine sp/~te Anaphase der ersten Reife- teilung, bei de rnu r die Dyaden- plat ten gef/~rbt sind. Zwischen ihnen habe ieh in keinem Fall eine gef~rbte Masse gesehen. Nur wenn man dureh Ab- blenden neben dem Farb- das Strukturbi ld hervortreten l~Bt, 2kbb. 14. a, b Ephestia kfthniella. B.naphase der erkennt man im J~quator sol- 1. Reifeteilung a FEUr~E~¢, b die gleiche Spindel

mit HEIDENHAIN nachgefarbt. Zwischen den eherTeilungsfiguren manehmal Tochterl~latten die naeh ]~EULGEN nichtgef~trbte einencteutlicheren Schatten,der EliminationsplatSe. Subl.-Alk.-Eisess.

Vergr . e t w a 1690 × . bei der Mikrometerbewegung , ,mitgeht". Dies F/~rbungsergebnis 1/~13t zwei DeutungsmSglichkeiten zu. Einmal kSnnte die abgesonderte Substanz durch die Hydrolyse zerstSrt sein; es w~re dann anzunehmen, dab es sich bei ihr um reine Nuklein- s/~ure handelt . Diese t r i t t ja z. B. bei Protozoen in Form yon Volutin auf, das bei der FEULGE~T-F~rbung zerst6rt wird (REICHENOW). Zum anderen kSnnte es sich um einen nukleins~urefreien Stoff handeln. Die Entscheidung wird erbraeht dureh Nachf/~rbung der Nuklealpr/~parate mit Eisenh/~matoxylin. Abb. 14b zeigt das Ergebnis dieser F/~rbung bei der gleichen Spindel wie Abb. 14a. Je tz t t r i t t zwischen den Chromo- somen eine sehr stark gef/~rbte Eliminationsplat te hervor. Dadurch ist bewiesen, dab es sich um eine nukleinsdiure]reie Substanz handelt , die sich yon der der Dyaden wesentlich unterscheidet.

Beriieksichtigt man die Befunde am wachsenden Ephest ia-Ei , so wird sehr wahrseheinlich, dab es sieh bei der w/~hrend der Elimination

z Die Eier wurden nach dem WAo~v.Rschen Verfahren gewonnen. Zur Fixierung kam anstatt des PETRUI~K~WITSCHschen, das keine maximale Nuklealf/trbung zul/il3t ( B A t ~ 1932), ein Sublimat-Alkohol-Eisessiggemisch (S. ges. w/~ssr. 50, Alk. abs. 50, Eisess. 20) zur Anwendung. Um das bei den recht ldeinen Eiern miihselige Seh/~lverfahren zu vermeiden, vcurde ihr Chorion nach der Methode y o n :BATAILLON- TcHotr S~) (1930) erweicht. Die Eier kamen nach griindlicher tt/~rtung in 96%igem Alkohol aus 7O%igem naeh der Senkmethode in das Sublimatcyankaligemisch. Es trat hierbei zwar eine Schrumpfung ein, doch hat sie sich fiir meine Zwecke nicht als stfrend erwiesen.

~88 Hans Bauer: Die wachsenden Oocytenkerne einiger Insekten

abgegebenen Substanz um die nukleins~urefreien Stoffe handelt, die in wachsenden Chromosomen die deutliche HEIDV.NH~N-Fs bedingen, w~hrend in die Dyaden vorwiegend die nukleinsauren eingehen. Es handelt sich also um eine Trennung zweier im Chromosom innig ge- mischter Stoffe.

