Die Wirkung von Thyroxin auf den Gasstoffwechsel von Schmetterlingspuppen

(Aus der Abteilung fiir experimentelle Biologie. Anatomische Anstalt der Universit/i~ Miinchen.)

DIE W I R K U N G VON THYROXIN AUF DEN GASSTOFFWECHSEL VON SCHMETTERLINGSPUPPEN.

]II. TEIL. ERGANZE~DE MIKROSKOPISCHE UNTERSUOHUNGEN I. -%

Von

B. RO~EIS und L. v. DOB~IEWlCZ.

Mit 10 Textabbildungen.

(Einge~angen am 30. September 1931.)

1. Frages te l lung .

Die vorliegenden Untersuchungen wurden in Ergiinzung und im engsten Anschlul~ an den vorausgehenden 2. Tell der Arbeit yon RoMEIS u. Wi~sT ,,Die Wirkung yon Thyroxin auf den Gasstoffwechsel yon Schmetterlingspuppen" ausgefiihrt. Ihre Aufgabe war vor allem, festzu- stellen, ob bei jenen Puppen, die nach Einspritzung yon ThyroxinlS- sungen eine starke ErhShung ihres Gasstoffwechsels zeigten, eine bakterielle Infekt ion nachweisbar is~. Ferner galt es, zu untersuchen, ob durch die Injekt ion bemerkenswerte Sch/~digungen im PuppenkSrper (z. B. Zerrei$ungen yon Gewebe, Stichverletzungen yon Organen, wie Nerven, Ganglien, Darm u. dgl.) verursachr werden und ob die Gewebe der Puppe in morphologisch erkennbarer Weise auf die Einspritzung rea- gieren. Gleichzeitig sollte auch das jeweilige Entwicklungsstadium der Pupl0en, ihr Geschlecht und ihr Gesundheitszustand (etwa nachweisbare Parasiten, Krankhei ten usw.) ermittelt werden, da die MSglichkeit besteht, dab auch einer dieser l~aktoren bei der I~eaktion der Versuchs- puppe eine Rolle spielte.

2. Untersuchungsmethodik .

Als Untersuchungsmaterial dienten Puppen von Papilio podaliriu*, die zum iiberwiegenden Teil aus den vorausgehenden Versuchen yon RoM~IS u. Wi3ST stammten. Die Puppen waren zum Teil mit verdiinnten ThyroxinlSsungen, zum Teil mit verdiinnter ~atronlauge (dem LSsungs-

1 Exl0erimentell e Untersuchungen fiber die Wirkung yon Wirbeltierhor- monen auf Wirl=ellose. 7. ~r

2 Wir gestatten uns der 2Votgemeinscha/t der Deutschen Wissenscha/t fiir die Bewilligung eines Forsehungsstipendiums (v. ])OBKIEWICZ) ergebenst zu da.nken.

W. Roux' Archiv f. Entwicklungsmechanik Bd. 125. 47

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mi t t e l des Thyroxins) inj iz ier t . E in Tell der LSsungen wurde vor der Ein- sp r i t zung abs ich t l ieh mi t infekt iSsen K e i m e n verunre in ig t . Bei a l l diesen P u p p e n war das Verha l t en ihres Gasstoffwechsels genau bekann t . Zu r Kont ro l l e und zur Orient ierung fiber den normalen En twiek lungsablauf wurden aus d e m gleiehen Mater ia l auch noeh unbehande l t e Podali- rius. Puppen f ixier t .

Bei derVerarbei~ung wurde zun~chst das ~ul~ere der Puppen einer eingehen- den Mnsterung unterworfen; dabei wurde bei den injizierten Tieren besonders das Verhalten der Einstiehstelle beriieksiehtig~. Eine weitere Untersuchung der Ein- stiehstelle land an den atffgeheltten Puppen vor ihrer ~bertragung in Paraffin start. Sehliel31ieh wurden aueh die Sehnittserien auf das Vorkommen yon Ver- letzungen untersucht.

Die Fixierung der Puppen erfolgte durehgehends in der yon PETRVNKV.W-~TSeK angegebenen L6sung. Dabei wurden ffir jedes Tier 30 ecru der LSsnng in einem ldeinen Glask61behen zum Koehen gebracht, wobei dasselbe zur Kondensierung der Alkohold~mpfe mit einem lose sitzenden Glasstopfen bedeekt wurde. Bei ]~intritt des Kochens wurde die Puppe in die LSsung geworfen. Naeh Ablauf einer Minute, w~hrend weleher die Fliissigkeit dutch eine kleine, untergestellte Gasflamme welter im Koehen erhalten wurde, wurde die L6sung yon der Flamme genommen und mit 30 ccm der kalten (Zimmertemperatur) Fixierungsfliissigkeit versetzt. In dieser, dann dem langsamen Abkfihlen iiberlassenen Flfissigkeib ver- blieben die Puppen fiir 24 Stunden. Am Ende der ~ixierung wurde am rechten und linken Seitenrand der Puppe mit einer Giletteklinge ein sehmaler Streifen der ChitinhiiUe abgesehnitten, um das Eindringen der Alkohole zu erleiehterm Hierauf kamen die Puppen ffir je 24 Stunden in 70, 80 und 96%igen Alkohol, um dann durch die absteigende Alkoholreihe wieder in 65%igen Alkohol zurfiek- gefiihrt zu werden. Aus diesem kamen die Objekte zur Erweiehung der Chitin- hfille fiir 24 Stunden in frisehes Diaphanol. Naeh sorgf~ltigem Auswasehen des Diaphanols in 65%igem Alkohol wurden die Puppen wieder durch die aufsteigende Alkoholreihe in absoluten Alkohol iiberffihrt (je 24 Stunden) und 3--4 Tage lang in dreimal gewechseltes Methylbenzoat-Celloidin eingelegt. Im Innern der Hfille sitzende Luftblasen wurden dttrch leiehtes, vorsichtiges Evakuieren nach Ansehlie- flen des Glases an eine Wasserstrahlluftpumpe entfernt. Iqaeh kurzem .4 ufenthalt in Benzol und Benzolparaffin (je 1/2--1 Stunde) wurden die Puppen 11/u--2 Tage lang mit heiBem Paraffin (Sehmelzpunkt 58o) durehtr~nkt und eingebettet. Der- artig vorbehandelte Puppen lassen sieh dann mit Leichtigkeit in 6--15# dieke Seriensehnitte zerlegen. Wesentlieh fiir das Gelingen ist die sorgf~ltige Entfer- hung yon Wasser und Alkohol dureh die Behandlung mit Methylbenzoat. Ebenso wiehtig ist die tagelange Durchtrankung mit heii3em Paraffin, die, vorausgesetzt, dal~ die Objekte v611ig entw~ssert und en~spritet sind, auch fiir die feineren Struk- turen nnseh~dlieh ist. Einige wenige der Puppen wurden sagittal, die meisten jedoeh frontal gesehnitten, da sieh diese Art der Schnittfiihrung ffir die vorliegenden Zweeke am geeignetsten erwies.

Die Farbung der Pr~parate erfolgte mit H~malaun-Eosin, ferner zum Nach- weis yon Bakterien teiis mit LSFFL~Rschem Methylenblau, tells naeh GUAM.

3. Untersuchungen. a) Bestimmung des Entwicldungsstadium~.

Eine zusammenfassende I )ars teUung der gewebl iehen Veri~nderungen, die im I n n e r n der L e p i d o p t e r e n p u p p e n zwischen der V e rpuppung der

auf den Gasstoffwechsel yon Sohmetterlingspuppen. III. 739

Raupe und demAusschlfipfen des Schmetterlinges stattfinden, liegt zur Zeit nicht vor. Die bisherigen histologischen Arbeiten beschr~nken sich vielmehr auf die Untersuchung des Verhaltens einzelner Gewebe oder Organe, und auch da befassen sie sich nur zum kleinen Teil mit den bei Tagfaltern vorliegenden Verh~ltnissen. Was vollends unser spezielles Versuchsmaterial - - n~mlich Winterpuppen yon Pap. podalirius - - an- belangt, so fehlen hierfiber bis jetzt jegliche Angaben. Bei dieser Saeh- lage muBte als erstes versucht werden, durch die histologische Unter- suchung yon Schnittserien einen orientierenden ~berblick fiber die zeitliche ~olge der Vorg~nge zu gewinnen, die sich w~hrend des.yon den Gasstoffweehselversuehen umfaBten Zeitraumes im KSrper der Tiere abspielen.

Dabei ergab sich sehr bald, da~ sich die Periode der sogenannten Puppenruhe histologisch ohne Zwang in einzelne Entwick[ungsstadien einteflen l~Bt, die im Schnittbfld durch' leieht erkennbare, st~ndig in bestimmter Reihenfolge auftretende Merkmale charakterisiert sind. )As besonders geeignet fiir die rasche Bestimmung des jeweiligen Entwick- lungsstadiums erwiesen sich transversale L~ngssehnitte dutch den Thorax der Puppe, da sich dieser infolge nahezu vollst~ndiger ~euge- staltung in dauernder Umbildung befindet. Recht vorteflhalt ist bei der Wahl dieser Gegend, da~ die am Vorderende der Podalirius.Puppe be- findlichen Vorsprfinge der Chitinhfille die Orientierung fiber die Lage der Schnittebene sehr erleichtern und die MSgUchkeit bieten, bei Puppen verschiedenen Alters in einfacher Weise Schnitte der gleichen ~ul~eren SchnitthShe zu vergleiehen.

Am Vorderende der Podalirius-Puppe sind fiinf Vorsprfinge zu unterscheiden. Der median gelegene stachelartige dorsale Fortsatz entspricht der Nackengabel der Raupe, er kommt fiir unsere Untersuchungen weiter nicht in Betracht. Etwa in gleicher QuerschnittshShe mit ihm ]iegen die lateralen Vorspr~nge. Durch sie geht die Schnittebene der in Abb. 1--5 wiedergegebenen schematischen Zeich- nungen, die die einzelnen Entwicklungsstadien charakterisieren. Die S'chnitt- ebene durchzieht den PuppenkSrper also a.nn~hernd in der Mitre des dorso- ventralen Durchmessers. Die in diese Ebene fallenden Schnitte sind wegen ihrer grSl~ten Breite und der charakteristischen UmriBlinie ihrer Chitinumhfillung unter Serienschnitten sehr leicht auffindbar und haben aul3erdem den Vorteil, dab sie in ihrem vordersten Tell nur den leichter verst~ndlichen Thorax treffen, da der Kopf der Puppe stark nach ventral gebeugt ist. - - SchlieBlich seien noch die beiden dornenartigen vorderen Vorsprgnge erw~hnt, die zu vorderst und ventral yon den lateralen Vorspriingen gelegen sind. Unter diesen mit den Fiihlerscheiden in Verbindung stehenden H6rnern liegen am Ende der Metamorphose die Ein- lenkungen der Antennen und der nach oben gekehrte Teil der Augen.

Zun~ehst sei nun an Hand der in ihren Einzelheiten sehematisierten Abb. 1--5 ein allgemeiner t)berblick fiber die als Teste aufgestellten Entwicklungsstadien des Thorax gegeben.

Das I. Stadium (siehe Abb. 1) wird zungchst gekennzeichnet dureh die

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Abb. 2. Entwicklungsstadium II.

Erkl~rung der Abkiirzungen: A Aorta, Chk Chitinkutikula, El Fliigel, H Haare, Hypd Hypoderm, 1M l~ngsgetroffene Muskelbiindel, 1Mdep larvales Mitteldarm- epithel, M Muskelbiindel, Mbl Myoblasten, Md Mitteldarm, MTh Ylesothorax, MtTh Metathorax, Os 0sophagus, pF/~ peripherer Fettkhrper, PTh Prothorax, QM quergetroffene Muskelbiindel, Sd Spinndriise, Tr Trachea, zFk zentraler

Fettkhrper.

auf den Gasstoffweohsel yon Sehmetterlingspuppen. III. 741

Kfirze des larvalen Thorax; sie bedingt es, dab in dem sparer vom imaginalen Thorax eingenommenen Bezirk auf dieser Entwicklungsstufe auch noeh die ersten Abdominalsegmente sichtbar sind. Weitere Merkmale bietet das Verhalten der Chitinhiille. Die Ausscheidung der Chitin- ku~ikula setzte bei unseren Tieren etwa 10 Stunden nach der letzten Raupenh/~utung ein. Bei dem der Abbildung zugrunde liegenden Tier, das etwa 40 Stunden nach der H/~utung fixiert wurde, bildet die in Ent- stehung begriffene, noch nicht erh/~rtete Chitinhfille ein dfinnes H/~utchen, das dem ausscheidenden Epithel dicht anliegt. Das Hypoderm wird yon hohen, sehmalen Zylinderzellen gebildet, deren Zelleib mit einer Unzahl yon feinen basophilen Granulationen angeffiltt ist. Die im Innern des

Abb. 3. Entwicklungsstadium HI .

