0ber die Bedeutung der Wasserstoffionenkonzentration fiir die Encystierung bei einigen Ciliatenarten.

Von

M. Koffman. (Aus dem Zootomisehen Institut der Hoehsehule zu Stockholm.)

Mi$ 8 Textabbildungen.

(Eingegangen am 2. Januar 1924.)

Einleitung. Bei Versuchen, die ich im W i n t e r 1922/23 u n d im Sommer 1923

u n t e r n a h m , u m die E i n w i r k u n g der Wasse r s to f f ionenkonzen t ra t ion auf die Tei lungsgeschwindigkei t u n d En tw ick lung im a l lgemeinen bei einigen Ci l ia tenformen zu bes t immen, mach te ich einige B e oba c h t unge u fiber die Encys t i e rung bei Colpoda Steinii Mps., Colpoda cucullus Ehren- berg, Colpidiumcolpoda Steinii u n d Paramaecium bursaria (Ehrbg.)

Focke. Diese erscheinen mir yon so grol~em Interesse, dal~ ich sie schon

je tz t fiir sich, vor Fer t igs te l lung der erw~thnten Arbei t , pub l iz ie ren mSehte.

Es ist schon lange bekann% dal~ die Ciliaten zur Vermehrung oder zum Sehutz gegen die Gefahren des 5]Eilieus besondere Cysten bilden kSnnen. Scit- dem Cienkowsky (6, 7) die Cystcnbildung dureh langsames Eintrocknen der In- fusion hervorrief, wurde die Verdunstung als die wesentlichste Ursaehe der En- eystierung gehalten. S p~ter stellte Fabre-Domergue (9) diese Ursache in Zweifel, da er bei einigen Infusorienarten die Eneystierung beobaehtete, ohne dal~ eine Verdunstung der Infusion in Frage kam. Er hat der bfeinung Ausdruck gegeben, dab die Eucystierung eher durch physikalische und chemisehe _~nderungen in der Umgebung, als dureh das Eintroeknen der Infusion veraulal3t werde.

Maupas (12) konnte die Encystierung durch Nahrungsentziehung, besonders bei den r~uberisehen Ciliaten, ausl5sen. Das gleiche ist yon vielen anderen Ver- fassern bestiitigt worden. Doch gibt es auch Infusorien, die gerade in stark gefiittertem Zustande sich encystieren, wie z. B. Amphileptus, Holophria usw. Eine kurze Hungerzeit kann sogar, wie 5'tolte (20) es ffir Blephariama naeh- gewiesen hat, die Encystierung fast unmSglich maehen.

Aueh Sauerstoffmangel wurde -con einigen Verfassern, z. B. Rhumbler (17), als die Ursache der Eneys~ierung angegeben.

Stolte (20) hat aueh auf die Abh~ngigkeit der Encystierung yon der Anzahl der Tiere in einem gewissen Quantum der Infusion die Aufmerksamkeit gelenkt.

Die Form samt die Struktur der Cystcn und das Ausschlfipfen einiger der yon mir erw~ihnten Tiere wurden yon einigen Verfassern. wie Stein (19), Cien- kowsky (6) u. a. besehrieben. ]3esonderes Interesse haben die ausffihrliehen Be- schreibungen fiber die Teilungs-, Dauer- und Sporoeysten bei Colpoda yon Rhumbler (17), sowie die Schilderung des Aussehliipfens yon Paramaecium bur-

Die Bedeutung der Wasserstoffionenkonzentration ffir die Eneystierung usw. 169

sarla samt ihren Cysten yon Prowazek (15) und die Angabe yon Lindner (10), betreffend die Cysten yon Paramaecium putrinum.

Obgleich das Eneystierungsverm6gen bei den Infusorien allgcmein verbreitet ist, so gibt es doch naeh Angaben vicler Autoren, wie Biitschli (5), Blochmann (1). Rautmann (16), Bresslau (2), Rh~tmbler (18) und mehreren, aueh Ciliatenformen, besonders unter Paramaecium, Colpidium und einigen anderen, bei welchen die Eneystierung ganz fehlt oder doeh, wahrscheinlich, //uBcrst selten eintritt. Bei diesen Ticren wurden, trotz ihrer ungemein groflen H/tufigkeit, noeh kcine Cysten beobachtet. Doch wurde yon Bresslau (2, 3) eine HfiIlenerzeugung (keine echten Cysten) bei Paramaecium cauda~um und Colpldium durch Behandlung mit verschiedenen Farbstoffen hervorgerufen.