FooG nimmt im Gegensatz zu dieser Deutung an, dab die Elimi- nationssubstanz erst in einem sehr sps Abschnitt der Eibildung zu einem Zeitpunkt kurz naeh der Verkiirzung der Chromosomen zu Te- traden (unmittelbar vor ihrer Einordnung in die ~quatorialplatte) ent- steht. ~uBerlieh soll diese Eliminationssubstanzbildung sich durch eine Vergr61]erung der Tetraden und elne Gliederung in eine basiehroma~ische Innenmasse und eine oxyehromatisehe l~indenschicht anzeigen. Diese aus der F~rbung mit l~uehsin-Methylgrtin gefolgerte Zusammensetzung habe ich im FEVLGEN-Prs nie gefunden. Metaphasen der ersten Reifeteilung zeigen auch im Nuklealpr~parat die bekannte Hirseh- geweihanordnung der Tetraden (vgl. Abb. 12 bei WAG~ER). Diese kSnnte nach FEVLOEN nie dargestellt werden, wenn sich die Chromo- somen nur mit ihren oxychromatischen Grenzschichten berfihrten. Es handelt sich bei den Fooosehen Bildern h6chstwahrscheinlieh um reine F~rbungsartefakte, wie sie schon seit FISCHER (1899) bekannt sind. Die der FoGoschen ~hnliche Ansicht yon GOLDSCHMIDT (1923), nach der eine Kittsubstanz zwischen den Tetraden in der Elimination abgegeben wird, ist aus demselben Grunde nieht annehmbar.

Es handelt sieh bei der Elimination wahrscheinlich nur um eine Abgabe fiberfliissiger Stoffe, die w~hrend der Verkiirzung der Tetraden noch (teilweise) in ihnen verblieben sind und nun naehtr/~glieh ausgestol~en wird. In diesem Sinne kann man die Eliminationssubstanz als anukleales Trophochromatin anspreehen. Eine bestimmte morphogenetische Aufgabe, wie aueh ein Zusammenhang der Elimination mit der Regulierung der Kernplasmaspannung ist nicht anzunehmen.

Mit seinem fs Verhalten rfickt das Eliminationsmateria[ der Schmetterlinge (d. h. zun~ehst das yon Ephestia ) yon den anderen F~llen der Chromatinelimination, die positive Nuklealreaktion geben [Ascaris, Dytiscus, (BAUER 1932), Miastor?], noeh weiter ab, als es bisher sehon hinsichtlich des Zeitpunktes am Ende der Keimzellbildung stand.

C. Sto/]liche Beziehungen zwischen Chromosomen und anderen Kern- und Zellstrukturen.

Eine gro~e Rolle haben in s Arbeiten fiber die Eikernentwiek- lung die sog. basichromatischen Nukleolen gespielt, yon denen angenommen wurde, dal~ sie Chromatinspeieher darstellten. Entspreehend dem ,,Gesetz der umgekehrten Reaktion der Kernkomponenten w~hrend des Eiwaehstums" (JSRG:ENSEN 1910) wurde n~mlich oft beobachtet,

in ihrem Verhalten zur Nuklealf/~rbung. 289

dab die basichromatischen Nukleolen zu gleicher Zeit auftraten, w~hrend die Chromosomen oxychromatisch wurden. Man schloB daraus, da~ die ,,ehromatische Substanz" von den Chromosomen auf die Nukleolen iiberging, um bei der Kondensation der Reifeteilungschromosomen auf diese zuriickzukehren 1. Unwahrscheinlich wurde diese Ansicht schon nach den vergleichenden Untersuchungen von JORGENSEN, der nachwies, daI3 kein konstantes Quantit/~tsverh/~ltnis zwischen Nukleolen und Chromosomen bestand.

Entschieden gegen diese Auffassung sprechen nun die Ergebnisse der Nuklealf/~rbung. Von keinem Untersueher wurde bisher angegeben, da$ die basichromatischen Nukleolen eine Farbreaktion geben, obwohl Fiille mit ganz typischen derartigen Nukleolen untersucht worden sind (Ano- donta, Limnaea, Triton u. a.). Ebenfalls die Befunde an Insekten liefern mit zwei gleieh zu besprechenden Ausnahmen durchaus negative Er- gebnisse. So f/irben sich die Nukleolen yon Tachycines, Ctenocephalus, Panorpa u. a. trotz starker F/~rbbarkeit mit Eisenhitmatoxylin nie nach FEULGEN.