Thorax und der ersten Abdominalsegmente gelegenen Organe, wie Vor- derdarm, Mitteldarm, Spinndrfisen, verschiedene Muskelzfige, sind im Umbau oder Abbau begr~ffen. Zwischen ihnen beginnt sich das Gewebe des zen~ralen Fet~k6rpers auszubreiten.

Im IT. Entwicklungsstadium (siehe Abb. 2) ist die Chitinkutikula der Puppe fertig ausgebildet und gut erh~rtet. Ihre Umrisse sind yon nun an fiir die ganze Dauer des Puppenstadiums festgeleg~. Das Hypoderm wird jetzt yon einem niedrigen einschichtigen kubischen Epithel gebildet, mit dessen Oberfliiche die Chitinkutikula w~hrend des II. und III. Entwiek- lungsstadiums innig verbunden bleibt. Der Thorax hat an Ausdehnung bedeutend zugenommen; in ihm breitet sieh der nun mi~ehtig entwiekelte FettkSrper aus.

Das III . Entwicklungsstadium (siehe Abb. 3) l~Bt im vorderen Tail des Thoraxraumes eine merkliehe Abnahme des FettkSrpers erkennen.


An seiner Stelle erscheinen als erste Anlagen der imaginalen Thorax- muskulatur mehr oder weniger geschlossene Gruppen und Str/~nge yon Myoblasten. In diesem Stadium setzt auch die Differenzierung des Hypoderms in drei Schiehten ein, die zur Bildung der Grundmembran, der Riesenzellen (Schuppenbildner) und des Imaginalhypoderms fiihrt.

Ira V. Stadium 1 (siehe Abb. 4) kommt die Unterteilung des imaginalen Thorax in Pro-, Meso- und Metathorax klar zum Ausdruek. Das Hypoderm hat sich yon der Chitinkutikula abgel6st, so dal] yon jetzt ab der K6rper der Imago dnreh einen mehr oder weniger breiten Spaltraum yon der Puppenh/ille getrennt ist. Das Gewebe des FettkSrpers hat die

Abb. 4. :Entwicklungsstadium V.

geschlossene Form der ersten Entwicklungsstadien aufgegeben. Die Entwicklung der imaginalen Muskulatur hat weitere Fortschritte gemacht; das Sarkoplasma der jungen l~uskelfasern ist aber noch stark basophil; die erst sp~rlich ausgebildeten Myofibrillen weisen zumeist noch keine Querstreifung auf.

l~och augenf~lliger tritt das Muskelgewebe im VI. Entwic]clungs- stadium (siehe Abb. 5) hervor. Es ist nunmehr schon weitgehend differen- ziert und 1/~Bt ohne Schwierigkeit die typische Querstreifung erkennen. Der Fettk6rper ist dagegen im Thorax in der vorliegenden Schnitth6he

1 Far das verbindende IV. Stadium faadea wir in unserem damaligen ]Ylaterial keine Belegexemplare vor. Es soll bei Gelegenhei~ einer sp/~teren Ver6ffent- lichung erg~nz~ werden.

auf den Gasstoffwechsel von Schmetterlingspuppen. III. 743

his auf Res t e verschwunden. Das imaginale H y p o d e r m is t nament l i ch sei t l ich an den Stel len, die mi t der E in lenkung der Flf igel in Verb indung

s tehen, durch s t a rke Fa l t enb i l dung ausgezeichnet . Die Oberfl~che des T h o r a x i s t yon d iesem S t a d i u m an d icht mi t H a a r e n und Schuppen be- deckt , die zunfichst noch mi t Luf t gefii l l t und infolgedessen noch farb- los sind. Das Ausff irben des Schmet te r l ings erfolgt e rs t kurz vor dem Verlassen der Puppenhfi l le . Die Zahl der Tracheen h a t sich betr~ichtlich ve rmehr t .

Vergleicht man die schematischen Zeichnungen der einzelnen Entwicklungs- stadien hinsichtlich des Verhaltens der KSrperumrisse der Imago, so lassen sich

gewisse Unterschiede feststellen, die sich zum Tell aus einer nicht vSllig tiberein- stimmenden Schnittrichtung erklaren mSgen. D~von abgesehen, scheint aber der KSrper der sich entwickelnden Imago innerhalb der Chitinhiille auch gewisse Lagever~nderungen durchzumachen. Daraus diirfte sich erkli~ren, dab die Fliigel- anlagen auI den abgebildeten Thoraxschnitten nicht immer in gleicher Weise getroffen sind. So sind die in Abb. 1 (I. Stadium) gut erkennbaren Fliigelanlagen in Abb. 2 und 3 nich~ mehr zu sehen, da sie durch den stark entwickelten Fett- kSrper und die in kauda]er Richtung erfolgte Ausdehnung des Thorax ventral- w~rts verschoben und yon oben zugedeckt sind. Wieweit die auf Abb. 4 und 5 hervortretenden Lagever~nderungen konstant sind, mu• durch weitere Un~er- suchungen an einer grSBeren Anzahl yon Tieren noch untersucht werden.

Diese Ubers ich t , die nur die H a u p t m e r k m a l e he rvorheb t , durch welche sich die e inzelnen En twick lungs s tu f en an e inem durch die la te- r a l en Vorsprf inge der Chit inhi i l le gelegten Transve r sa l schn i t t des T h o r a x e rkennen lassen, is t mi t Rf icksicht auf die in der vor l iegenden Arbe i t zL!

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untersuchenden Fragen noch durch einige den Eettkdrper betreffende Ein- zelheiten zu erg~nzen, wobei nicht nur das FettkSrpergewebe des Thorax, sondern das des ganzen KSrpers ins Auge zu fassen ist.

Wie bei anderen Insekten l~i~t sich auch bei den Puppen yon Pap. podalirius zwischen einem /~ul~eren (pcripheren) und einem inneren (zentralen) FettkSrper unterscheiden. Unter der erstgenannten Be- zeichnung werden dem aUgemeinen-Brauche zufolge die zahlreichen, mehr oder weniger getrennt liegenden Lis unter der I-Iypodermis zu- sammengefaBt; unter letzterem dagegen die stark gewundenen Strange und Lappen, die in Begleitung des Darmes und seiner Anh~nge die LeibeshShle durchziehen. Sowoh'l am/s wie besonders am inneren Fettk6rper lassen sich im Laufe der Metamorphose eingreifende Ver- /~nderungen feststellen.

Im I. Entwicklungsstadium ffillt der innere ~ettk5rper den zwischen den Organen verbleibenden Raum vom 8. Abdominalsegment bis zum Thorax in dicht gedr~ngten, gewundenen Str~ngen aus. Im Thorax selbst tritt er verh~ltnism~l~ig wenig hervor, er beschr~nkt sich hier vorwiegend auI den ventralen Teil. Am umfangreichstenist der zentrale Fett - kSrper im 5.---7. Abdominalsegment in der Umgebung des Mitteldarmes, in der Gegend tier Geschlechtsdriisen und der Ursprungsstelle der Vasa Malpighii. Die verzweigten Strange und Lappen des zentralen FettkSr- pers sind hier meist dicht aneinander geprel~t, wobei die Zellen innerhalb der Strange yon ciner dfinnen Membran zusammengehalten werden, durch deren Widerstand wohl auch die gegenseitige Abplattung der an und ffir sich runden Zellen mitbedingt wird. Die Zellen weisen demzu- folge im Schnittbfld gewShnlich polygonale Form auf. Dabei ist das Protoplasma jeder Fettzelle yon einer sich mit Methylenblau intensiv blau f~rbenden Membran umschlossen.

Das gleiche Verhalten zeigen die unter dem ttypoderm gelegenen L~ppchen des peripheren FettkSrpers, die mehr oder weniger isoliert liegen und dadurch allseitig yon Hi~molymphe umspfilt sind. In ihrer feineren Struktur lassen die Zellen des zentralen und des peripheren FettkSrpers sehr charakteristische UnterSchiede erkennen. Schon H o L ~ I ) E machte darauf aufmerksam, dalt die Zellen der zentral gelegenen FettkSrporabschnitte yon Vanessa bei Lebendbeobachtung groBe Vakuolen mit gelblich gef~rbtem Fettinhalt besitzen, w~hrend die Zellen des peripherenFettkSrpers kleinere, mit weil31ichem Fett gefiillte Vakuolen enthalten. Auch bei unseren Schnittpri~paraten yon Pap. podalirius weisen die durchschnittlich etwas grSt]eren Zellen des zentralen FettkSrpers im allgemeinen grSBere Fettvakuolen auf als die meist etwas kleineren Zellen des ~ul~eren (Zelldurchmesser 50--70 # gegen 40--60 #, Vakuolendurchmesser 30--35 # gegen 20--25/~). I m iibrigen besitzt jede Zelle meist nur eine grol~e Fettvakuole, die in der Regel randst~ndig

auf den Gasstoffwechsel yon Sehmetterlingspuppen. III. 745

liegt. Die Kerne der zentralen Fettzellen zeigen einen unregelmgl~igen, eekigen Umril~; sie sind bei einem Durchmesser yon 8--10 # u m ein ge- tinges kleiner als die der peripheren. Infolge der dichten Anh~nfung des Chromatins. f~rben sie sich mit Kernfarbstoffen sehr intensiv. Ihre ver- schwommenen, unseharfen Umrisse stehen vielleicht mit einem Aus- tausch yon ehromatinhaltigen Substanzen in Verbindung. Dafiir sprieht auch, dab das Protoplasma in der Umgebung der Kerne stark basophile Beschaffenheit aufweist. Es zeigt hier in fixiertem Zustand ein fein- granuliertes Aussehen.

Der augenfalligste Untersehied zwischen den Zellen des zentralen und peripheren FettkSrpers wird durch das Verhalten ihrer Zelleinlagerungen bedingt. Die Zellen des erstgenannten sind mit etwa 7--11 # grol3en rundlichen und ovoiden Gebilden angeftillt, die sich stark mit Eosin fgrben nnd durch ihr leuchtendes Rot den ganzen zentralen FettkSrper als acidophil erscheinen lassen. Neben diesen gr5beren acidophflen Einlage- rungen, von welehen zumal die gr51~eren Scholten des 5fteren eine fein- gek6rnte Struktur zeigen, liegt im Protoplasma der zentralen Fettzellen besonders in der Umgebung des Kernes noeh eine grS~ere oder kleinere Zahl yon Kugeln, die am Hgmalaun-Eosinpraparat etwas dunkler, meist schmutzigrot gef~rbt sind. Sie sind'ldeiner als die obengeschfldertenEin- sehliisse (Durchmesser durchsehnittlich 1,5--3 it) und lassen am optischen Querschnitt in der Hiille h~ufig kleine, blau gef~rbte Tropfen erkennen.

In den peripheren Fettzellen fehlen acidophile Einschliisse vollst~ndig. An ihrer SteUe finden sich kleinste und grSl~ere, bis zu 3 # messende Xugeln, die sich bei H~malaun-Eosinf~rbung stark blauviolett f~rben. Die Einlagerungen sind vorwiegend im inneren Tefl der Zelle gelegen, wobei sie den Zellkern in dichter Sehar umlagern, wghrend die stark vakuolisierte Randzone des Zelleibes fast ungef~rbt erseheint. Bei F~rbung mit Methylenblau nehmen die Einlagerungen der peripheren Fettzellen einen intensiv violettblauen Farbton an; yon den Einlage- rungen des zentralen FettkSrpers sind bei dieser F~rbung dagegen nur die schwach gefarbten Umrisse und die kleinen basophilen Tropfen der Hiillen wahrnehmbar.

