d) Die Kernverhältnisse einer partiell-thelykaryotischen Larve. Als ich im Jahre 1888 (5) Echinus-Eier, die 24 Stunden in nicht erneutem Seewasser gelegen waren, mit Sperma besamte, das so lange mit 0,05-proz. Kalilauge behandelt worden war, bis nur noch ein kleiner Teil der Spermien Bewegung zeigte, trat in vielen Eiern die Erscheinung ein, daß der Spermakern zunächst nicht an der Entwickelung teilnahm, das Spermozentrum dagegen sich dem Eikern anlegte, worauf nach erfolgter Sphärenverdoppelung die Elemente des Eikerns allein in die erste Furchungsspindel eintraten. Nur diese mütterlichen Chromosomen wurden in typischer Weise halbiert und ihre Tochterelemente auf die beiden Blastomeren verteilt, der Spermakern gelangte ungeteilt in die eine Blastomere, um im einfachsten Fall nun mit deren Kern zu verschmelzen. Alle Zellen, die von dieser Blastomere abstammen, enthalten sonach väterliche und mütterliche, die Abkömmlinge der anderen nur mütterliche Chromosomen. Dieser Teil des Keimes verhält sich also hinsichtlich seiner Kerne wie ein parthenogenetischer, so daß die Frage über die Kernverhältnisse künstlich-parthenogenetischer Larven schon auf diesem Wege lösbar erscheint. Ich habe diese Abnormität damals unter dem Titel: ,,Partielle Befruchtung" beschrieben, um die Uebereinstimmung mit Vorgängen anzudeuten, die WEISMANN und ISHIKAWA kurz vorher unter dieser Bezeichnung für das Daphniden-Ei mitgeteilt hatten und die freilich dann durch die beiden Forscher selbst als etwas völlig anderes aufgeklärt wurden. Schon damals habe ich jedoch die Bezeichnung „partielle Befruchtung" für ungeeignet erklärt. Denn unter Befruchtung hatte man stets und allgemein die von dem Spermaelement auf das Ei ausgeübte Anregung zur Entwickelung verstanden, welche in unserem Falle vermittelst des Spermozentrums ebenso total ausgeübt wird wie sonst 1). Auch jetzt halte ich diesen Standpunkt nicht nur für den historisch richtigen, sondern auch für den allein zweckmäßigen, wie ich an einer anderen Stelle ausführlicher zu begründen gedenke. Nach unserer hier befolgten Terminologie erhält die Abnormität den Namen „partielle Thely karyose". Wie ich schon in meiner ersten Mitteilung angegeben habe, gelang es mir später nicht oder nur ausnahmsweise, durch die 1) Vgl. auch TEICHMANN (48). angegebene Behandlung die Abnormität wieder hervorzurufen, und es muß also bei dem ersten Versuch noch ein Faktor. mitgewirkt haben, der mir nicht bekannt ist. Bei dieser Unkenntnis blieb zunächst nichts übrig, als wieder möglichst genau das gleiche Verfahren anzuwenden. Einen Versuch dieser Art habe ich am 24. Januar 1902 an Strongylocentrotus angestellt. Dabei gelang es mir, unter einer großen Zahl von Eiern, die ich von der Besamung an in Deckglaspräparaten untersuchte, ein einziges Ei zu finden, welches das Gewünschte darbot, und zwar in jener einfachsten Art, daß bereits im Zweizellenstadium die Vereinigung des Spermakerns mit dem Eikernderivat dieser Zelle eintrat, also die Hälfte des Keimes amphikaryotisch, die andere thelykaryotisch war. Es gelang, das Objekt aus dem Deckglaspräparat in ein Zuchtgefäß zu übertragen; am nächsten Tage bewegte sich in dem Wasser eine sehr lebhafte, anscheinend ganz normale Blastula mit primärem Mesenchym herum, am 26. Januar war die Gastrulation erfolgt, doch sah die Larve schon nicht ganz normal aus. Am 27., wo sie immer noch lebhaft beweglich war, machte sie den Eindruck eines infolge mangelnden Skelettes rudimentären Pluteus und wurde, da nach dieser Beschaffenheit auf weitere Entwickelung nicht zu rechnen war, abgetötet. Nun aber zeigte sich (Fig. 22a), daß die Larve gar nicht wesentlich über das Gastrulastadium binausgekommen und daß die