Positive Reaktion wurde dagegen an den Einukleolen yon Anopheles und Stego~nyia beobachtet, doch liefern beide F/ille Aufschliisse, die der alten Auffassung gerade entgegengesetzt sind. Bei Anopheles geben die Chromosomen w/thrend aller Stadien krKftige Nuklealf/irbung, von einem ,,AbflieBen" des , ,Basichromatins" kann also keine Rede sein. Trotzdem tr i t t w/~hrend einer kurzen Entwicklungsphase eine Reaktion am Nukleolus auf. Bei Stegomyia dagegen wird die Farbreaktion der Karyosphitre w/ihrend der Kernentwieklung sehr sehwaeh, aber gleichzeitig erfolgt die Abnahme aueh beim Nukleolus. Hier bleibt also kein Platz mehr ftir die alte Auffassung der alternativen F~trbbarkeit, vielmehr k6nnte man daraus den SehluI3 ziehen, dal3 Karyosph/tre und Nu- kleolus unter den gleichen Einflfissen (vielleicht dem Auftreten einer Nuklease im Kern, wenn die obenerw/ihnte MSglichkeit der Stoff- /inderung in der Karyosphi~re zutrifft) ver/indert werden.

Hinsichtlich dieser positiven Reaktion der Nukleolen, die wohl ihr Gegenstiiek in der Reaktion am BinnenkSrper des Makronukleus von Chilodon cucullus (REICHENOW) finder, mfissen wir annehmen, dal3 es sieh um eine selbst/tndige Erzeugung von Thymonukleins/~ure handelt, eine F/thigkeit, die allerdings naeh den bisherigen Erfahrungen nur in wenigen F/illen vorhanden ist.

Eine einzige Beobachtung ist, allerdings an Spermatocytenkernen, gemacht worden, bei der ein der alten Ansicht entsprechendes Verhalten des Chromatins angegeben wird (ST~:Ol"O~ 1932). In den wachsenden Spermatocyten von Nepa cinerea tritt nach Ablauf der Chromosomenpaarung eine nach F~ULgEN positiv

z Eiae Angabe, die sich noch in neuesten Darste]lungen finder, so in dem auch im tibrigen nicht sehr zuver]/~ssigen Lehrbuch yon SHAR;P-JARE~'ZKY (Einfiihrung in die Zytologie, Berlin 1931) S. 226: ,,Die chromatische Fltissigkeit kann vom Netzwerk zum Nukleolus und wieder zuriickflieflen...".

Z. f. Zellforschung u. mikr. 2~natomie. B4. 18. 19

290 Hans Bauer: Die wachsenden Oocytonkerne einiger Insekten

reagierende Substanz in Form yon etwa 20 Granula im Kern auf, wis die Reuktion der Chromosomen nuhezu v611ig verlorengeht. Diese K6rper verschwinden wieder, wenn die Chromosomen ihre Reaktionsfi~higkeit wiedergewinnen, was damit erkl/~rt wird, dug sie auf die Chromosomen zuriickkehren. Die Belege ftir diese Riiekkehr sind aber nieht v611ig zureichend.

Neben der Beziehung zu Nukleolen ist friiher wiederholt angegeben worden, dab basichromatische Stoffe der Chromosomen in Form yon Chromidien an die Kerngrundsubstanz und weiter an das Plasma abgegeben werden. Aueh fiir diese Ansichten liegt kein Beweis bei Prtifung m i t d e r Nuklealreaktion vor. Ffir einige der yon mir untersuchten Insekten sind derartige Angaben gemacht worden, so ftir Ei- und Niihr- zellkerne von For]icula und die •/s yon Dytiscus (Gf3STHERT). Ebenso hat VERHEIN bei der Lucilia nahe verwandten Calliphora fiir Ei- und N/~hrzellkerne den gleichen Vorgang behauptet. In keinem dieser F/ille brachte die Nuklealf/~rbung einen Beweis flit solche Prozesse, so dab mit Sicherheit behauptet werden kann, da$ ein Austritt thyme. nukleinsaurer Sto//e aus dem Kern (bei allen bisher untersuchten Formen) nicht vorkommt.