Im IT. Entwicldungsstadium ist der Thorax zum grSBten Teil yon Fett- kSrperstr~ngen ausgefiillt, die naeh Histolyse der unffangreiehen larvalen Organe anscheinend grol~enteils yore Abdomen her in den Thorax vorge- sehoben werden. Die Strange liegen nun lockerer, auch die Fettzellen selbst sind nunmehr, wie aus ihrer oft rundlichen oder ovoiden Form zu entnehmen ist, weniger stark aneinander geprel~t. Die Druck~irkung, die im vorausgehenden Stadium eine gegenseitige Abplattung der Fett- zellen zur Folge hatte, hat sieh danaeh wesentlich verringert. Zusam- mengedr~ngte polygonate Zellformen finden sich auf diesem Stadium meist nur noch in den inneren Absehnitten des zentralen FettkSrpers.

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Eine weitere Ver/~nderung ist in der Beschaffenheit der Zelleinschlfisse festzus~ellen. Die acidophilen Einlagerungen in den Zellen des zentralen FettkSrpers sind zahlreicher geworden; sie fiillen nun den Zelleib, in dem meist auch noch eine gro$e Fe%vakuole hervortritt , yon innen bis auBen dieh~ an. Das Innere der Schollen ist aber nieht mehr kompakt, sondern feinkSrnig-flockig; ihre F/~rbbarkeit mit Eosin hat deutlich abgenommen. Iqaeh der Peripherie zu werden die ovalen KSrper (und damit die gesam- ten Fettzellen) im gef/irbten Pr/~parat immer blasser, nach dem Innern der Puppe zu weisen sie 5fters noch Reste der sieh leuchtend rot f~rbenden Substanz auf. Die kleinen schmutzigrot gefi~rbten, mit basophilen

Abb. 6. Zenen aus der mit?51eren Patt ie des zentralen Fet tk i i rpers m i t ,~Disken". Methylenblau nach L(~FI~]~I~. Entwicklungsstadium I I . Vergr. 1 : 690.

Tropfen versehenen Kugeln linden sich nur mehr sehr sp/~rlich; auch die basophile Substanz, die auf dem vorausgehenden Stadium in der Um- gebung der Kerne naehzuweisen war und diese mehr oder weniger ver- deckte, ist verschwunden, die Kerne sind jetzt vielmehr dureh ihre bei geeigneter F/~rbung klar hervortretende Kernmembran seharf umrissen, ihre Form meist rundich oder oval, ihr Inneres locker, mit feinen Chro- matinkSrnehen angeffillt. Ihre F/~rbbarkeit ist gleiehm/s und gut. Be- sonders schSn t re ten die scharf konturierten Chromatinkiigelchen an Methylenblaupr~paraten hervor.

Bei Anwendung der letztgenannten F/irbung fallen ferner in be- stimmten Zellen des zentralen FettkSrpers eigenartige Elemente auf, die im I. Entwieklungsstadium yon uns bis jetzt noeh nieht aufgefunden werden konnten, w/ihrend wir sie auf dem vorliegenden und den spateren

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Stadien ausnahmslos antrafen. Die fraglichen Gebilde finden sich in Zellen der mittleren Partie des zentralen FettkSrpers, besonders in der HShe des 4.--6. Abdominalsegmentes. Es sind kleine, etwa 1--2 # messende Scheibchen oder scheibchenartige KSrperchen, die, in ihIer Mitre nur schwaeh gefs am Rande yon einem diinnen, intensiv blau ge- f~rbten Ring umschlossen sind (siehe Abb. 6). Wir bezeichnen sie im tt inblick auf ihre Form als ,,Disken". Werden die Gebilde yon der Kante her betrachtet, so haben sie das Aussehen kleiner, in der Mitre leicht ein- geschniirter St~bchen. Die Disken lagern sich im vorliegenden Stadium in lockerer Anh~ufung vorwiegend um den Kern der Fettzelle, verteilen sich aber yon bier aus, den zwischen den SchoUen ziehenden Protoplas-

Abb. 7. Peripher gelegene Zellen des zentralen Fettk(irpers mit , ,St~ubchen% Methylenblau nach LOFF~SER, Vergr. 1:690.

mastr~ngen folgend, einzeln auch gegen die Peripherie der Zelle zu. So klar und deutlich die Disken nach F~rbung mit LSF~ERschem Methylen- blau hervortreten, so leicht sind sie an gewShnlichen tt~mal~un-Eosin- pr~paraten zu iibersehen, obwoh] man sie, wenn man sie einmal kennt, auch an solchen Pr~paraten unschwer auffinden kann. Sie zeigen hier eine verwaschene graublaue F~rbung.

Die mehr peril)her gelegenen gellen des zentralen FettkSrpers enthalten keine Disken; ebensowenig trifft man sie in seinen cranialen oder caudalen Absehnigten. Dagegen t reten in peripher gelegenen ZeUen des zentralen FettkSrpers des 5fgeren feinste ,,St~iubchen" auf, die sich mit Methylenblau ingensiv dunkelblau f~rben und an der Grenze der Sieht- barkeit liegen (siehe Abb. 7). Meist besitzen sie Kugelform, zum TeLl zeigen sie aueh die Gestalt kommaart ig gekrfimmter kurzer St~ibchen.

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Die St~ubchen finden sich auch in einzelnen Zellen des peripheren Fett- k6rpers, w~hrend sich die Disken in diesen Zellen niemals nachweisen ]iel~en.

Die Zellen des peripheren FettkSrpers zeigen noch die gleiehen kuge- ligen Einlagerungen, wie im voransgehenden Stadium; dieselben fi~rben sich mit Methylenblau noch deutlich blau bis violett, abet nicht mehr so intensiv wie im I. Entwicklungsstadium. Die grSBeren Kugeln sind vielfach stark vakuolisiert. Die Kugeln sind jetzt mehr fiber die ganze Zelle verstreut, die vakuolisierte Randzone der Zellen ist bedeutend ver- sehm~lert, die groi~e Fettvakuole in den meisten Zellen verschwunden. Der Kern verh~lt sich wie in den ZeUen des zentralen FettkSrpers.

Im III . Entwicldung~stadium maeht sich eine weitere Lockerung der FettkSrperwindungen bemerkbar. Im Thorax und in den ersten Ab-

dominalsegmenten sind die Membranen, dureh die die Fettzellen zu Str~ngen zusammengehalten werden, aufgelSst. Im Abdomen treten immer gr61~ere, yon H~molymphe er- ffillte Lficken zwischen den Str~ngen des Fett- kSrpers auf. Die Ursache dieser Loekerung beruht in der bedeutenden Verminderung des FettkSrpers, die sieh stellenweise, wie z. B. im dorsalen Teil des Thorax, schon stark bemerk-

Abb. 8. Zelle aus der mittleren bar maeht. Aueh die GrSl~e der Fettzellen Paxtie des zentralen FettkSrpers hat abgenommen, sie betr~gt im zentralen m i t , ,Disken", die nun tiber den ganzea Zelleib ver te i l t sind. :Ent- FettkSrper zumeist nicht fiber 60 #. Die F~rb- wicklungsstadium III. Methylen- barkeit der Zellen des zentralen FettkSrpers blau nach L~iFF~EI~. Vergr. 1 : 690.

und ihrer Einsehliisse ist die gleiche geblieben wie im II. Entwicklungsstadium, die Kerne haben dagegen ihre einfache rundliehe oder ovale Form wieder eingebiii~t; sie sind nun oft gelappt und in spitze Forts~tze ausgezogen, die ChromatinkSrnchen erscheinen zum Teil vergrSbert und zusammengeba]lt, zum Teil verschwommen und unscharf. Die groBe Fettvakuole ist in der Mehrzahl der Zellen des zentralen FettkSrpers noch vorhanden.

Die Zahl der Disken enthaltenden Zellen hat zweifellos zugenommen. Aueh die Disken innerhalb der einzelnen Zellen haben sieh deutlich ver- mehrt. Sie liegen nun fiber den ganzen Zelleib verteilt (Abb. 8). Insbe- sondere in unmittelbarer l ~ h e des Mitteldarmes und der Geschlechts- drfisen l~Bt sich aueh eine Verdickung des bei Methylenblauf~rbung dunkelblau gefi~rbten Ringes der Disken feststellen, wodureh sie nunmehr viel auff~lliger hervortreten als im vorausgehenden Stadium. Wie bisher linden sich die Disken enthaltenden Zellen nur in den mittleren Ab- schnitten des abdominalen FettkSrpers. Nur in einem Falle (Puppe P 35/281) konnten sie auch innerhalb der Gesehlechtsdrfisen und ihrer

auf den Gasstoffwechsel von Sehmetterlingspuppen. III. 749

Ausffihrungsgi~nge aufgefunden werden, und zwar in nich• unerheblicher Menge, so dab eine zuf~llige Verschleppung derselben durch das Mikro- tommesser oder dergleichen ausgeschlossen ist.

Die sieh mit Methylenblau intensiv blau fi~rbenden ,,St~ubchen" lassen sich auch in diesem Stadium ~ieder in einem Tell der Fettzellen naehweisen.

Auch im peripheren FettkSrper hat die GrSl~e der Zellen abgenommen, sic betr/s nun selten fiber 30 #. Das Protoplasma der Zellen sieht wieder stark vakuolisiert aus. Kerne und Einlagerungen f/~rben sieh mit H/s intensiv violett. Unter letzteren iiberwiegen jetzt kleinere, 1,5--2 # messende Kugeln. Disken sind in keiner Zelle nachzuweisen, dagegen linden sieh verschiedentlich wieder feinste St/~ubchen in Punkt- und Kommaform. Die Kerne des peripheren ~ettkSrpers verhalten sieh ebenso wie die des zentralen.

Im Entwicklungsstadium V hat die R~eduktion des FettkSrpers weitere Fortschritte gemacht ; zumal im dorsalen Thoraxabschnitt ist er nun bis auf geringe l~este abgebaut. Die die Fettzellen zusammenhaltenden Membranen sind fast durchgehends aufgelSst. Infolge davon trifft man jetzt in der I-I/~molymphe h~ufig abgerundete, vSllig isoliert liegende Fettzellen. Sie enthalten vielfach noch die grol~e charakteristische Fett- vakuole und zahlreiehe acidophile Kugeln und Schollen. Des 5fteren treten aber zwischen den mit acidophilen Einlagerungen beladenen Zellen auch solche mit basophilen Kugeln auf, die den Zellen des peripheren FettkSrpers/~hnlieh sehen.

GrSl~ere einheitliche Fettzellmassen linden sieh noeh etwa yore 4. bis zum 6. Abdominalsegment, wo sie den rfickw/irtigen Mitteldarm und die Geschlechtsdrfisen umhfillen. Die weiter apikal und rostralwiirts liegenden Abschnitte des zentralen Fettk5rpers zeigen verminderte F~rbbarkeit. Hier sind die Zellgrenzen stellenweise auch vSllig verwischt, so da$ man den Eindruck eines yon zahllosen Sehollen und Kugeln erffillten Sympla.cuias hat. Die Kerne der ~ettzellen zeigen zum Tell unregel- mis Zusammenballungen ihres Chromatins, zum Tell sind sie blab und verschwommen. _~hnlich verhalten sieh die Kerne der peripheren Fett- zellen, deren kugelige Zelleinlagerungen bei H/~malaun-Eosinfi~rbung nun einen schmutzig-rStlichen Farbton annehmen. Seit AuflSsung der die FettkSrperstr/~nge umhfillenden Membranen 1/~l~t sieh fibrigens auch ein Einwandern yon Zellen des zentralen FettkSrpers in die anfi~nglich nur yore peripheren FettkSrper eingenommene hypodermale Zone feststellen.

Im VX. Stadium haben sieh diese vorausgehend am zentralen Fett- kSrper beschriebenen Abbauprozesse noch welter verst/~rkt. Darfiber hinaus 1/~$t sich h~ufig auch noch eine ~ekrotisierung grSf~erer oder kleinerer FettkSrperbezirke beobachten. Es kommt dabei zu einer br/~un]ichen Verf~rbung der betreffenden Gewebspartien,/~hnlich wie sie


sich zu Beginn der Metamorphose an den den Mitteldarm fiillenden Epi~helresten des larvalen Darmes beobachten 1/s I-Iervorgehoben sei noch die starke Zunahme der zwisehen den Zellen des FettkSrpers verlaufenden Traeheen, die in reger Neubildung begriffen sind.