scheinbare Scheitelauftreibung durch eine hochgradige bilaterale Asymmetrie vorgetäuscht war. Bei dem etwas krankhaften Aussehen der Larve ist kaum anzunehmen, daß sie sich noch wesentlich weiter entwickelt hätte. Ob dieser frühzeitige Stillstand durch die abnorme Kernverteilung bedingt war, muß fraglich bleiben, ist mir jedoch nicht wahrscheinlich. Ich habe aus dispermen Eiern Plutei entstehen sehen mit sicher ebenso hochgradig abnormer Chromatinverteilung wie bei unserer Larve. Auf der anderen Seite habe ich mich oft davon überzeugt, daß Keime, die sich unter einem Deckglas befanden, das Isolieren selten ohne Schädigung überstehen. Und so möchte ich auch für unser Objekt glauben, daß diese Schädigung es war, die den infolge seiner Abnormität schon wesentlich empfindlicheren Keim zu so frühem Stillstand brachte. Wie dem aber auch sein mag, wichtig für unsere gegenwärtigen Betrachtungen ist uns nur der Zustand der Kerne. Wie vorauszusehen, besteht die Larve aus einem großkernigen und einem kleinkernigen Bereich, die sich aufs klarste voneinander absetzen, so daß man für jede an der Grenze gelegene Zelle mit Sicherheit sagen kann, ob sie der einen oder der anderen Gruppe angehört (Fig. 22b-d). Da nach meinen früheren Feststellungen am Strongylocentrotus-Ei der Ort der Mesenchymbildung und Gastrulaeinstülpung an einen bestimmten Pol des Eies geknüpft ist und die erste Furche diesen Pol halbiert, war zu erwarten, daß sowohl das Ektoderm wie der Darm zur Hälfte großkernig, zur Hälfte kleinkernig ist, sowie daß die Grenze beider Bereiche einerseits durch das Akron (die Wimperschopfplatte), andererseits durch den Urmund geht. Der optische Durchschnitt (Fig. 22b) und die Ansicht der Urmundumgebung (Fig. 22c) zeigen, daß dies in der Tat der Fall ist. Das erstere Bild lehrt weiter, daß die schon im Leben als wenig ausgedehnt und dickwandig erkannte Larvenhälfte aus den kleinkernigen Zellen besteht. Vergleicht man den Durchschnitt mit dem Bild der Fig. 22a, so ergibt sich aus der Lage der beiden sehr ungleich entwickelten Skelett-Dreistrahler, daß die infolge der Asymmetrie nicht genau konstruierbare Medianebene annähernd mit der Grenze der beiden verschiedenkernigen Bereiche zusammenfällt 1), ein Hinweis dafür, daß die erste Furchungsebene beim nicht deformierten Seeigel-Ei zur Medianebene wird, wie ich dies bereits aus anderen Versuchen abgeleitet habe (15). Dem entspricht es nun auch, daß das primäre Mesenchym in der rechten Larvenhälfte kleinkernig, in der linken großkernig ist, und auch am sekundären Mesenchym läßt sich erkennen, daß es aus beiden Quellen stammt (Fig. 22b). In der thelykaryotischen Hälfte wurden nur ruhende Kerne gefunden, in der amphikaryotischen eine einzige Teilungsfigur. Paarweise zusammenliegende Kerne von sehr geringer Größe machen es wahrscheinlich, daß in dieser Hälfte vor nicht langer Zeit noch mehrere Teilungen stattgefunden hatten. Das Verhältnis der Kerngrößen (Fig. 22d) ist annähernd das gleiche wie zwischen einer arrhenokaryotischen und einer amphikaryotischen Larve. Dies spricht, in Uebereinstimmung mit meiner früheren Untersuchung der ersten Stadien, dafür, daß die Chromosomen des Spermakerns vor dessen Vereinigung mit dem Kern der einen Blastomere keine Verdoppelung erfahren haben, daß also das Verhältnis der Chromosomenzahl 2: 1, nicht 3:1 ist. Eine zahlenmäßige Vergleichung der Dichtigkeit der Ektoderm 1) Der kleinkernige Bereich bildet die rechte Larvenhälfte. kerne ist bei der verschieden starken Aufblähung der Körperwand nicht durchführbar; es sei deshalb nur erwähnt, daß die Kerne in dem kleinkernigen Bereich viel dichter liegen. In der Darmwand dagegen ist eine genauere Vergleichung möglich. Man zählt