Es kann allerdings an der alten Anschauung noeh in der Form fest- gehalten werden, dab es sieh um eine Abgabe bzw. (ira Fall der Nukleolen) um eine Speieherung yon Abbau- oder Vorstufen der Nukleins/~ure handelt, eine Annahme, die sich darauf stiitzen kann, daI~ nach v. MOLLEN- DO~FF Basophilie (Niederschlagsfarbung) auf der Anwesenheit yon sauren Kolloiden in den gefiirbten Strukturen beruht. Diese Annahme macht z. B. WALTHnR ffir den Nukleolus der Nitella-Arten. Ein Beweis dafiir, da$ diese Substanzen mit den Chromosomen in unmittelbarem Stoffwechselzusammenhang stehen (d. h. unmittelbar aus ihnen Baustoffe iibernehmen, oder unmittelbar solche Stoffe abgeben), ist dureh keine morphologisehe Tatsaehe erbracht und aueh wohl nieht zu erbringen.

Der Nachweis, dal3 auch Nukleolen positive Nuklealreaktion zeigen, wie es aueh yon friiheren Autoren [Voss (1925) u. a.], allerdings nicht geniigend gesichert, ungegeben worden ist, hat eine methodische Bedeutung. Liefl sich bisher die FEULr Nuklealfis bei Beschr~nkung auf die Kernstrukturen als sieheres Reagens ftir Chromosomensubstanz in einem bestimmten Zustand (Nukleinsiiure- gehalt) annehmen, so mug diese Auffassung jetzt aufgegeben werden. Unter Be- rticksichtigung der fehlenden Reaktion der Chromosomen muncher wachsenden Eier mu6 man die Einschr~nkung machen, d~ll Chromatinstrukturen eindeutig nur durch die morphogenetische Analyse erkannt werden kdnnen. Der Wert der Nukleal- f~,rbung ale mikrochemische Nachweismethode fiir Thymonukleinsgure wird durch diese Beschr~nkung nutiirlich nicht angetustet.

D. Beziehungen zwischen Eikerngr6fle, Chromosomen und Ernghrungs- einrichtungen bei Insekten.

J6~ols~sE.w (1913) hat sich in einer umfangreichen vergleiehenden Untersuchung durum bemfiht, gesetzm/il~ige Zusammenh~nge festzustellen zwischen der GrSfie des Eikerns und der Art der Eiern/ihrung.

in ihrem Verhalten zur Nuklealfgrbung. 291

Er finde~ die scheinbar einfache Beziehung, dab Eier ohne Ernghrungseinrich- tungen dureh starke Vergr6Berung des Eikern (nuklegres Wachstum) ausgezeiehnet sind, wghrend im Gegensatz zu diesen in Ovarien mit Nghrapparaten die Eikerne trotz der gewaltigen Massenzunahme des Cytoplasmas die Gr613e beibehalten, die sie in den kleinsten Oocyten aufweisen (nutrimentgres Wachstum). Neben diesen reinen Typen finder er zwei Arten yon Kombinationen, einmal das ,,gemischte Wachstum", bei dem trotz vorhandener Nghrzellen eine st~rkere Kernvergr6flerung auftritt, ,,das Eiwaehstum ist zur Hglfte als ein ,nuklegres', zur anderen HMfte als ein nutrimentgres zu bezeichnen" z. Zweitens gibt J6RG•NSEN ein ,,kombiniertes Wachstum" an, bei dem die Kernvergr6flerung anfgnglich stark ist, spgter bei der Ausbildung eines Follikels aber aufh6rt.