Die als ,,Disken" bezeichneten Gebilde erreichen im V. und VI. Ent- wicklungsstadium den HShepunkt ihrer Ausbildung. Die Zahl der dis- kenhaltigen Zellen hat sich im zentralen FettkSrper an der typisehen Stelle betr/~ehtlich vermehr t . . Die Ein~gerungen liegen fiber den ganzen Zelleib verstreut und t reten dureh ihre~intensive F~rbbarkei~ stark hervor (siehe Abb. 9). Die Fi~rbbarkeit des Randreifens hat sich bei vielen Disken noeh weiter verst/irkt, gleichzeitig ist h~ufig eine Verbreiterung

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Abb. 9. Zelle aus der mittleren Pattie des zentralen FettkSrpers. Entwick]ungsstadium u Me*

thylenblau nach LOFF~,E1L Vergr. 1 : 690.

des Ringes zu beobachten. An anderen erseheint die stark f~rbbare Substanz der Diskenringe so sehr aufgequollen, dab schlieB- lich nur eine /~uBerst feine, kaum sichtbare helle Stelle in der Mitre des Diskus freibleibt, bis auch diese verschwindet und der Diskus in eine intensiv gefi~rbte Kugel verwandelt erscheint, die schlieBlich denUrsprungsdiskus an GrSBe nieht unwesentlieh fibertreffen kann. In dieser Weise lassen sieh nebeneinander alle Uberg~nge yore Diskus zur homo- genen Kugel aufstellen. Recht h~tufig trifft man jetzt auch Disken, in deren Zentrum ein ganz feines, sich mit Methylenblau intensiv f~rbendes KSrnehen sichtbar ist.

Des 5Iteren sind an den Disken Ein- sehnfirungen zu beobachten, die den Gedan- ken an eine Teilung in zwei Toehterdisken nahelegen. Es f/~llt, zumal auf den sp~teren

Entwicklungsstadien, auch nicht schwer, gleichgroBe, dicht nebencin- ander liegende Diskenpaare aufzufinde n, die aus einer eben erfolgten Teilung hervorgegangen zu sein scheinen. So li~Bt sich nach den Pr~- paraten yore feinen, mit einem zarten Randreifen versehenen Scheib- chen bis zum roll entwickelfen Diskus und yon diesem bis zu zwei Tochterdisken eine geschlossene Entwicklungsreihe aufstellen. Doch ist damit natfirlich noch kein Beweis dafiir erbracht, daB Entwicklung und Vermehrung der Disken tats~chlich in dieser Weise vor sich geht. Wir hoffen diese Frage sp~ter durch Lebendbeobachtungen an Deckglas- knlturen weiter kl~ren zu k6nnen.

In einzelnen F/~llen hat es den Ansehein, als ob die Disken im u und zum Tell auch schon im V. Entwicklungsstadium nach AuflSsung der Zellmembran frei werden kOnnen und dann wenigstens fiir kurze Zeit

auf den Gasstoffweehsel yon Sehmetterlingspuppen. llI. 751

auch aul~erhMb der FettkSrperzelle aufzufinden sind (jedoch hie im Be- reich des neu gebildeten imaginMen Thorax). Erw/~hnt wurde schon das gelegentlich beobachtete Auftreten yon Disken in Geschlechtsdriisen und deren Ausfiihrungsg~ngen.

AuSer den Disken sind in den Endstadien der Imagoentwicklung auch die als ,,St/~ubchen" bezeichneten feinsten Einlagerungen, die besonders ix einem Teil der peripher gelegenen Zellen des zentrMen FettkSrpers nachweisbar sind, reichlich vorhanden. ~eben den auf friiheren Stadien sichtbaren feinsten KSrnchen treten nun- -. : mehr aber auch sehr kleine Disken mit /iuSerst feinem l~ing auf (siehe Abb. 10). Des 5fteren Jst die stark f/~rbbare, basophile Sub- stanz des l~inges zu zwei oder auch vier feinsten Kugeln zusammengebMlt, die dann tetradenartig nebeneinander liegen; vermut- lich kann ein solcher Diskus dadurch, da$ die Kugeln paarweise auseinander riicken, in Kugelpaare und schlieSlich in Einzelkugeln zerfallen.

Entstehung, Natur und Bedeutung der Disken sind noch unklar; hieriiber sollen noch wei~ere Untersuchungen ausgefiihrt werden. Zun~chst~ sollte an dieser Stelle nur auf das konstante Vorkommen dieser Ein- lagerungen in vSllig gesunden, unbehandelten Puppen aufmerksam gemacht werden. Es geht daraus hervor, dM~ der Nachweis dieser Gebilde bei Versuchstieren nicht mit einer

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Abb. 10. Zelle aus dem zentralen FettkSrper mi t zahlreichen feinen ,,Disken". Entwicklu ngsstadium V.

Methylenblau nach LCI~F~ . Vergr. 1 : 690.

durch den Eingriff verursachten Infektion in Verbindung gebracht werden darf. Sie stellen vielmehr einen physiologischerweise in einem Tell der FettkSrperzellen vorkommenden Bestandteil dar.

b) Untersuchungsprotokolle. Nachfolgend sollen nun in mSglichster Kfirze die Befunde zur Dar-

stellung kommen, die bei der mikroskopischen Untersuchung der aus der Arbeit yon R o ~ I s u. W~ST stammenden Versuchspupl~en erhoben wurden. Es handelt sich dabei um Puppen, die auf verschiedenen Ent- wickhngsstadien tells mit ThyroxinlSsungen, tells mit stark verdiinnter Lauge in steriler oder absichtlich verunreinigter Zubereitung eingespritzt waren. Erwi~hnt sei, daft nur ein Teil der zu den Gasstoffwechselver- suchen verwendeten Tiere fixiert wurde, da bei einem zweiten Teil das weitere biologische Yerhalten beobachtet werden soll~e. Zur Fixierung wurden jeweils jene Tiere ausgew/ihlt, die auf Grund des VerhMtens ihres


Gasstoffwechsels ffir die Kl~rung der zu lSsenden Fragen yon bes ~nderer Bedeutung zu sein schienen. Uber das Verhalten des Gasstoffwechsels selbst Iihden sieh nachfolgend nur knrze Angaben. Dabei werden Gas- stoffweehselerhShungen mit gipfelfSrmigem Yerlauf als ,,Maxi~,,a", solche mit flachem Verlauf als ,,Steigerungen" bezeichnet. Maxima mit einem Gesamtsauerstoffverbraueh unter 2,5 cem werden ,,kleine Maxima" benannt. Ubersteigt der Sauerstoffverbraueh 9 eem, so wird die Bezeich- hung ,,grol3es Maximum" gew~hlt (vgl. RO~l~S u. WiYST, S. 718). Bei den Steigerungen wird unter Berficksiehtigung unserer besonderen Ver- suehsbedingungen bei einer Zunahme unter 100% yon ,,geringer Steige- rung", bei einer solehen yon 100--200% yon ,,mg/3iger Steigerung" ge- sproehen (siehe R o ~ i s u. WrST, S. 711). Einzelheiten sind in den Pro- tokollen der Arbeit yon R o ~ I S u. WrsT an Hand der Hinweise naehzu- sehen.

Die vorausgehenden Ausffihrungen fiber den Verlauf der Metamor- phose und die Anfstellung yon einzelnen gut charakterisierten Entwick- lungsstadien gestat ten es uns auf eine ausffihrliche, nur zu Wieder- holungen ffihrende Sehilderung des jeweiligen Standes der Entwieklung zu verziehten; wit kSnnen uns vielmehr darauf beschr~nken kurz anzu- geben, in Welches der einzelnen Entwicklungsstadien die betref~ende Puppe einzureihen ist.

Die Tiere werden unter den bei RoM~IS u. WrsT gebrauehten Proto- kol lnummern angeffihrt.

Put)pe P 31/211. Injizierte Fliissigkeit : NaOH. Verdfinnungsgrad : D 5. Tag der Injekt ion: 15. X. 1929. Tag der Fixierung: 24. X. 1929. Versuchsverlauf: keine Steigerung des Gasstoffweehsels (siehe R o ~ I S u. WrsT, S. 684).

Be/und : Entwieklungsstadium I I . - - Geschlecht : 9. Der allgemeine Erhal tungszustand der Gewebe ist sehr gut. In einem Teil der Zellen des zentralen FettkSrpers sind an typischer Stelle Disken zu beobachten, in einzelnen Fettzellen feinste St~ubchen. Der Mitteldarm enth/~lt verharzte Massen, aber keine Bakterien. Weder im Kiirpergewebe noch in der H/~molymphe sind Bakterien nachznweisen.

Puppe P 31/212. Injizierte Fliissigkeit: Thyroxin. Verdfinnungs- grad: I) 10. - - Tag der Injekt ion: 15. X. 1929. - - Tag der Fixierung: 24. X. 1929. ~ Versuchsverlauf : Kleines Maximum (siehe Ro~IEIS und WrisT, S. 684).

Be]und : Entwieklungsstadium: I I . - - Geschleeht : c~- - - Die Gewebe sind nicht so gut erhalten wie bei Puppe P 31/211. Die Chromatin- kSrnchen sind in den Kernen der Fettzellen und des Mitteldarmepithels *eilweise verklumpt. Aueh in den Samenzellen ist die Kerns t ruktur nur m~Big erhalten. Die Protoplasmastruktur der Fettzellen zeigt im zentralen wie peripheren Fet tk6rper starke Schrumpfungen, die Zellein-

auf den Gasstoffweehsel yon Sehmetterlingspuppen. III. 753

lagerungen sind zum Tefl zusammengesintert , zum Teil kleben sie an den geschrumpften Protoplasmastr~ngen. Die Myofibrillen sehen gequollen aus, teilweise sind sie fragmentiert. Die Frage, ob der bei dieser Puppe festzustellende schlechtere Erhaltungszustand der Gewebe eine Folge einer schlechteren Fixierung oder der Ausdruck einer Sch~digung des Or- ganismus durch die Thyroxineinspritzung ist, ist schwer zu beantworten ; derm wenn anch versucht wurde, Fixierung und ~achbehand]ung bei allen Puppen in iibereinstimmender ~Teise durchzufiihren, so ist damit bei den zahlreichen noch unbekannten Faktoren, die bei einer ,,guten" Fixierung eine Rolle spielen, noch keine Gew~hr dafiir gegeben, dab das Bfld einer ,,schlechten" Fixierung unter allen Umst~nden schon in einem vor der Fixierung vorhandenen vergnderten Zustand begriindet ist. Eine bakterielle Infekt ion kommt als Ursache des ver~nderten Zustandes jedenfalls nicht in Frage, da sich weder im KSrpergewebe noch in der t t~molymphe Bakterien auffinden lassen. Auch im Innern des Mittel- darmes linden sich neben Gerinnsel nur verharzte Massen.

Puppe P 31/213. Injizierte Fliissigkeit: Thyroxin. Verdtinnungs- grad: D 8. Tag der Einspritzung: 15. X. 1929. - - T a g der Fixierung: 24. X. 1929. - - Versuchsverlauf: Kleines Maximum (siehe Ro~EIS n. Wi?sT, S. 684).

Bejund: Entwicklnngsstadium: I I . - - Geschlecht: 9. - - Der Er- haltungszustand der Gewebe ist gut, besser als bei Puppe P 31/212. I m Fettgewebe Disken und St~nbchen in normaler Ausbildung. H~mo- tymphe wie Organe v611ig frei yon Bakterien, nnr im Mitteldarminhalt linden sich aul~er verharzten Massen zwischen Gerinnsel einzelne intensiv dunkelblau gef~rbte Kngeln, die mehrmals in Diplokokkenform nebeneinander liegen. Auch einzelne kurze St~bchen lassen sich beobachten. Form, Verhalten und F~rbung sprechen daffir, dal~ es sich um im Darm- inhalt vorhandene Bakterien handelt. Ein Eindringen derselben in das Protoplasma der Mitteldarmzellen ist an keiner Stelle nachzuweisen.

Puplge P 31/215. Injizierte Fliissigkei~ : ]qaOH. Verdiinnungsgrad : D 5. Tag der Einspritzung : 15. X. 1929. - - Tag der Fixierung : 24. X. 1929. - -Versuchsver tauf : Keine Steigerung des Gasstoffwechsels (siehe RoM~IS u. Wi?sT, S. 684).

Be]und: Entwicldungsstadium I I . - - Geschlecht : 9. - - Die Gewebe sind durchgehends sehr gut erhalten. Disken und St~ubchen verhalten sich wie normal. Bakterien an keiner Stelle nachweisbar, auch der Darm- inhalt ist frei davon.