in dem optischen Schnitt der Fig. 22b auf der einen Seite 16, auf der anderen 28 Kerne; also ergibt sich hier wieder annähernd das Verhältnis 1:2. e) Die Kernverhältnisse dispermer und im Besonderen partiellarrhenokaryotischer Larven. Ein sehr einfaches Mittel, um Keime zu erhalten, deren erste Blastomeren eine verschiedene Zahl von Chromosomen enthalten, ist die Doppelbefruchtung. In dispermen Eiern werden die vorhandenen Chromosomen in ganz zufälliger und sonach sehr variabler Weise zwischen die 4 Sphären eingeordnet, und es muß daher auch der Chromatinbestand der 4 Zellen, in die sich das Ei teilt, variabel sein. In der Tat zeigen, wie ich bereits mitgeteilt habe (15, 18), Larven aus dispermen Eiern nicht selten. in ausgeprägtester Weise ein Mosaik groß- und kleinkerniger Bereiche, wie dies in Fig. 23 an einem Stück der Wimperschnur eines dispermen Pluteus zu sehen ist 1). Solche Bereiche mit spezifischer Kerngröße lassen sich nach ihrer Proportion zum ganzen Keim und vor allem nach der Art, wie sie am Ektoderm und an der Darmwand partizipieren, mit einer an Gewißheit grenzenden Wahrscheinlichkeit auf eine der simultan entstandenen ersten Blastomeren zurückführen und fügen sich also aufs beste unseren bisherigen Erfahrungen an. Wo es uns jedoch auf genau feststellbare Zahlenverhältnisse ankommt, sind derartige Fälle nicht brauchbar. Denn wir sind im Allgemeinen nicht in der Lage, es dem lebenden dispermen Keim anzusehen, in welcher Weise seine Chromosomen verteilt werden. Es gibt nur einige Spezialfälle der Dispermie, wo dies möglich ist, darunter vor allem den, daß von den beiden Spermakernen nur der eine mit dem Eikern verschmilzt, der andere selbständig bleibt. In diesem Falle entstehen statt des einheitlichen Tetrasters zwei getrennte Amphiaster, und ob das eine oder das andere vorliegt, das läßt sich, auch ohne daß man alle Stadien 1) Auf derartige Objekte und ihre Bedeutung werde ich an anderer Stelle näher eingehen. mit starker Vergrößerung verfolgt hat, zur Zeit der Aequatorialplatte, wenigstens bei paralleler Spindelstellung, mit voller Sicherheit daran erkennen, daß im Falle des Tetrasters die vier Pole genau äquidistant sind, wogegen im Falle der Doppelspindel die beiden nicht verbundenen Pole erheblich weiter voneinander abstehen als die verbundenen. Wie groß der Unterschied ist, lehren Figg. A und B, Kopien nach M. BOVERI (2), wo diese Verhältnisse ausführlich dargelegt sind. 88 Fig. A. Fig. B. In dem uns beschäftigenden Falle ist es klar, daß die eine Spindel doppelt so viele Chromosomen enthält wie die andere. Teilt sich ein solches Ei simultan in 4 Blastomeren, so entstehen zwei mit der normalen Chromosomenzahl, zwei mit der halben Normalzahl, und also im weiteren Verlauf genau die gleichen Verhältnisse, wie sie der im vorigen Abschnitt besprochene partiellthelykaryotische Keim dargeboten hat, nur mit dem Unterschied, daß dort die hemikaryotische Hälfte ausschließlich mütterliche, hier ausschließlich väterliche Chromosomen enthält. Die in Rede stehende Art dispermer Entwickelung ist sonach als „partielle Arrhenokaryose" zu bezeichnen. Leider ist nun dieser Typus der Dispermie, der auch in anderer Hinsicht ein sehr großes theoretisches Interesse darbietet, mit dem Nachteil behaftet, daß sich ein derartiges Ei nur höchst selten in 4 Zellen durchschnürt. Schon vor längerer Zeit (11) habe ich Erfahrungen mitgeteilt, wonach sich im Seeigel-Ei eine dauernde Protoplasmadurchschnürung nur zwischen solchen Polen vollzieht, welche Chromosomen zwischen sich haben. Dieser Satz hat sich zwar in dieser allgemeinen Fassung als unhaltbar erwiesen. H. E. ZIEGLER (54) hat zwischen den Sphären einer gänzlich kernlosen Blastomere |