Unter den Insekten, auf die ieh reich im folgenden beschrgnken muB, findet J/JRGENSEN kombiniertes Wachstum bei panoistischen Ovarien, w~hrend poly- oder akrotrophe Ovariolen rein nutriment~res Wachstum zeigen sollen.

Ffir Tipula habe ich schon (1933) darauf hingewiesen, dab das Ei nicht, wie J~RGENSEN annimmt, nutrimentgr, sondern nach dem Typus des gemischten Waehstums w~chst. LieB sich hier noch annehmen, dab dies durch fehlende Ern~hrung (die N~hrzellen verhalten sich anscheinend passiv) bedingt ist, so sind oben weitere F~lle beschrieben, in denen der Kern trotz ausgebildeter N/~hrzeUen eine erhebliche Ver- gr613erung erfithrt. In Abb. 15 sind einige Phasen des Waehstums bei einigen der untersuchten Insekten wiedergegeben. In allen F~llen stellen die Anfangsstadien schon Ooeyten bzw. Eianlagen dar, in denen eine Vergr6Berung des Kernes gegeniiber den MaBen wghrend der Syndese eingetreten ist. Zun~ehst zeigt als Vergleiehsform Stenobothrus (a) das ffir alle Formen mit panoistisehen Eir6hren giiltige Verhalten; der Kern nimmt um ein Vielfaehes, wenn auch weniger als das Plasma, an Gr6Be zu. Von einem mittleren Stadium (%) ab unterbleibt eine weitere Vo- lumenzunahme des Kerns. Bei anderen Arten mit panoistischen Ova- riolen, z. B. Ctenoc~phalus, wird der Kern verhgltnismg0ig noch gr6~er. Ein weitgehend ghnliehes Verhalten zeigen nun auch Eier aus vielen polytrophen Ovarien. Am auffglligsten tritt die Kernvergr6Berung bei Dytiscus (b)in Erscheinung. Noeh stark herangewaehsene Eier (b4) zeigen eine ann~hernd gleiehe Kernplasmarelation, wie jfingste Oocyten. Verglichen mit 8tenobothrus ist die Kernvolumenzunahme auf ent- spreehenden Stadien sogar noch gr6Ber 3. Ebenfalls starke Kernver- gr6Berung tritt bei Tipula, Panorpa (c), Lucilia (d) und For/icula a auf,

z Das fiir diesen Fall herangezogene Beispiel von Tomopteris ist jedoeh v611ig ungeeignet, diesen Waehstumstypus zu illustrieren, da eine erni~hrende Ti~tigkeit seitens der abortiven Eier gar nicht ausgetibt wird (Do~s 1909). Das Ei w~chst lediglieh solitgr, also nuklegr.

Das Kernwachstum yon Dytiscus hgtte J6RO~NS~,~ bekannt sein mfissen, da er die Arbeit von GZARDI~r~, ffir andere Fragen ausfiihrlich zitiert.

a Dies zeigen deutlich die Abbildungen bei BRAUNS, aus denen hervorgeht, daft die J6aGv.NsV.~sehe F eststellung (,,Die Kerne des ausgewachsenen For/icula- eies sind genau so grofl wie die ganz junger Oocyten") falseh ist.

19"

29~ Hans Bauer: Die wachsenden Ooeytenkerno einiger Insekt~n

wenn sie auch bei den 3 letzten Formen nicht bis zu dem Ausma~ wie bei Dy~iscus ffihrt. Ebenso zeigen Anopheles und Stegomyia betr~cht- liehe Volumenzunahme der Kerne, die aUerdings wegen der Vers

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Jkbb. 15. a - - ] . W a c h s t u m der Eier bzw. Eianlagen (1 --4) yon Stenobothrus (a), Dytisc.us (b), Panorpa (c), Luc~lia (d), Ephestia (e) und Cimex (]). Halbsohemat i sch: m i t dem Zeichen- apparat entworfen , /~usfiihrung schemat isch . Schwarz: Follikelepithel, p u n k t i e r t : E ip lasma

und N~hrzellkerne, weil~: Nhhrzel lp lasma u n 4 Kerngrundsubstanz der Eikerne. Vergr. a, b, d4 e twa 80• e, d~-a, e, I e twa 160x .