Pulgioe P 31/217. Injizierte Fliissigkeit : Thyroxin. Yerdiinnungs- grad: D 8. - - Tag der Einspritzung : 15. X. 1929. - - Tag der Fixierung : 24. X. 1929. - - Versnchsverlauf: Kleines Maximum (siehe Ro~EIS u. WesT, S. 684).

W. goux' Archly f. Entwicklungsmechanik Bd. 125. 48


Be]und: Entwieklungsstadium II . - - Gesehleeht: ~. - - I m Innern des Mitteldarmes liegen zwischen dem durch die Fixierung ausgef~llten Gerinnsel aul3er den fiblichen verharzten Massen zahlreiche Gruppen yon kleinen KSrnchen, die wir ihrem Verhalten und Aussehen nach ffir Sporen anspreehen mSchten. In Hamalaun-Eosinpr~paraten erscheinen sie blau- grau, in Methylenblaupr~paraten intensiv dunkelblau gef~rbt. Ihre Form ist nicht kugelrund wie bei Kokken, sondern unregelm~13ig rundlich, sandkornartig ; das Innere li~l~t oft heller gef~rbte Flecken erkennen. Ge- legentlich finder man auch etwas gestreckte KSrnchen mit hellem Innen- r aum und dunkel gef~rbten Polkappen. Die KSrnehen liegen zumeist in grSl~eren Gruppen zusammen. Sehr oft verlaufen zwischen ihnen kiirzere oder 1/~ngere schlauchartige Gebilde, die an die yon Bvcn~E~, RI~.s und anderen Autoren bei blutsaugenden Insekten beschriebenen Mycetome erinnern. Bei Methylenblaufi~rbung zeigen sie eine intensiv blau gef~rbte Hiille und einen helleren Innenraum, in dem verschwommen gef~rbte KSrner yon der Gr51~e der Sporen liegen. Des 5fteren li~l~t sich aueh ein Zerfall eines Schlauches in eine Reihe hintereinander liegen- der KSrner beobachten. Anseheinend stellen die Sehl~uche die Wuehs- form des Mikroorganismus dar.

Aber nicht nur im Inhal t des Darmes kommen die besehriebenen Mikroorganismen vor; an verschiedenen Stellen ist auch ein Eindringen yon Schl~uchen wie Sporen in das Protoplasma der zylindrischen Mittel- darmzellen zu beobaehten, wobei sie vom Darmlumen gegen die 'Zell- basis zu vordringen und allm~hlieh die ganze Zelle mit teils gestreckten, teils gekriimmten Schl~uchen und dazwischen gestreuten KSrnchen (Sp6ren) erffil]en. Durch Zerfall der befallenen Darmzellen kommt es sehliel31ich zu einem gr513eren oder kleineren Epitheldefekt, der yon der Masse der lebhaft ~r Mikroorganismen ausgeffillt wird, die sieh nun anschieken auch in das Gewebe der Darmmuskularis einzudringen. An einzelnen Stellen l~fit sieh aueh ihr Vordringen bis zur Aul~enseite der Darmwandung feststellen. In den bedrohten Bezirken ist eine we- sentliche Zunahme yon Wanderzellen zu beobachten, deren Zelleib h~ufig hochgradig vakuolisiert ist, w/~hrend sich am Kern eine Verklumpung der ChromatinkSrnchen ( ,Karyolyt isehe Tropfen") bemerkbar macht. Ein grol3er Teil der Zellen geht unter progressiver Zunahme dieser Er- scheinungen zugrunde.

Ein Vordringen der Mikroorganismen fiber die Darmwand hinaus ist an keiner Stelle zu beobachten. I-Ii~molymphe, FettkSrpergewebe, Muskel- gewebe usw. sind noch vSllig frei davon. Der Erhal tungszustand der Gewebe l~l~t noch keinerlei Sch/~digung erkennen. Selbst in den den befallenen Zellen unmittelbar benaehbarten Mitteldarmzellen fehlen jegliche degenerative Ver~nderungen. Die Infekt ion der Puppe befindet sich also zweifellos noch in ihrem Anfangsstadium.

auf den Gasstoffwechsel yon Schmetterlingspuppen. HI. 755

Puppe P 31/218. Injizierte Flfissigkeit : Thyroxin. - - Verdiinnungs- grad : D 6. - - Tag der Einspritzung : 15. X. 1929. - - Tag der Fixierung : 15. X I I . 1929. - -Ver suchsve r l au f : Kteines Maximum (siehe I~.OMEIS u. W~ST, S. 684).

Be]und : Entwicklungsstadium : I I I . - - Geschlecht : 9. - - Die Puppe ist ihrem erheblich spgteren Fixmrungszeitpunkt entsprechend weiter entwiekelt, als die vorausgehend besprochenen Puppen des gleichen Vet- suches. Der Erhal tungszustand der Gewebe ist sehr gut, der Entwiek- lungsverlauf v611ig normal. Dem fortgesehrittenen EntwieMungsstadium gem~B finden sich in den dem Migteldarm anliegenden Teilen des zentralen Fet tk6rpers zahlreiche Disken. H~molymphe, FettkSrper, Mus- kelgewebe usw. sind frei yon Bakterien, aueh im Inhal t des Mitteldarmes fehlen sie vSllig. I n den Epithelzellen des Mitteldarmes sind zwisehen Zellbasis und Kern feine KSrnehen zu beobaehten, die sieh bei Fgrbung mit Methylenblau intensiv btau tingieren. Die gruppenweis beisammen liegenden KSrnehen finden sich fast in allen Epithelzetlen. I n einigen sind die K6rnehen auch in den fiber dem Kern liegenden Protoplasma- absehnit t vorgedrungen, vereinzelt lassen sie sieh im schmalen Zelleib einer Zylinderzelle bis gegen die Zelloberfl~iehe verfolgen. Ein Anhalts- punkt dafiir, dal] es sieh bei diesen Einlagerungen um Mikroorganismen handelt, ist nieht gegeben. I m Lumen des Mitteldarmes sind sie nieht aufzufinden. Die Gebilde unterseheiden sieh weitgehend yon den bei Puppe 217 besehriebenen Mikroorganismen.

Die mikroskopische Untersuehung der vorliegenden Puppe erbringt den Beweis dafiir, dal~ einem nach Thyroxineinspritzung auftretenden Stoffweehselmaximum keine Infekt ion zugrunde zu liegen braueht. Wei- terhin ergibt sieh, daft die Entwieklung trotz Auftretens eines Stoff- weehselmaximums in normalen Bahnen weiter verlaufen kann. Eine Bekr~ftigung erf~Lhrt diese Sehlul3folgerung dureh das Verhalten zweier weiterer Thyroxinpuppen des Versuches P 31 (Nr. 214 und Mr. 216), die sich trotz Maximum bis zum fertigen Sehmetterling entwiekelten.

Puppe P 32/225. Injizierte Flfissigkeit : Thyroxin. - - Verdiinnungs- grad: D 17. - - Einspritzung : 30. X. 1929. - - Fixierung : 13. I I . 1930. - - Versuchsverlauf: Keine Stoffweehselsteigerung (siehe RoMEIS u. WOsT, S. 685).

Be/und : Entwicklungsstadium : I I I ~-. - - Geschlecht : 9- - - Das Gewebe der Puppe ist vollkommen abgestorben, seine Zersetzung aber noch nicht soweit fortgeschritten wie bei der nachfolgend beschriebenen Puppe Mr. 234. So sind die Kerne in ihrer feineren Struktur zwar vSllig zerstSrt, in ihren Umrissen aber noch erkennbar. I n einem Teil der Kerne ist das Chromatin zu intensiv gef~rbten Kugeln verklumpt , andere hin- wiederum sind chromatiMos, nur mit sauren Farbstoffen blab f~rbbar. ])as Gewebe des FettkSrpers ist in seinen Umrissen noch erkennbar, in

48*


seinen feineren Strukturen aber zerstSrt. An zahlreichen Stellen der Puppe sind tells im zerfallenden Gewebe, tells zwisehen Resten des- selben A n s a m m h n g e n feinster kngeliger Bakterien der gleiehen Art fest- zustellen wie in Puppe 234.

Puppe P 32/234. Injizierte Flfissigkeit : Thyroxin. - - Verdiinnungs- grad : D 13. - - Tag der Einspritzung : 30. X. 1929. - - Tag der Fixierung : 27. I . 1930. - -Versuehsve r l an f i Mgl~ige Stoffweehselsteigerung (siehe RoM~Is u. W~sT, S. 686).

Be]und: Entwieklungsstadium zwischen I I und I I I . - - Gesehlecht : ~. - - Das Gewebe der Puppe ist vollkommen abgestorben, ihr Inneres yon umfangreiehen Vakuolen durchsetzt. Die Organe, die ihren Umrissen naeh teilweise noeh erkennbar sind, befinden sich in v511iger AuflSsung. Das Fettk/Jrpergewebe ist bereits gi~nzlieh versehwunden. I m gequol- lenen Muskelgewebe ist an manchen Stellen eine Querb~nderung der zerfallenden Gewebsmasse zu sehen. Die Kerne sind durchgehends aufgelSst oder bestenfalls, wie an einzelnen Stellen des Hypoderms, noeh als kleine, sehaumartig gestaltete, schlecht f~rbbare Gebilde zu erkennen. I n den nekrotisehenGewebsresten, wie in dem die Zwischenr~ume ausfiillenden Gerinnsel, sind am Methylenblaupr~parat hgufig in ungeheuren Mengen feinste kugelige rikettsienartige Bakterien yon unter 0,5 # GrSBe nachzuweisen.

Puppe P 34/255. Injizierte Fliissigkeit: sterile IqaOH. - - Verdiin- nungsgrad: D 7. - - Einspritzung am 2. X I I . 1929. - - Fixierung am 14. X I I . 1929. - - Versuehsverlauf: MiiBige Stoffweehselsteigerung (siehe Ro~wis u. Wi3sT: S. 689).

Be/und : Entwicklungsstadium : I I . - - Gesehlecht : c~. - - DiG Gewebe der Puppe sind durehgehends sehr gut erhalten, l m Darmlnmen verharzte Konglomerate, keine Bakterien. I m Protop]asma der Mittel- darmzellen f~rben sich einzelne feinste KSrnchen mit Methylenblau intensiv dunkelblau. I m basalen Teil der Mi%eldarmzellen t re ten vereinzelt kleine Kugeln auf. Disken und St~ubchen in den Fettzellen in normaler Ansbildung und Menge. I m Innern einiger Traeheen, also auger- halb des K6rpergewebes, liegen vereinze]t einige dunkelblau gef~rbte, sti~bchenfSrmige Bakterien. I m Gewebe der Puppe selbst lassen sich dagegen keine Mikroorganismen auffinden.

.Puppe P 34/259. Injizierte Fliissigkeit : Absiehtlieh mit Speichel verunreinigte 2~aOtt. - -Verdi innungsgrad: D 7. - - Einspritzung am 2. X I I . 1929. - - F i x i e r u n g am 15. X I I . 1929. - -Versuehsver lauf : Keine Stoff- weehselsteigerung.

Be/und: Entwieklungsstadium : I I I . - - Gesehlecht : c~- - - Gewebe durchgehends gut erhalten. I m Protoplasma der Mitteldarmzellen liegen wie bei Puppe 255 einzelne dunkelblau gefi~rbte feint K6rnehen, im Darmlumen verharzte Massen, zwisehen welchen sieh kleine kugelige

auf den Gasstoffwechsel yon Schmetterlingspuppeno III. 757

Einlagerungen vorfinden, die abet ahnlich wie der iibrige Darminhalt in griinlichblauem Ton gef~rbt sind. Kein Anhaltspunkt fiir das Vor- handensein von Bakterien.

Puppe P 34/260. Injizierte Fliissigkeit: Absichtlich mit Speichel verunreinigte l~aOH. - - Verdiinnungsgradi D 7. - - Einspritzung am 2. XII . 1929. - -F ix ie rung am 15. XII . 1929. --Versuchsverlauf : GroBes Maximum (siehe Ro~EIS u. Wi~ST S. 689).