Aus dem Angegebenen geht hervor, da~ iiber die Encystierung der CiIiaten noch wenig bekannt ist. Erstens sind die Bedingungen der Encystierung noch nicht klargelcgt und zweitens ist die Eneystierung selbst bei einigen Formen in Frage gcste]It. Experimente in der unten angegebenen Riehtung kSnnen nlcincs Erachtens mehr Klarheit fiber die ffir die Biologie der Infusorien wiehtige Frage beziiglich dcr Encystierung bringcn.

Versuchsmethodik und Bemerkungen. Die Versuche wurden im Thermostat bei 25--26 ~ C vorgenommcn. Als

Nahrung verwendete ich gewfhnlich Heuinfusion (1 g Heu mit 100--150 cem Leitungswasser wurde ca. 15 Minuten gekocht und dann abfiltriert). Bisweilen legte ich, um die Nahrung zu vcrbessern - - die Bakterienquantit/~t zu ver- mehren - - , ffir kiirzere oder liingere Zeit kleine Radieschenscheiben in die In. fusion ein; urn die Nahrung zu verringeru, setzte ich mehr Wasser zu.

Bei den Versuchen verwendete ich Reagenzgl/ischen, Sch/iIchen, Salzn/~pfehen yon bzw. 8, 30 und 5 eem Vo- lum. Auch hohlgeschliffene ObjekttrKger bei Anwen- dung feuchter l/:ammer wurden benutzt.

Eine oder mehrere Infusorien oder Cysten, je nach Bedarf, wurden mit einer~Capillarpipette in:die Reagenz- gl~ischen usw. gebracht.

Wiihrend der Versuchszeit wurde gewShnlieh die Infusion n i ch t ge/~ndert, wcdcr durch Zusatz yon neuer Infusion noeh Wasser.

Der Kontrolle wegen habe ich da, woes notwendig Abb. 1. erschien, Parallelversuche unter versehiedenen Bedin. gungen vorgenommen.

Die Wasserstoffionenkonzentration wurde, unter Anwendung des Kom- parators, mittels Clark & Lubs-Indikatoren bestimmb. Die Pufferl6sungen wurden naeh S6rensen und naeh Palitzsch hergeste!lt. Von der Infusion, deren H-Ionenkonzentration ich zu bestimmen hatte, wurden je x ccm in zweiSgleich- artige Reagenzgl/iser gebracht. Der einen Infusion wurde der geeignete Indikator zugesetzt und das Reagenzglas in das Loch 3 des Komparators (siehe Abb. 1) gesteckt, das andere in das Loeh 1. In das Loeb 4 wurde ein Reagenzglas mit Wasser und in das Loch 2 ein Reagenzglas aus der PufferlSsungsreihe dessclben lndikators gesteckt, bis eine Farbengleichheit erreieht wurde. Diese Verfah- rungsweise gestattete mir die H-Ionenkonzentration zwisehen 4,53 und 9,24 in feiner Abstufung (mit einer Differenz von ca. 0,1--0,2) abzulesen. Es ist unnStig, auf die anderen Einzelheiten hier einzugeben; ieh verweise diesbezfiglieh auf die Arbeiten yon Clark (8), Michaelis (13) und Palitzsch (14).

170 M. Koffman: Uber die Bedenfung der Wasserstoffionenkonzentrafion

Die H-Ionenkonzentration der Infusion wurde entweder dureh Zusatz von 0,1 n. NaAcl)--0,1 n. Essigs~iuregemiseh oder 0,1 n. NaAc--0,01 n. NaOH-Ge- miseh auf die gewiinschte H6he ge~indert2).

Die Fixierung der welter unten angegebenen Colpidien wurde mit Pikrin- Essigsiiure (95 cem konz. w~iBrige Pikrinsiiure + 5 ccm Eisessig), die Farbung mit Boraxkarmin und die Differenzierung mit 1,5 ~ Salzs~iure-Alkohol (70 % Alkohol + 1,5 ~ konz. HC1) ausgefiihrt. Bei der Wiedergabe de r Abb. 2--8, welche bei 1050maliger VergrSi3erung (Leitz Mikroskop: Okular 4 und Objektiv ~/12 01immersion) ausgefiihrt sind, habe ieh reich des Abbesehen Zeiehenapparates bedient.