nicht meBbar ist. Nur in geringem Mal3e w~chst der Kern bei Cimex (]) und Ephestia (e). Aber auch in diesen F~llen ist der erwachsene Eikern um ein mehrfaehes grSl3er als in jfingsten Oocyten. A m wenigsten ist

in ihrem Vorhal~en zur Nuldealf~rbung. 9.93

eine Volumenztmahme am Kern von Habrobracon ausgepri~gt (vgl. die Abb. bei H~,~SCHE~), Diese Art is~ die einzige, fiir die der J S l ~ s ~ s c h e Begriff des nutriment~ren Wachstums Anwendung finden kSnnte, jedoch

o

Q

d e Zu .&bb. 15. U n t e r s e h r i f t s. S. 292.

f

liegt hier die Komplikation des Auftretens yon akzessorischen Kernen vor, auf die unten zuriickzukommen sein wird.

Die allgemeine Formulierung JSRGE~SE~s ist also unrichtig. Die Wiederlegung einer scheinbaren Gesetzm~igkeit h~ttte nicht einen derartigen Raum behaupten brauchen, wenn sich nicht dabei unter Beriicksichtigung der Chromosomen ein anderes Regelverhalten ergeben wiirde. Fiir die Eikerne panoistiseher Ovarien haben wir oben gesehen,


da[3 stets eine fast vollstgndige Aufloekerung der Chromosomen unter gleiehzeitigem Schwund der Nuklealreaktion eintritt. Eikerne polytropher Ovarien dagegen zeigen ein wechselndes Verhalten. In vielen kommt es zu einer Karyosphgrenbildung (Dytiscus, Panorpa, Tipula, Lucilia, Calliphora [NAVILLE], For]icula, Anopheles, Stegomyia), andere Arten zeigen rein verteilte, oft kaum nachweisbare Chromosomen w~hrend der ganzen Waehstumsperiode (Ephestia, Habrobracon, Cimex). Ffir die Eier mit Karyosph~ren ist es nun typisch, dab sie ein erhebliehes Kern- wachstum aufweisen, wghrend die anderen nur relativ kleine Kerne besitzen. KaryospMirenbildung scheint also regelm~i[3ig in polytroph er- ndhrten Eiern mit starker Kernvergr6flerung au/zutreten. Welche Fak- toren den Zeitpunkt der Chromosomenballung bestimmen, und auf welche Weise sie erfolgt (aktiv oder passiv) ist unbekannt.

Weitere FMle yon Karyosphgrenbildung bei Insekten sind nur yon BrenNER (1918) fiir Solenius, Andrena, Prosopis, Tenthredo, Allantus u. a. beschrieben worden. Wahrend die Tenthredo- und AUantusarten sich der genannten Regel einordnen, seheinen die iibrigen Arten mit kleinen Kernen und doch typiseher Karyosphgre ihr zu widersprechen. Es ist aber zu beriieksichtigen, dab bier zahl- reiehe akzessorische Kerne auftreten, die, Tie BUCHNER nachwies, zweifellos dem Eikern (abziiglich der Tetraden) homolog sind. Wiirde man sie sich mit dem eigent- ~ichen ELkern vereinigt denken, so wfirde sich ein vie] gr6~erer Gesamtkern ergeben. Unklar bleibt 0,Uerdings, warum bei anderen Hymenopteren die Karyosphgren- bfidung unterbleibt (z. B. auch bei Habrobracon), obwohl aueh hier vielfach akzessorische Kerne vorhanden sind.