Be/itnd: Entwicklungsstadium: i i . - - Geschlecht: ~. - - Das Ge- webe der Puppe ist vollkommen abgestorben und yon groBen Hohl- r/s durchsetzt. Die Kerne sind grSl~tenteils aufgelSst, nur vereinzelt finden sich noch blasse Kernschatten oder pyknotische Chromatin- klumpen vor. Verschiedene Gewebsarten, wie Muskel- oder Fettk6rper- gewebe sind nach UmriB und Lagerung noch erkennbar, im iibrigen aber ganz nekrotisiert. I~ur die Disken sind stellenweise noch gut erhalten. Die ganze Puppe ist durchsetzt mit einer Reinkultur yon stabchen- fSrmigen Bakterien, die besonders in den Muskelinterstitien und im Fett- k6rper ausgedehnte Herde bilden. Die Bakterien haben die Form yon 6--11 /t langen, schlanken St/~bchen mit geraden Polfl/s Sehr oft sind die I1 # langen Stabchen in der Mitre durch einen schmalen Spalt geteilt, so dab sie aus zwei 5--5,5 # langen Halften (Kurzstabchen) bestehen, die an der Beriihrungsstelle gegeneinander haufig leicht abge- knickt stehen. An vielen Stellen zeigen die Kurzst~bchen intensiv ge- f~rbte Pole, die durch einen helleren Zwischenraum getrennt sind. Jedes Kurzstabchen scheint dann aus zwei dunkelblauen PolkSrpern und einer schw~cher gef~rbten Zwischensubstanz zu bestehen. Die St~bchen verhalten sich in den einzelnen Teflen der Puppe nicht ganz gleichm~l]ig; bald iiberwiegen die intensiv gef/irbten ungeteflten oder in zwei Halften geteilten Stabchen, bald die mit Polk6rnern versehenen, bald finden sich Horde yon schlecht f~rbbaren, gequo]len aussehenden St~bchen, die anscheinend im Absterben begriffen sind.

Aus dem Befunde ist zu schliei~en, dal~ die Injektion bei dieser Puppe zu einer bakteriellen Infektion ffihrte, die im weiteren Verlaufe den Tod der Puppe zur Folge hatte. Die mikroskopische Untersuchung ergibt, dal~ das Gewebe der Puppe zur Zeit der Fixierung schon abgestorben war und sich in roller AuflSsung befand. Da der Gasstoffwechsel aber zu diesem Zeitpunkt noch stark erhSht war, so ist anzunehmen, dal~ diese Erh6hung dem Stoffwechsel der Bakterien entspricht.

Puppe P 34/265. Injizierte Fliissigkeit : Thyroxin. - - Verdiinnungs- grad : D 8. - - Einspritzung am 2. XII . 1929. - - Fixierung am 15. XII . 1929. - -Versuchsverlauf : Geringe Stoffwechselsteigerung (siehe RoM]~IS und Wi~ST, S. 690).

Be]und: Entwicklungsstadium: I I I . - - Geschlecht: ~. - - Das Ge- webe der Puppe ist sehr gut erhalten und ebenso wie die H/tmolymphe

758 B. Romeis u. L. v. Dobkiewicz: Die Wirkung von Thyroxin

vollkommen fret yon Bakterien. Im Protoplasma der Mitteldarmzellen sind wie in Puppe 255 und 259 wieder feine blau gef/irbte K6rnchen zu beobachten. Augerdem finden sich im Zelleib einzelner Mitteldarmzellen Einschliisse, die den im Darmlumen liegenden verharzten Detritus- massen gleichen. Da sich alle Zwischenstufen yon der Anlagerung der Teilchen an der Oberfl/~che der Zelle, ihrer allmi~hlichen Aufnahme in das Protoplasma bis zu ihrem Tieferrficken und zum Unscharfwerden der UmriBkonturen beobachten lassen, so erscheint die Annahme einer phagocyt/iren T/~tigkeit des Mitteldarmepithels gesichert.

I m innern einiger Traeheen lassen sich neben einigen st~bchenfSr- migen Bakterien auch aufgekn/~uelte Ffiden auffinden. Ein Ubertritt ins Gewebe ist jedoch an keiner Stelle nachzuweisen.

Puppe P 35/276. Injizierte Fliissigkeit: Mit S10eichel verunreinigte NaOH-L6sung. - -Verdi innungsgrad: D 4. - - E i n s p r i t z u n g am 18. I. 1930. - - Fixierung am 10. I I . 1930. - - Versuchsverlauf: Kleines Maxi- mum (siehe l~o~]~IS u. Wigs'r, S. 691).

Be/und: Entwicklungsstadium : II . - - Geschlecht : 9. - - Das Gewebe ist sehr gut erhalten und ebenso wie tt/imolymphe und Darminhalt fret von Bakterien. Nur im Innern einiger Tracheen sind wieder einige st/~behenfSrmige Bakterien naehzuweisen.

Puppe P 35/277. Injizierte Fliissigkeit: Mit Speichel verunreinigte NaOtt-L6sung. - - Verdiinnungsgrad: D 7. - - Einspritzung am 18. I. 1930. - - Fixierung am 13. II . 1930. - - Versuchsverlauf: Kleines Maxi- mum (siehe l~oMv.m u. W~ST, S. 691).

Be/und : Entwicklungsstadium : Ende II . - - Geschleeht : 9. - - Er- haltungszustand des Gewebes sehr gut. Gewebe, tI~molymphe und DarminhMt fret yon Bakterien. I n den Zellen des zen~ralen FettkSrpers massenhaft Disken, in einigen Tracheen wieder einzelne Sti~bchen.

Puppe P 35/281. Injizierte Fliissigkeit: Mit Speichel verunreinigte Thyroxinl6sung. - -Verdi innungsgrad: D 8. - -E insp r i t zung am 18. I. 1930. - - Fixierung am 10. I I . 1930. - - Versuchsverlauf : Kleines Maxi- mum (siehe l~oM~1s u. Wt3ST, S. 691).

Be/and: Entwieklungsstadium I I I . - - Gesehlecht : 9. - - Das Gewebe ist durchgehends sehr gut erhalten. An keiner Stelle gelingt es eine bakterielle Infektion nachzuweisen. Auch der Darminhalt ist fret von Bakterien. An einzelnen Stellen des Mit~eldarmes lassen sieh im basalen Teil der Darmzellen Anhgufungen yon K6rnehen versehiedener Gr6Be naehweisen, die sieh aber naeh Form und Verhalten weitgehend yon Bak- terien unterseheiden. Die nm den Mitteldarm, die M_AJ~PIGmsehen Gefi~ge und die Ovidukte liegenden Zellen des zentralen Fettk6rpers enthalten sehr groBe Mengen yon Disken. Auffallenderweise lassen sieh bet dieser Puppe auch in der im Lumen der Ovidukte vorhandenen eiweiBhaltigen Fliissig- keit zahlreiehe isolierte I)isken nachweisen, die naeh Gr6Be und Aussehen

auf den Gasstoffwechsel yon Schmetterlingspuppen. IIl. 759

vSllig mit den Disken der Fettzellen fibereinstimmen. Eine T~uschung durch kiinstliche Verschleppung durch das Mikrotommesser ist vSUig auszuschlie•en. I m iibrigen zeigten aber weder Eizellen noch Wand- zeUen der 0vidukte irgendeine Ver~nderung.

Puppe P 35/286. Injizierte Fliissigkeit : I~aOH. - -Verdi innungsgrad : D 7. - - Einspritzung am 18. I . 1930. Fixierung am 10. I I . 1930. - - Ver- suchsverlauf: Geringe Stoffwechselsteigerung (siehe RoMEIs u. W~3ST, S. 691).

Be/und: Entwicklungsstadium: V. - - Geschlecht : 9. - - Die Puppe ist wesentlich welter entwickelt als die iibrigen nntersuchten Puppen des Versuches P 35. I n Ubereinst immung damit war auch der durchschnitt- liche, ohne Maximum verlaufende Sauerstoffverbrauch der Puppe grSl~er als bei Puppe 276 und 277. Der Erhal tungszustand der Gewebe ist sehr gut. I m zentralen FettkSrper, der zum Teil synzytiM verschmolzen erscheint, t re ten zahlreiche Disken hervor. Die Ovidukte sind bei dieser Puppe jedoch frei davon. Am Mitteldarm sind dem normalen Entwick- lungsablauf entsprechend starke Ab- und Umbauprozesse zu beobachten. Das Darmlumen ist mit grol3en Mengen yon Zerfallsmaterial angefiillt. I n der H~molymphe finden sich vermehrte Mengen yon Kristalldrusen. Abgesehen yon einigen in einem Stigma, also au~erhalb des Organismus, gelegenen St~bchen lassen sich keinerlei Bakterien auftinden. Anch der Darminhal t ist davon frei.

Puppe P 36/291. Injizierte Fliissigkeit : NaOH. - -Verdi innungsgrad : I) 7. - - E i n s p r i t z u n g a m 11. I . 1930. - - Fixierung am 23. I . 1930. Ver- suchsverlauf: M~Bige Stoffwechselsteigerung (siehe Ro~nIs u. Wi?ST, S. 693).

Be/und: Entwicklungsstadium: Ende I I . - - Geschlecht : ~. - - Ge- webe sehr gut erhalten. Keine Infekt ion nachweisbar.

Puppe P 36/298. Injizierte Flfissigkeit : Thyroxin. - - Verdiinnungs- grad: D 5. - - Einspritzung am 11. I. 1930. - -F ix i e rung am 23. I . 1930. - - Versuchsverlauf : Geringe Stoffwechselsteigerung (siehe RoMEIS u. Wi~sw, S. 693).

Be/und : Entwicklungsstadium : I I I . - - Geschlecht : 9. - - Gewebe gut erhalten, Bakterien nicht nachweisbar.

Puppe P 36/299. - - In j i z i e r t e Fliissigkeit : Thyroxin. - -Verdi innungsgrad: D 8. - - Einspritznng am 11. I . 1930. Fixierung am 21. I. 1930. - - Versuchsverlauf: Keine Stoffwechsels~eigerung.

Be/und wie bei Puppe 298.

Puppe P 38/322. Injizierte Fliissigkeit : Infizierte Thyroxinl6sung. - - Verdiinnungsgrad: D 10. - - E i n s p r i t z u n g am 14. I I . 1930. - - F i x i e r u n g am 3. I I I . 1930. - - Versuchsverlauf: Geringe Stoffwechselsteigerung (siehe ROM~.IS u. W~s% S. 695).

760 B. Romeis u. L. v. Dobkiewiez: Die Wirkung yon Thyroxin

Be/und: Entwicklungsstadium VI. - - GescMecht: ~. - - Das Epithet des Mitteldarmes ist stellenweise stark vakuolisiert, w~hrend die Zell- kerne noch normale feinkSrnige Beschaffenheit zeigen. Die vakuoli- sierten Bezirke sind durchsetzt yon zahlreichen Kugeln, die sich mit Methylenblau fief blau f~rben. Ihre GrSBe schwankt vom feinsten, eben sichtbaren KSrnchen bis zu 2,5--3 # groBen Kugeln. Aussehen und Ver- halten spreehen dafiir, dab es sich am Zerfallsstoffe handelt. Ob es sich bei diesen Ver~nderungen um den Begirm des mit eingreifendem Zerfall vor sich gehenden Umbaues des Puppendarmes zum Imaginaldarm handelt, oder um krankhafte Ver~nderungen, vermSgen wir zur Zeit noch nicht zu entscheiden, d~ unser Beobaehtungsmaterial hierfiir noch zu klein ist. Eine bakterielle Infektion abet glauben wir als Ursache aus- sehliel]en zu kSnnen.

Weiterhin sind groi~e kugelige Zellen mit feingekSrntem Protoplasma zu erw~hnen,in deren Zelleib eine groite Zahl 1 ,5- -3# messende, dunkelblau gef~rbter Chromatinkugeln eingelagert ist. Die Zellen erreichen einen Durehmesser bis zu 35 ft. AuI 10--15 # dieken Schnitten sind in ihrem Innern bis zu 50--60 Kernkugeln zu z~hlen. Die letztgenannten zeigen zum Tell auch zaekige oder unregelm~Bige Konturen, zum Teil haben sie auf dem optischen Durchschnitt das Aussehen eines schaff konturierten Kreises, in dessen hellem Innenraum zentral ein kleiner, dunkelblauer Punkt liegt. An einzelnen Stellen zeffallen diese vieL kernigen Riesenzellen in zahlreiche kleine Zellen, deren jede eine Chro- matinkugel als Kern erhMt. Die Zellen verteflen sich zwisehen jungen Myoblasten und den in Anlage begriffenen Reihensyncytien yon quer- gestreifter Muskulatur. Allem Anschein nach handelt es sich um einen eigentfimlichen Vorgang der Zellvermehrung, der sieh yon dem bei der Muskelentwicklung der Insekten zumeist anzutreffenden Prozel~ der Kernfragmentierung wesentlich unterscheidet. Das Gewebe der Puppe ist im fibrigen gut erhalten. An keiner Stelle ist eine bakterielle In- fektion nachweisbar.