A bI~ib'zungen: Co = Colpoda. Ci = Colp id ium. P = P a r a m a e c i u m . ~ = Durchsehnittsgr5Be. Von solchen Tieren wurde gewShnlieh aus-

gegangen. + = Volumzunahme (grSBer als ~ - - = Volumabnahme (kleiner als ~ * = Von der Ausgangsform stark abweiehendes Tier (in seinem Aussehen

und seiner Struktur sehr ver~indert).

V e r s u c h e z u r B e s t i m m u n g des E in f lu s se s d e r W a s s e r s t o f f i o n e n - k o n z e n t r a t i o n a u f d ie E n c y s t i e r u n g .

Die Versuche, m i t welchen ich meine A r b e i t begann; w u r d e n in ve r sch iedenen Ser ien m i t je 4 0 - - 5 0 ]~eagenzgl~schen vo rgenommen , u n d j ede solche Serie n a h m 7 - - 1 4 Tagc in Anspruch . Iqach ku rze r Zei t wurde gefunden, daI~ auBer de r T e m p e r a t u r , dc r Sa l zkonzen t r a t i on , t ier ~ a h r u n g s q u a n t i t ~ t in de r Infus iona) , auch die H - I o n e n k o n z e n t r a - t i on eine grol~e l~olle spiel t . Bei sons t g le ichar t igen Verh~I tnissen, abe r ve r sch iedenen Ph4), wurde in e inem F a l l e eine sehr gu te E n t w i c k l u n g de r Cil iaten, in a n d e r e m schlechte oder ga r ke ine beobach te t . Bei n~iheren U n t e r s u c h u n g e n f iber den EinfluB der H ' - K o n z e n t r a t i o n m a c h t e ich die B e o b a c h t u n g der Cys t enb i ldung be i den e rw~hn ten In fusor i en - formen.

Bei e iner gewissen I - [ - Ionenkonzen t ra t ion , bei de r E r h S h u n g oder H e r a b s e t z u n g derse lben in de r In fus ion (auch wenn die In fus ion yon se lbs t auf diese gewisse H6he kams)) , begann eine E nc ys t i e rung . Von

1) Natriumacetat. 2) Die Proportion yon •aAc und Essigs~ure, bzw. ~qaOH, wurde im Gemisch

verschieden genommen, abh~ingig yon der Quantitiit der Infusion und der ge- wiinschten ~nderung tier tt-Ionenkonzentration.

a) Verschiedene Heusorten gaben gewShnlieh sehr abweichende Resultate. 4) Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration ohne das l~Iinuszeichen.

Z. B., start H-Ionenkonzentration = 6,31.10 -6, Ph = 5,2 (Log. 6,31 . 10 -~ = 0,8000--6,000 = - - 5,2).

~) Auch ohne Zusatz yon Regulatorgemischen stieg gewShnlich Ph allmKh- lich mit jedem Tage, wie man annehmen mu•te, dank den Bakterien und Urn-

fiir die Encystierung be| einigen Ciliatenarten. 171

diesem Moment an, wenn das P h in derselben R ich tung geii.ndert oder auch ohne weitere Anderung gehal ten wurde, verr ingerte sich die An- zahl der freibeweglichen Tiere, wShrend die Zahl der Cysten zunahm. Mit der Zeit begannen die Cysten gew6hnlich kleiner zu werden. Unte r dem Mikroskop zeigten sie eine i~uBere Cys t enmembran und im Inne rn granul ier te Substanz. Da die Cys~enbildung zun~chst n icht zu me |ne t eigentliehen Arbei t geh6rte und da die L i te ra tu r fiber die Encys t i e rung mir w/~hrend der Arbei t wenig bekann t war, unterlieB ich das n~ihere S tud ium fiber die Einzelhei ten sowoh! det" Cystenbildung, wie aueh des .Ausschliipfens der Tiere.

Die Cystenbi ldung be| denselben lnfusor ienformcn gestal tete sich n icht gleichartig, wenn die P h - ~ n d e r u n g im verschiedenen Tempo 1) vor sich ging oder wenn die Infusionen, yon welehen ausgegangen wurde, verschiedene P h ba t ten .