Andere gemeinschaftliche Beziehungen als die erhebliche Kerngr61]e, etwa biologisehe l~bereinstimmungen (Entwicklungsdauer der Eier, Er- ni~hrung und Lebensweise der Imagines oder Larven), auf die LUBOSCH als m6gliehe Faktoren ffir die Ausgestaltung der Eikerne hingewiesen hat, bestehen zwisehen den Arten mit Karyosph/iren nicht.

SehlieBlich lassen die Beobachtungen fiber die Kerne mit zur Karyo- sphi~re vereinigten Chromosomen noeh eine Aussage zu fiber die Ent- stehung der extrachromosomMen Kernsubstanzen. Ffir ihre Herkunf t naeh einer Mitose wird viel~aeh angenommen, dab sie durch eine Art Entmischung aus einem Tell der Chromosomen selbst entstehen. Eine derartige Annahme ist natfirlich fiir die Eikerne mit ihrer vielfach sehr groI3en NIenge an Kerngrundsubstanz in den F~llen nicht m6glich, in denen die Chromosomen in einem dem ws der Metaphase durehaus ahnliehen Kondensationszustand verharren, Tie es am deutlichsten bei For/icula und Anopheles in Erseheinung tri t t . Auch eine bloBe Sekretion seitens der Chromosomen, die natiirlieh eine Stoffzufuhr aus dem Cyto- plasma erforderlich machte, ist sehr unwahrscheinlieh, wenn man die erhebliehe Gr61~endifferenz zwischen ihnen und dem iibrigen Kern be- rficksichtigt. Zudem hat PETER (1924/) dutch seine Untersuchungen fiber die Abhs von Sekretion und Teilungszustand die Annahme nahegelegt, dab die Chromosomen w~hrend ihres Kondensationszustandes


zu einer Stoffweehselts nicht in der Lage sind. Es bleibt also nur fibrig, dal3 die Kerngrundsubstanz durch die T~itiglceit des Cytoplasmas erzeugt wird. Ein unmittelbarer Beweis daffir ist von B v c m ~ a dureh die Analyse der akzessorischen Kerne geliefert worden, die im Plasma entstehen und die Struktur des Eikernes (bis auf die natfirlieh mit ihnen abwesenden Chromosomen) vSllig wiederholen.

Damit fallen die Ooeyten aus dem Rahmen der Vorstellungen fiber die Kernplasmarelation heraus, bei der ja das Cytoplasmavolumen yon der Chromatinmenge abhi~ngt. Die ~lteren, yon G. HE,TWIn (1932) neuerdings wieder aufgenommenen Versuehe, auch die Eizellen dem Prinzip der Kernplasmarelation einzuordnen durch Annahme yon inneren Teilungen, lassen sich mit den Beobaehtungen, dab dgs Chromatin- quantum in den Eiern mit Karyosph~ren stets ann~hernd gleich bleibt, nicht vereinbaren. Es kann mindestens bei diesen Oocyten vielmehr nur ein cytoplasmatisch bedingtes Kernwachstum vorliegen.

Zusammenfassung. 1. W~hrend der syndetischen Prozesse geben die Chromosomen

aller untersuchten Arten positive Nuklealf~trbung. 2. In den wachsenden Oocytenkernen yon Stenobothrus, Tachycines,

Phyllodromia und Ctenocephalus erffillen die stark aufgeloekerten Chromo- somen den ganzen Kern. Die Nuklealreaktion ist auf wenige, granulaartige Teile yon ihnen besehr~nkt.

3. B e i Dytiscus, Panorpa, Tipula, Lucilia, For/icula, Anophelez und Stegomyia vereinigen sich die Chromosomen zu einem wechselnden, ffir die Art jeweils festgelegten Zeitpunkt zu einer Karyosph~re. Sie gibt stets positive, wenn auch bei einigen Arten nut sehwaehe Nuklealreaktion.