Puppe P 38/323. Unbehandelt. Fixierung am 13. II . 1930. .Be/und: Entwieklungsstadium: V. - - Gesehleeht : !~. - - Gewebe gut

erhalten und ebenso wie t t~molymphe und Darminhalt frei yon Bak- terien. Im zentralen FettkSrper zahlreiehe Disken und St~ubehen. In den Mitteldarmzellen feine, sieh mit Methylenblau f~rbende KSrnchen.

Puppe P 38/328. Unbehandelt. Fixierung am 23. II . 1930. Be]und: Entwieklungsstadium: V. - - Gesehlecht : 9- - - Den Mittel-

darm fiillen br~unliehe, verharzte Sehollen und Kugeln, die nachMethy- ]enblauf~rbung griinlieh gef~rbt erscheinen. DieKugeln, die einenDurch- messer yon 0,5--3/ t haben, durchsetzen stellenweise auch das Epithel des MRteldarmes. Dabei kommt es versehiedentlich zu einem vSlligen Zerfall des EpRhels bis auf die Muskelwandung, die teilweise auch selbst davon

auf den Gasstoffweehsel yon Schmetterlingspuppen. HI. 761

ergriffen ist. Unabh~ngig yon diesen Veranderungen linden sich im Ab- domen auch im zentralen Fei tkSrper Zerfallsherde, wie sie im fortgeschrit tenen Entwickmngsstadium h~ufig zu beobachten und auch in Puppe 338, 339 und 344 aufzufinden sind. Trotz der Veranderungen a m Mitteldarm sind an keiner Stelle des K6rperinnern Bakterien nachzuweisen.

Pupae P 38/332. Unbehandelt . Fixierung am 13. I I . 1930. Be]~nd : Entwicklungsstadium: V. - - Geschlecht : ~. - - Das EpRhei

des Mitteldarmes ist stellenweise durchsetzt yon kleinen TrSpfchen, deren Durchmesser zwischen 1--2,7 # schwankt. Ih re Hiille fgrbt sich ziemlich s tark mit Methylenblau, wghrend das Innere nur schwach ge- fa rb t erscheint. I m Gegensatz zu den Einlagerungen der Fettzellen handelt es sich nm kugelige, n i c h t u m scheibchenartige Gebilde. Zwischen ihnen liegen zahlreiche kompakt gefarbte kleine Kugeln, mit welchen die kleinsten der TrSpfchen durch alle fdbergange verbunden sind. Die grSBten der Kuge]n erreichen einen Durchmesser yon etwa 1 /~, die kleinsten stehen an der Grenze der Sichtbarkeit. Stellenweise ist der ganze ZeUeib der Mitteldarmzellen mit diesen Gebilden angeffillt, ohne dab ihre Kerne degenerative Ve,.~nderungen zeigten. Der Darminhalt besieht wie gewShnlich aus verharzten, braunlichen Schollen. Bakterien sind im Innern der Puppe nicht nachweisbar.

P~p'pe P 38/338. Injizierte Fliissigkeit : Infizierte ThyroxinlSsung. - - Verdiinnungsgrad: D 10. - - EinsprRzung a m 14. I I . 1930. - - Fixierung am 3. I I I . 1 9 3 0 . - Versuchsverlauf: Geringe Stoffwechselsteigerung (siehe Ro~EIS u. WesT, S. 695).

Be/und : Entwicklungsstadium: VI. - - Geschlecht : ~. - - Erhal- tungszustand gut. Gewebe wie Darminhal t frei yon Bakterien. I m zen- r Fet tk5rper zahlreiche groi~e und kleine Disken. Ein Teil des zen- t ra len FettkSrpers ist in Zerfall begriffen; die braunlichen Reste fgrben sich mit L S P ~ s c h e m Methylenblau griinlich-schw~rzlich.

Puppe P 38/339. Injizierte Fliissigkeit : Infizierte NaOH-LSsung. - - Verdiinnungsgrad: D 8. - - Einspritzung am 14. I I . 1930. ~ Fixierung am 3. I I I . 1930. - - Versuchsverlauf: Geringe Stoffwechselsteigernng (siehe R o ~ I s u. WEST, S. 696).

Be/und: Entwicklungsstadium: VI. - - Geschlecht : ~. - - Guter Er haltungszustand. Gewebe, H~molymphe und Darminhal t frei yon Bak- terien. Teile des zentralen FettkSrpers in der Mitteldarmgegend in physiologischem Zerfall. Die bei Puppe 322 geschilderten vielkernigen Riesenzellen sind auch bier wieder zu beobachten, wenn auch in ge- ringerer Zahl. I n einer Trachee werden einige schlanke, 7 - -8 ,3~ lange, st~bchenfSrmige Bakterien angetroffen.

Puppe P 38/344. Injizierte Flfissigkeit : Infizierte NaOtt-LSsung. - - Verdfinnungsgrad: D 8. - - E i n s p r i t z u n g am 14. I I . 1930. - - F i x i e r u n g


am 3. I I I . 1930. - -Ver suchsve r l au f : Geringe Stoffwechselsteigerung (siehe t ~ o ~ I s u. WOST, S. 696).

Be/und: Entwicklungsstadium: Ende VI. - - Geschlecht : 9. - - Ge- webe gut erhatten. Der zentrale Fet tk6rper hat sich dem fortgeschrit- tenen Entwicklungsstadium entsprechend zum groBen Teil in einzelne abgekugelte Zellen aufgel6st; im fibrigen ist auch bei dieser Puppe wieder ein Teil des FettkSrpers in Zerfal'l begriffen. Verschiedentlich linden sich auch die bei Puppe 322 beschriebenen l~iesenzellen wieder. Eine In- fektion ist nicht feststellbar.

Puppe P 39/348. Erste Einspritzung (sterile Thyroxinl6sung D 10) am 4. I I I . 1930. - - Versuchsverlauf: Keine Stoffwechselsteigerung. - - Zweite Einspritzung (infizierte NaO~I-L6sung D 8) am 15. I I I . 1930. - - Versuchsverlauf: GroBes Maximum (siehe I~oM~Is u. WiisT, S. 697). Fixierung a m 9. IV. 1930.

Be/und: Entwicklungsstadium und Geschlecht sind nicht mehr feststellbar, da das Gewebe der Puppe vSllig zersetzt ist. Es finden sich nur mehr nekrotisierte, kernlose oder mit Kernresten versehene Gewebsfrag- mente, zwischen welchen eine Unzahl intensiv gef~rbter Bakterien wuchert. Es handelt sich zum Teil um feinste Kokken, zum Tell um sehr diinne, 2 - -3 ~u lange St~bchen.

PuTpe P 39/349. - - Erste Einspritzung (infizierte Thyroxinl6sung D 10) am 4. I l I . 1930. - - Versuchsverlauf : Keine Stoffwechselsteigerung. - - Zweite Einspritzung (infizierte NaOH-L6sung D 8) am 24. I I I . 1930. - - V e r s u c h s v e r l a u f : GroBes Maximum (siehe I~O~EIS u. Wt)ST, S 697). - - Fixierung am 9. IV. 1930.

Be/und wie bei Puppe 348. Puppe P 39/351. Erste Einspritzung (mit steriler ~aOH-LSsung D 9)

am 4. I I I . 1930. - - Versuchsverlauf: Keine Stoffwechselsteigerung. - - Zweite Einspritzung (mit infizierter NaOH-LSsung D 8) am 24. I I I . 1930. - - Versuchsverlauf: GroBes Maximum (siehe I ~ o ~ I s u. W~sT, S. 698). Fixierung am 2. IV. 1930.

Be/und: Entwicklungsstadium und Geschlecht nicht mehr feststellbar. Die AuflSsung der Gewebe ist nicht ganz so weir vorgeschritten wie bei Puppe 348 und 349; so sind in den l~esten des FettkSrpers noch massenhaft Disken anzutreffen; doch finder sich auch hier keine einzige normale Zelle mehr vor. Alles ist durchsetzt yon massenhaften Kokken und St~bchen der gleichen Art wie in Puppe 348'und 349.

Pu~pe P 39/354. Erste Injekt ion (mit infizierter ~aOH-LSsung D 9) am 4. I I I . 1930. - - Zweite Injekt ion (mit infizierter NaOH-LSsung D 9) am 24. I I I . 1930. - - Beziiglich des Versuchsverlaufes siehe I~OMEIS und WSST, S. 698. Fixierung am 2. IV. 1930.

Be/und: Entwicklungsstadium: VI. - - Geschlecht : ~. - - Das Gewebe der Puppe ist v6Uig abgestorben, abet noch nicht so welt aufgel6st wie bei

auf den Gasstoffwechsei yon Schmetterlingspuppen. IlL 763

Puppe 348, 349, 351. Die ganze Puppe ist von feinsten Kokken der gleichen Art durchsetzt, wie bei den drei genannten Tieren, stiibehen- f5rmige Bakterien lassen sich dagegen nicht auffinden.

Puploe P 39/357. Erste Einspritzung (mit infizierter ThyroxinlSsung D 10) am 4. I I I . 1930. - - Versuehsverlauf: Geringe Stoffweehselsteige- rung. - - Zweite Einspritzung (infizierte NaOH-LSsung D 8) am 24. I I I . 1930. - - Versuehsverlauf: GroBes Maximum (siehe RoM]~Is u. W~ST, S. 699). Fixierung am 2. IV. 1930.

BeJund: Entwickhmgsstadinm : VI. - - Geschleeht : Nicht mehr Iest- stellbar. - - Das Gewebe ist weitgehend zerstSrt. Zwischen den Gewebs- resten finden sieh zahllose feinste Kokken.

lPuppe P 39/360. Nrste Einspritzung (sterile ThyroxinlSsung D 10) am 4. I I I . 1930.- -Versuchsver lauf : Keine Stoffweehselsteigerung. - - Zweite Einspritzung (infizierte NaOH-L6sung D 8) am 13. I I I . 1930. - - Versuchsverlauf: Keine Stoffwechselsteigerung (siehe Ro~EIS u. Wi~ST, S. 699). - - Fixierung am 24. I I I . 1930.

Be/und: Ent~icMungsstadium: VI. - - Geschlecht : 9. - - Das Gewebe der Puppe ist sehr gut erhalten und vollkommen frei yon Bakterien.

PuTpe P 39/361. Erste Einspritzung (infizierte Thyroxinl5sung D 10) am 4. I I I . 1930.- -Versuehsver lauf : Keine S tof fweehse ls te igerung. - Zweite Einspritzung (infizierte NaOH-LSsung D 9) am 24. I I I . 1930. - - Versuchsverlauf: GroBes Maximum (siehe Rol l , IS u. Wi~ST, S. 699). - - Fixierung am 2. IV. 1930.

Be/und: Entwicklungsstadium : Nnde VI. - - Geschlecht: (~. - - Das Gewebe der Puppe ist abgestorben und unter dem EinfluB tier zahllosen Bakterien in AuflSsung begeriffen. Die Kerne sind zum Teil verklumpt, zum Tell vakuolisiert. Die Disken sind verschiedentlich noch gut erhalten. Die Bakterien finden sich als feinste Kokken oder als St~behen, die zum Tell etwas kfirzer und plumper sind, als bei Puppe 348, 349 und 351.