U m den Einflu6 der H-Ionenkonzent . ra t lon auf die Encys t ie rung n~her zu best immen, u n t e r n a h m ieh eine Re |he yon Versuchen, fiber welehe ich in folgendem ber ichten will, wobei ich jedoch die meisten Wiederholungen auslasse.

I n Salzn~pfchen mi t 3 ccm Infusion v~)l~ Ph 6,98 wurden einze|n Colpoda St. Mps. e ingebracht :

Iqach 0 Std. 16 Std. I 26 Std. 44 Std. 68 Std. I 89 Std.

Anmerk. 1 Co ~ einige Co + I raehr Co+i viele Col wie vorherf Co~, Co", Co , i I Cysten2~ J

I n Salzn~pfchen mi t Infusion, we]cbe (lurch NaAc-EssigsSure-

setzungsprozessen, und die Tiere wurden gew6hnlich mit, steigendem Ph kleiner. II1 verschiedenen F/illen |st es mir gelungen, dvrch Zurllckiinderung des Ph in der Infusion (auch in Aufgiissen) die alte schon verschwundene Tierform wieder- zubekommeu. Ich kann diesbeziiglich mit Bresslau (4) einstimmen, dab das Auftreten der Organismen und die Dauer ihrer Fxistenz in gewissem Zusammen- hang mit der H-Ionenkonzentration steht.

1) Die Ph-_~nderung gestaltete sich sehr abweichend in verschiedenen Ill- fusionen, auch be| verschiedener Temperatur oder. be| ZusaCz von Radieschen- scheiben usw.

") Unter ,,Cysten" sind be| Colpoda gewShnlich die Dauer- oder Sporocysten gemeint. Es ist auffallend, wie in einer Teihmgscyste eingcschlossene Tiere auf die kleinste ~nderung des Ph reagieren. So z. B. wurde oft beob.achtet, wie zum Ausschliipfen fertige Tiere, welche in der C, yste umherjagten, be| Xnderung des Ph augenblicklich ihre Bewegung einstclltcn, um sich in eine andere Cysten- art umzuwandeln. Nach Rhumbler (17) bcdiirfen (tie Dauercysten einer Aus- trocknung, um zum Ausschliipfen gebracht zu wer(len. Be| meinen Versuchen konnte jedoch das Ausschlfipfen ohne vorher~eltt,ndc Austrocknung ausgelSs~ " w e r d e n .

172 M. Koffman: Uber die Bedeutung der Wassers$offionenkonzen~ration

gemisch ~) yon P h 7,40 auf P h 5,60 herabgesetz t wurde, sind einige Colpoda St. ~ p s . e ingebracht worden:

~ o ~ I 0 ~t~ I ~ ~t~ I ~4 ~t~ t ~ ~t~ I ~ ~ I ~ ~

&nmerk. einige Co ~ wie vorher viele Co + viele(i~ Co ~ Co ~ Co- C~ C~ Co~ Co-,

~ o ~ 74std. I 96st,,. d ~ost , , . I 148st(,. 170st(,. Anmerk. Co ~ u. Co-, wenige Co ~ u. einige Co- u. nur Cysten wie vorher

auchCysten Co-, Cysten Cysten Ph 8,40

In Reagenzglt~schen mit 5 ccm Infusion, welche durch NaAc-NaOg- Gemisch yon 7,50 uuf Ph 7,90 ge~nder t wurde, wurden einzeln Colpoda St. 5{ps. e ingebracht :

Naeh 0 Std. 24 Std. [ 48 Std. 72 Std. 96 Std. I 120 Std.

1)h [ 7 , 9 0 8,20 [ 8,40 I 8,55 I 8,70 1 8,84

Anmerk. I 1 Co ~ keine Tiere! wie vorher/wie vorher I wie vorher I wie vorher

In Reagenzgli~schen mi t 4 ccm Infusion, welche durch NaAc-NaOt t - Gemisch yon P h 7,35 auf P h 8,20 gei~ndert wurde, wurden einzeln Col- poda St. Mps. e ingebracht :

Nach 0Std. P~0Std. ] 48 Std. ] 70Std. [ 96 Std. 116 Std.