4. Die Chromosomen der wachsenden Oocyten yon Ephestia, Habro- bracon und Cimex, geben nur ganz geringe, vielfaeh keine naehweisbare Nuklealreaktion. Bei den beiden letzten Arten fehlt gleichzeitig die F~rbbarkeit mit Eisenhiimatoxylin.

5. Die in ~lteren Oocyten yon Stenobothru~ wieder als deutlich ab- gegrenzte Strukturen hervortretenden Chromosomen, wie die aller Stadien yon Ephe~tia zeichnen sich dadureh aus, dab sie bei fehlender oder sehr schwacher Nuklealreaktion sich trotzdem mit Eisenh~matoxylin relativ stark f~rben lassen. Es mfissen in ihnen also andere als nukleinsaure Stoffe vorhanden sein, die die F~rbbarkeit nach tt~IDE~HAIN ermSglichen. Diese Befunde beweisen, dab in den waehsenden Chromo- somen J~nderungen der Stoffzusammensetzung auftreten.

6. Diese Stoffe sind es wahrscheinlich, die bei Ephestia w~hrend des Eliminationsvorganges abgegeben werden; denn auch die Eliminations- substanz f~rbt sich nicht nach FEULGEN, aber stark bei der an- schlieBenden Eisenhs

296 Hans Bauer: Die waehsenden OocyCenkerne einiger Insekten

7. Bei Dytiscus gibt in jungen Wachstumsstadien der Haupt te i l der Tetraden keine Nuklealreaktion. Dagegen finden sich in ihnen nicht- aufgelockerte, starke Reaktion gebende Abschnitte, die in beiden Partnern einer Tetrade an entsprechenden Stellen liegen. Damit liegt eine Art partieller Heteropyknose vor.

8. Der aus den kleinen Chromosomen aufgebaute Chromatinnukleolus yon Tipula wird w~hrend der Wachstumsperiode aufgelSst, wobei die Chromosomen wahrscheinlich als kleine, fadenartige Gebilde aus dem l~estkSrper austreten, ein Beweis ffir die Abh~ngigkeit der Hetero- pyknose yon Funktionszust~nden des Kernes.

9. Bei fast allen Arten gaben die teilweise reichlieh ausgebildeten, 12ach H:EIDENItAIN vielfach stark f~rbbaren Nukleolen keine Nukleal- reaktion. Dagegen zeigte der Nukleolus yon Stegomyia und periphere Teile desselben von Anopheles positive Reaktion. Beide F~tle beweisen, dal~ die Annahme eines unmittelbaren Stoff-(Chromatin-)fibertrittes zwischen Nukleolen und Chromosomen nieht m5glich ist, da sich bei Anopheles die Chromosomen stets stark f~rben und bei Stegomyia die Fs von Karyosphi re und Nukleolus gleichzeitig zurtickgeht.

10. Ein ~ber t r i t t thymonukleinsaurer Substanzen (Chromidien) in das Cytoplasma wurde in keinem Fall beobaehtet.

11. Ein unmittelbarer Zusammenhang zwisehen Anwesenheit yon Nihrzellen und GrS~enreduktion des Eikerns (J(~RGENSEN) besteht nicht. Eier polytropher Ovarien (besonders Dytiscus, Panorpa, Tipula, Lucilia u. a.) zeigen trotz meist typisch ausgebildeten Nihrzellen starke Gr61~en- zunahme des Kerns. Dagegen scheint als Regel zu gelten, dal~ bei diesen Arten eine Vereinigung der Chromosomen zu einer Karyosphi~re auG- tri t t , die bei poly- oder acrotroph ernihr ten Eiern mit geringerer Volumen- zunahme des Kerns (Cimex, Ephestia, Habrobracon) fehlt.

12. Aus dem Kernwachstum der Eier mit Karyosphirenbi tdung kann man schliefien, dab das Wachstum dureh die Ts des Cyto- plasmas bedingt ist. Eine Beziehung zur Kernplasmarelation kann nieht bestehen, da die Chromosomen weder vermehrt, noch vergrSl3ert werden.

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