I m Laufe der vorausgehend berichteten mikroskopisehen Unter- suchungen wurde auch darauf geachte% ob sich an den Organen der injizierten Puppen irgendwelche Stiehverletzungen nachweisen lieBen. Die Einstiehstelle selbst war natfirlich bei allen Puppen schon makroskopiseh leicht zu erkennen. Besonders deutlieh t r a t sie bei Betraehtung der in Methylbenzoat oder Benzol aufgehellten Puppen hervor, bei welehen auch der sie versehlieBende, aus geronnener, dunkei gefi~rbter t I~molymphe gebfldete Pfropf sichtbar wurde. Er besaB meist die Form eines fiaehen, mit der Spitze nach innen gekehrten Kegels. Nine Fortsetzung des Ein- stiches in die Gewebe des Puppenk6rpers lieg sich dagegen an den Total- pr~paraten nicht wahrnehmen. Aueh in den Schnittserien war yon dem Stiehkanal der Injektionsnadel nichts mebl. aufzufinden. !gur bei einer einzigen Puppe (P 31/217) wurde am eranialen Ende des Mitteldarmes

764 B. Romeis u. L. v. Dobkiewicz: Die Wirk-ung yon Thyroxin

eine kleine, wieder in Verschluft begriffene abnorme Aussackung angetroffen, die mSglieherweise auf eine Verletzung (lurch die Injektions- nadel zuriickzufiihren ist. Da bei diesem Tier gleichzeitig auch stark wuchernde Pilzkolonien im Mitteldarm vorhanden sind, w~re es mSglich, dal~ die Pilze bei derInjektion dureh die ~qadel yon der Fuppenoberfl/~che in den Darm verschleppt wurden und sich hier weiter ausbreiteten. Dies war der einzige Fall, bei dem eine dureh die Injektionsnadel verursachte st/irkere Organverletzung in Frage gezogen werden kann. Bei den iibrigen Puploen hatte weder der Einstich noch der ]~rguI~ der zugefiihrten Fliissigkeit eine wahrnehmbare VerKnderung in den Puppengeweben hervorgerufen, sei es nun, dal~ die Verletzung an und fiir sich nur gering- fiigig war, oder daft sie w/~hrend der zwischen Injektion und Fixierung liegenden Beobaehtungszeit ausgeheilt und daher nieht mehr siehtbar war. Eine Verletzung der Ganglien oder groSen ~Tervenstr~nge konnte in keinem Fa]le festgestellt werden.

Schluflbemerkungen. Zum Schlusse seien die bei der mikroskopischen Untersuchung der

u erhobenen Befunde noch fibersiehtlich in Tabellenform zu- sammengestellt (siehe Tabelle 1). Ein Vergleieh der einzelnen Befunde gibt noch zu einigen kurzen Ausfiihrungen Veranlassung.

Was zun~chst die zeitliche Verteflung der einzelnen Entwicklungs- stadien betrifft, so entspricht es den Erwartungen, dab sich die friihen Stadien ausschheBlich in den ersten Monaten der Winterruhe vorfinden, w~hrend in den letzten Monaten die Sp/~tstadien vorherrschen. Unter den Bedingungen, unter welchen unser Versuchsmaterial aufbewahrt wurde, kann damit gerechnet werden, dal~ die ~ehrzahl der Tiere etwa bis Mitre ~ovember auf ihren relativ primitivsten Entwicklungszustand, dem Entwieklungsstadium II, angetroffen werden. Entgegen manchen Auffassungen sei jedoch betont, dab der KSrper der Puppe, wie die mikroskopisehen Untersuchungen zeigten, aueh auf diesem Stadium durehaas kein dutch histolytische Vorg~nge erzeugtes Chaos, sondern einen wohl aufgebauten, den besonderen Lebensbedingungen der PUpl0e aufs feinste angepaftten Organismus darstellt. Dezember und Januar be- linden sich die Puppen vorwiegend auf dem Entwieklungsstadium III. Ab Februar treten dann die raseher aufeinander folgenden sp~teren Stadien hervor. Bemerkt sei, daft in grSfteren Zuchten aber stets auch einige Puppen angetroffen werden, die trotz gleicher ~uBerer Be- dingungen den iibrigen in der Entwiekhng vorauseflen, so daft sie sehon im Dezember oder Januar zum Ausschliipfen kommen. Daft diese Tiere bei unseren Versuehen nicht in Erscheinung treten, beruht darauf, dal~ wir die an ihrer dunkleren FKrbung erkennbaren Puppen absichtlieh aus- schalteten.

auf den Gasstoffwechsel yon Schmetterlingspuppen. III. 765

Der Ablauf der Entwicldungsvorg~nge blieb durch die Thyroxinein- spritzungen vSllig unbeeinflul3t. In keinem Falle gelang es im AnschluB an die Thyr0xinzufuhr eine Besehleunigung der histolytisehen oder histo- genetisehen Vorg~nge naehzuweisen. Die Metamorphose der Sehmetter- linge kann hierin in keiner Weise mit der Metamorphose der Kaulquappen verglichen werden.

I-Iinsiehtlich des Geschlechtes 1/s sich am Versuehsmaterial ein ~ber- wiegen der weibliehen Tiere feststellen. Irgendeine Abh~ngigkeit zwischen Geschleeht und Gasstoffweehsel oder sons~igem Verhalten der Tiere konnte jedoch nieht beobaehtet werden.

~Tberrasehend war das Ergebnis der Untersuehung auf das Vor- handensein yon Mikroorganismen. Bei der weiten Verbreitung der Symbiose gerade bei Insekten hatten wir fast erwartet auch in der Puppe yon _Pap. ,podalirius auf symbiontische Mikroorganismen zu stol~en. Start dessen ergab sich, dal3 das KSrl3ergeweJoe der Puppen in der iiberwiegenden Mehrzahl der F/~lle frei you irgendwelchen morphologisch nachweis- baren Mikroorganismen war. Selbst der Inhalt des Darmes enthielt zumeist keine Spur yon Bakterien. Hur bei einer Puppe (Hr. 213) konnten im Mitteldarm vereinzelte St~behen und Kokken aufgefunden werden. Bei einer zweiten (Hr. 217) wurden im ]YIitteldarm Herde yon Pflzen angetroffen, die an verschiedenen Stenen auch in die Wandung des Mittel- darmes eingedrungen waren; wie auf S. 764 aber dargelegt ist, besteht in diesem Falle die MSgliehkeit, da$ die Prize bei der Injektion eingesehleppt wurden. Jedenfalls stellt ihr Vorkommen einen Ausnahmefall dar.

Bei den iibrigen Puppen enthielt der Mitteldarm auSer eiweiShaltiger Fliissigkeit lediglieh brgurrlieh gefi~rbte, verharzte, schollige Massen, die sieh yon dem zu Beginn der Verpuppung abgestoSenen Epithel des Mitteldarmes herleiten, Mantrifft dasselbe auf demerstenEntwieklungs- stadium im Innern des Mitteldarmes noch in Gestalt yon grSl3eren und ldeineren Epithelfetzen an, w&hrend die Wandung schon wieder mit jungem, niedrigem, einschichtigem E pithel bedeekt ist. Dasselbe ge- winnt dann raseh an HShe, so dab die Zellen im Entwicklungsstadium II die Gestalt hoher, schmaler Zylinderzellen besitzen. Die im Protoplasma der Mitteldarmzellen im Laufe der Metamorphose auftretenden Zellein- lagerungen, die sich zum Tell aueh intensiv mit Methylenblau f~rben, trotzdem aber keinesfalls mit Mikroorganismus verweehselt werden kSnnen, zeigen, dab der Mitteldarm aueh zur Zeit der sogenannten Puppenruhe seine T&tigkeit nicht vSllig eingestellt hat. Ebensowenig wie im Bereieh des Darmes und seiner Anh&nge konnten bis jetzt in irgendwelehen anderen Organen des Puppenk5rpers physiologiseh vor- kommende Mikroorganismen aufgefunden werden. Wir konnten uns bis jetzt auch nieht entschlieBen, in den Einlagerungen, die wir in einem Teil der Zellen des zentralen FettkSrpers auffanden und als ,,Disken"

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und ,,St~ubchen" bezeiehneten, etwas anderes zu erblicken als paraplasmatische Substanzen, ~rotzdem die Disken eine gewisse ~hnlichkeit mit den Symbionten aufweisen, die A s c H ~ (~931) in den Mi*teldarm- zellen yon Hi~pobosca camelina beschreibt und abbfldet (vgl. Abb. 6 auf Taft I und Abb. 14 auf Taft I I der AscH~E~sehen Arbeit). Den gelegentlich innerhalb der Traeheen, also au~erhalb des KSrpergewebes, aufgefundenen Mikroorganismen is* wohl nur insofern Bedeutung zuzu- schreiben, als sie unter Ums*~nden den Ausgangspunkt einer I~ekt ion bilden k5nnen.

Von einer Er51~erung der Beziehungen, die sich aus den vorliegenden Untersuchungen zwischen Infektion und Gasstoffwechsel ergeben, wird unter Hinweis auf die diesbezfiglichen Ausfiihrungen in der vorausgehenden Arbeit yon RoM~Is u. W~sT Abstand genommen.

Zusammenfassung. Auf Grund yon histologischen Untersuchungen an verschieden welt

entwiekelten ~qnterpuppen yon P. podalirius wurde die Periode der sogenannten Puppenruhe in einzelne Entwicklungsstadien eingeteflt, die im Sehnit*bild dutch leicht erkennbare, st~ndig in bestimmter Reihen- folge auftretende Merkmale charak*erisiert sind. Als besonders geeigne* fOr die rasche Bestimmung des En*wieklungsstadiums erwiesen sieh transversale L~ngsschni*te dutch den Thorax der Puppe etwa in der Mit*e seines dorso-ven*ralen Durehmessers. Die einzelnen Stadien werden an Hand schematisierter Zeiehnungen n~her charakterisier*.

Die K6rpergewebe normaler gesunder Puppen erwies sieh frei yon irgendwelehen morphologiseh naehweisbaren Mikroorgardsmen. Selbst der Inhalt des Darmes enthiel* for gew6hnlich keine Bakterien. Eben- sowenig wie im ])arm und seinen Anhangsorganen konn*en his jetzt in anderen Organen des Puppenk6rpers mit Sicherhei* physiologiseh vet- kommende Mikroorganismen (Symbionten) naehgewiesen werden. In den Zellen des zentralen FettkSrpers wurden in bestimmter Lokalisa*ion vom 2. Entwicklungsstadium an st~ndig seheibehenartige Einsehltisse (I)isken) aufgefunden, die sieh intensiv mit Methylenblau f~rben und his je*zt weder bei P. ~odaliriua noeh bei einer anderen Lepidopterenart be- sehrieben wurden. Die I~atur der Disken, die in einem Falle auch in den Ausfiihrungsg~ngen des Eierstoekes beobachtet wurden, is* noch unge- ld~rt. In maneher Beziehung erinnern sie an Symbionten, andere Merk- male seheinen sie als paraplasmatische Substanzen zu eharakterisieren.

In einem Tefl der Zellen des peripheren wie auch des zentralen Fett- k6rpers wurden feinste, st~ubehenar~ige Einlagerungen naehgewiesen, die sich intensiv mit Methylenblau f~rben. Ein Anhaltspunkt dafor, dal] es sich bei diesen, als,,,St~ubchen" bezeiehneten Gebilden um Mikro- organismen handel*, liegt nicht vor.

auf den Gasstoffweehsel yon Schmetterlingspuppen. III. 769

Im Inneren yon Trachecn sind gelegentlich vereinzelte st~bchen- artige Bakterien oder Fadenpilze aufzufinden. Ein Ubertrit t ins KSrper- innere konnte nicht nachgewiesen werden.

Die histologischcn Untersuchungen erbrachten den ~achweis, dal~ dutch die bei den Versuchen yon I~OMEIS u. Wi2ST geiibte Injektions- technik an den Geweben der Puppe, abgesehen yon der Einstichver- letzung, an Chitinhiille und t typoderm keine morphologisch erkennbaren Sch~digungen verursacht werden. Nur in einem Falle mul~te die MSg- lichkeit einer Stichverletzung des Mitteldarmes offengelassen werden.

Die Einspritzung yon Thyroxin hatte auf die sich im Laufe der Meta- morphose vollziehenden gestaltlichen Ver~nderungen keinen Einflul~; die Thyroxinzufuhr bcschleunigte weder die AuflSsung der larvalen noch den Aufbau der imaginalen Gewebe.

Beziiglich der SchluBfolgerungen, die sich aus den vorliegenden Un- tersuchungen fiir die Beziehungen zwischen Gasstoffwechset und Infek- t ion ergeben, wird auf die Arbeit yon RoMEIs u. Wi?ST verwiesen.

Verze ichnis der erw~thnten Arbeiten. Aschner, M.: Die Bakter ienf lora der Pup iparen (Diptera). Z. ~ o r p h . 0ko].

Tiere 20, 368--442 (1931). - - Buehner , P.: Tier und Pf lanze in Symbiose. 2. Aufl. Berl in 1930. - - Hollande, A.: Format ions endogenes des cristal]oides albu- minoides et des urates des cellules adipeuses des chenilles des v a n e s s a I o e t

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Die Wirkung von Thyroxin auf den Gasstoffwechsel von Schmetterlingspuppen