l:'h ] 8,20 I 8,a5 } 8,45 I 8,55 / 8,60 I 8,65 Anmerk. I 1 Co I keineTiere[ wie vorher t wie vorher [wie vorher l wie vorher

In einer Schale mi t guter Colpoda St. Mps. -Kul tur war Ph der Infusion 7,40, aber nach einigen Tagen verschwanden die Tiere, indessen blieb eine Menge yon Cysten zuriick. P h zeigte dann 8,20. WShrend noch wei terer 2 Tage wurde die Infusion beobachte t , aber keine Tiere konn te man kons ta t i e ren und P h stieg indessen auf 8,40. Mit NaAc- Essigsi~uregemisch wurde Ph auf 6,05 herabgesetzt . Die weitere Ent - Wicklung der Co. St. ~fps. und der Verlauf eines Paral le lversuches mi t Co. cucullus Ehrbg. gestal tete sich folgcndermaBen:

•ach 0 Std. ] 8 Std. 12 Std. I 24 Std. 30 Std. I 35 Std.

Ph 6,0~ I ~,90 7,2~ I 7,70 ~,05 I s,l~ Co. St. sehr viele wie vorher Iwenige Co +, einige Co + [ viele Co-,

Co +, Co ~ ] Co ~ auch u.Co~ viele I I Co- Co-, Cysten Cysten

Co. cucul, viele Co ~ wie vorher weniger

nur Cysten

nur Cysten wie vorher wie vorher Co ~

1) ~)& das Gemisch iNaAc-Essigs~ure in dieser Ph-Zone (5,60--7,40) keine eigentliche Pufferwirkung ausiibt, wurdc die H-loncnkonzentration der Infusion mit dicsem Regulatorgemisch nur auf einc kurze Zcit gc~ndcrt.

fiir die Eneystierung bei einigen Ciliatenarten. 173

Nach I 49Std. I 72Std. I 80Std. I 96Std. [ 120Std. I 144Std.

P~ I 8,30 [ 8,80 [ 8,8~ I 8,,0 I 9,0~ 1 9 , 0 5 Co. St. I einige Co~ I nurCysten i wie vorher I Co*Cysten Iwie vorher I wi~ vorher

Co. cu~ul. ] wievorher I nurCysten [wie vorher ]wie vorher ]wie vorher ]wie vorher

Die Entwicklung der Colpoda cucullus Ehrbg. gestaltete sich in- sofern abweichend, dab die Tiere bcinahe alle dieselbe Form hatten und die Verringerung der Anzahl der Tiere erst nach 35 Stunden, bei Ph 8,15 (nicht, wie bei Co. St. Mps. nach 24 Stunden und Ph 7,70) begann. Nach 49 Stunden, bei Ph 8,30, wurden sic sehr triage und von Ph 8,80 wurden nur encystierte Tiere beobachtet.

In einer Schale mit ]5 ccm Infusion yon Ph 8,30 und 14 Tagc alten Cysten yon Co. St. Mps. wurde Ph mit ~aAc-Essigsi~uregemisch auf 6,00 herabgesctzt. Die Entwicklung ergibt sich aus der nachstehenden Tabelle.

I I I Nach [ 0 Std. I i0 Std. 24 Std. 34 Std. ] 48 Std. 57 Std.

i i

Ph I 6,oo I 7,~6 8,15 s,30 ] 8,~1 8,41 Anmerk. nurCysten ~ Co +, Co ~ wenigerCo, einzelne InurCysten nurCysten

u. Co- Cysten Co- l

Ph wurde noch einmal in derselben Infusion durch Zusatz yon NaAc- Essigs~uregemisch auf 6,00 ge~tndert und die Entwicklung gestaltete sich wie folgt:

Nach 0 Std. 6 Std. 10 Std. 24 Std. 33 Std. I 48 Std.

Ph 6,00 6,98 7,40 7,78 8,15 i 8,30

Anmerk. nurCysten wievorher viele Co + u. Co ~

wenige Co + U. Co o Cysten

wie vorher einigecystenCO

In einer Schale mit Infusion von Ph 8,00 waren einige kleinc Colpoda St. Mps. (Co-) und Cysten. Durch Zusatz yon NaAc-Essig- s~uregemisch wurde Ph auf 4,5 herabgesetzt. Die Colpoden begannen sich zu encystieren und nach einer kurzen Zeit sah man nur Cysten. Bei der darauf steigenden Wasserstoffioncnkonzentration gestaltete sich die Enbwicklung folgendermaBen:

Nach [ 0Std. I 10Std. t 248td. I 50Std. I 588td. t 728td.

,h J 4,~ I 6,10 I 7,10 1 7,,~0 1 7 , 7 8 I 8,08 Anmerk. InurCysten wie vorher einigeCo-, wie vorher wenigeCo ~ einigeCo-,

Cysten Cysten Cysten

174 M. Koffman: Uber die Bedeutung der Wasserstoffionenkonzentration

I n einer Schale m i t Infus ion yon P h 8,08 wurden Cysten yon Co. St. Mps. Mit NaAc-Essigs i turegemisch wurde P h auf 6,80 gebracht . Die E inwi rkung der Ph-J~nderung ergibt sich aus der nachs tehenden Tabel le .

Nach I 0 Std.

Ph I 6,80

Anmerk. t nurCysten

10Std. 23Std. ! 35Std. I 50Std. I 72Std.

7,60 8,00 8,05 I 8,09 ] 8,15

viele Co +, wenige l einzelne Co nur Cysten wie vorher Co~ Co- . Co* u.Co~ Cysten

Cysten I

Mit NaAc-Essigsi~uregemisch wurde P h in derselben In fus ion dann auf 6,60 herabgese tz t , was das folgende Resu l t a t m i t sich b rach te :

Nach 0 Std. 1 5 Std. 10 Std. 24 Std. ] 34 Std. 48 Std.

i 6,90 7 , o o l 7 , 4 o 7,75 Anmerk. nurCysten wie vorher wie vorher einige Co ~ wie vorher viele CoO

u. Co-, u. Co-, Cysten ~ Cysten

i~ach 60 Std. 72 Std. 96 Std. 120 Std. 144 Std.

Ph 8,00 �9 8,20 8~40 8,70 9,00

Anmerk. Zahl der Co Cysten, Cysten, Cysten, wie vorher weniger einlge Co- viele Co einzelne Co

Die Versuche mi t Col 9oda St. Mps. und Colpoda cucullus Ehrbg. auf hohlgeschliffenen Objekt t r&gern in Infus ionen yon verschiedener Nah- rung und Wassers toff ionenkonzentra%ion gaben folgende l~esul tate:

6,30

6,55

Anmerkung

bakterienreich durch Zusatz v. RadieschenschJ)

0s td .

4 Cysten

Nach I 'l

4Std. I 6Std. i 18Std.

Colpoda St. Mps. wie vorher 2 Co, viele Co,

2 Cysten Cysten

24 Std.

wie vorher

nur Co normale Infu- 4 Cysten sion,vonPh8,00

durch Na&c- Essigs. auf 6,55

herabgesetzt

nur Cysten

Ph

v~e vorher wie vorher

1) Bei einigen Versuchcn wurde beobachtet, dab man Ph in Infusion mittels Radieschenscheiben herabsetzen kann.

fiir die Encystierung bei einigen Ciliatenarten. 175

~qach Ph Anmerkung 0 Std. 4 Std. 6 Std. 18 Std. 24 Std.

7,50 bakterienarm 4 Cysten 2 Co, wie vorher einige Co, I wie vorher 2 Cysten Cysten

7,80 Infusion aus 4 Cysten wie vorher wie vorher wie vorher wie vorher Radieschen und Leitungswasser

8,08 bakterienreich 4 Cysten wie vorher wie vorher wie vorher wie vorher

Colpoda cuc~dlus Ehrbg. 6,30 bakterienreich 3 Cysten 2Co, lCyste wie vorher einige Co viele Co

7,50 bakterienarm 3 Cysten 2Co~lCyste wie vorher einige Co viele Co

7:80 3 Cysten wie vorher wie vorher wie vorher wie vorher aus Radieschen und Leitungs-

wass~r

Au~erdem babe ich Cysten gehabt, welche wtihrend einer Zeit von 2 Wochen und mehr auf hoh]geschliffenen Objekttr~gcrn und in Salz- n~pfchen beobachtet wurden, ohne dal3 sie sich in Tiere umwandelten. In manchen F~llen zerfiel der Inhal t in kleine KSrperchen, in anderen blieben die Cysten wShrend der ganzen Zeit mehr oder weniger unver- ~indert. Ob dieses im Zusammenhang mit Ph steht, konnte ich nicht entscheiden, da die Bestimmung der tiiglichen ~nderung des Ph auf den hohlgeschliffenen Objekttragern und in den Salzn~pfchen unm6g- lich oder sehr schwer ausfiihrbar ist.

Wie aus den Versuchen hervorgeht, hag Ph eine grol]e Einwirkung bei den Colpoden sowohl fiir die Encystierung, wie auch fiir die Ent- wicklung der Tiere im allgemeinen. Es kam selten vor, dal] eine normale Entwicklung in Infusion mit Ph weir fiber 8,001) stat tfand und das Optimum war bei ca. 7,00.

Wie in der Einleitung erwiihnt wurde, rechnet man die Colpidien zu den Infusorienarten, welche sich nicht encystieren. Ich babe bei meinen Versuchen eine Encystierung dieser Tiere beobachtet und einen Teil des Materiales fixiert und gef~rbt. Durch die beigefiigten Abbil- dungen beabsichtige ich den Vorgang der Encystierung versti~ndlicher zu machen.

In einem Gefiig war eine gute CoIpidienkultur. Nach Zusatz yon einer anderen mit Leitungswasser verdiinntcn Infusion begannen die Tiere allm~ihlich zu verschwinden und nach ca. 10 Tagen konnte ich

1) Die gcfundene Grenze stimmt mit der Angabe yon Bresslau (4), die mir doch ws dcr Arbeit nicht bekannt war. Aus den Tabellen geht aueh her- vor, dab ein Teil der Colpoda sich einem Ph tiber 8,00 anpassen kann.

176 M. Koffman: Uber die Bedeutung der Wasserstoffionenkonzentration

keine Colpidien bcobachten . Nach noch wei teren 3 Tagen wurden noch framer keine Tiere beobachte t , und Ph zeigte 7,90~). Ich versuchte j e t z t in derselben Infusion das P h zu ~indern und n5her fiber den Zu- s ammenhang zwischen P h und der Entwicklung der Colpidien zu be- s t immen. Durch Zusatz yon einer anderen Infusion yon Ph 5,50 wurde das P h im Gefiii3 yon 7,90 anf 6,47 herabgesetzt . Die weitere Entwick- lung geht aus der nachs tehenden Tabel le hervor :

Nach I 0 Std. j' 24 Std. I 48 Std. 72 Std. 120 Std. 168 Std.

Ph I 6,47 1 6 , 4 7 1 6 , 4 7 6,60 6,70 7,00

Anmerk. lkeine Tiere I wie vorher] wie vorher wie vorher wie vorher wie vorher

lqach I 216 Std. I 240 Std. 288 Std. 3O5 Std. 336 Std. 358 Std.

eh I 7,'5 I 7,20 7,30 7,35 7,40 7,40 Anmerk. Ikeine Tiere] wie vorher Ci- Ci- u. Ci ~ viele Ci ~ wie vorher

Nach I 406 Std.. i 433 Std. 468 Std. I 481 Std. / 495 Std. I 542 Std.

I 7,50 t 7,50 7, 0 I 7,50 I 7, 0 ] 7,40 Anmerk. I wievorher I vie vorher ]wie vorher J wie vorher !wie vorher I Ci~ u. Ci

In Salznhpfchen mi t Infusion yon Ph 7,40 wurden einige Colpidien e ingebracht :

Nach I 0Std. i 17Std. I 398td. [ 62Std. I 948td. l l3S td .

Anmerk. I einige Ci ~ ]wie vorher I vcie vorher I~ie vorher I weniger I wenige Ci ~

Anmerk. t wie vorher ] einzelne Ci[ Keine Colpidien I

In Sch~lchen mi t Infusion yon P h 7,30 wurden einige Colpidien e ingebracht :

�9 Nach i 0 Std. ] 13 Std. I 18 Std. 24 Std. 34 Std. 41 Std.

Ph [ 7,30 I - - I - - 7,40 - - - -

Anmerk. I einige Ci ~ ] wie vorher I wie vorher wie vorher wie vorher wie vorher

2~ach I 48 Std. I 59 Std. I 65 Std. 87 Std. 112 Std. 143 Std.

Ph I 7, ~ - I - 7, 0 - 7,7 Anmerk. l Of~ u. Ci- I wie vorher I wie vorher wie vorher wie vorher wie vorher

Durch Zusatz yon andere r Infus ion und Lei tungswasser wurde P h in derselben Infusion auf 7,45 herabgesetzt . Die Colpidien begannen

1) Vorher wurde das Ph nicht bestimmt.

fiir die Encystierung bei einigen Ciliatcnarten. 177

a l lmShl ich zu verschwinden , und nach dre i Tagen konn te ich kcine T ic re f inden. Das P h s t ieg indessen auf 7,55.

I n Salzn~tpfchen mi t In fus ion VOll P h 7,40 wurden einige Colpidien e ingebrach t . Von Zei t zu Zei t wurde P h durch Zusa tz von Tropfen des N a A e - N a O H - G e m i s c h e s erhSht . Die E n t w i e l d u n g ges ta l t e t e sich wie folgt :

Nach 0 Std. 13 Std. 34: Std. 44 Std. 62 Std. 73 Std.

Anmerk. einige Ci ~ wievorher viele Ci § noch mehr sehr viele einzelne Ci + Ci~ u. Ci" Ci +, Rcst

Ci" u. Ci , Ph 8,50

Hie r h a b e n sich die Colpidien yon Ci ~ in Ci + und d a n n wieder in Ci ~ und sogar C i - umgewande l t , d e t z t wurde die h f fus ion mi t de r P i p e t t e abgesogen u n d durch neue In fus ion yon P h 8,10 ersctz t . Die Colpid ien begannen a l lmShl ich yon C i - in C,i ~ sich nochmals umzu- wandeln .

U m das t)h b e s t i m m e n zu kOnnen, wurdcn j e t z t Versuche in Schiil- t h e n vorgenommen . Durch Zusa tz yon N a A e - N a O H - G c m i s c h wurde die In fus ion von P h 7,50 ers t auf 7,70 e rhSht u n d d a n n durch wei te ren per iod ischen Zusa tz desse lbcn Gcmischcs allm:~ihtich crhSht . Dic nach- s tehende Tabe l l e zeigt den Z u s a m m e n h a n g zwisehen P h und der Ent - wick lung der Colpid ien:

Nach I 0 Std. 8 Std. 19 Std. 2i; Std.

k'h [ 7,70 7,80 7,85 7,90

Anmerk. einige Ci ~ wie vorher mehr Ci ~ u. Cii

Ph I 8 , 1 0 1 8 , 2 0 1 8 , 5 0

Nach I 54Std. I 65Std. I 70Std. 85Std.

8,50

Anmerk. ]] dieKultUrbesser wie vorher wenigeund ciCi" einzelne Ci ~

32 Std. 45 Std.

8,00 8,00

vielc Ci ~ wie vorher und Ci +

109 Std. 134 St(].

8,55 8,70

wie vorher ' keine Col- 1 P idient)

I n Rcagcnzgl i t schen wurdcn mchre rc Versuehc in zwci R i c h t u n g e n vorgenommen. I n e iner wurde P h der In fus ion yon 7,40 he r a bge se t z t u n d bei 6150--7,00, in ande re r das P h derse lben i n fus ion e rh6h t und bei 8 ,00--8 ,50 gehal ten . I n jedes Reagenzgl i ischen wurde eine b e s t i m m t e Anzah l de r Colpidien e ingebrach t u n d eine solche Versuehsser ie nah ,u 2 - - 4 Tage in Ansprueh . I n be iden FSl len h a b e n sich die Colpidien yon

1) AuBerhalb des Thermostates lebten die Colpidien (bei Parallelversuchcn) in Infusion mit Ph 8,70. Die OH'-Wirkung gestaltet sich bei vcrschicdencr Tempcratur nicht gleichartig.

Archiv f. mikr. Anat. u. Entwicklungsnm~"hanik Bd. t03. 12a

178 M. Koffman: Uber die Bedeutung der Wasserstoffionenkonzentration

Ci ~ ers t in C i - und d a n n in Ci* u m g e w a n d e l t und ve r schwanden schliegl ich. N u r bei Ph ca. 8,00 konn te ich eine Ve rmehrung der Tiere beobach ten . Nach einigen S t u n d e n wurden die Tiere im a l lgemeinen t r age und bei Zusa tz yon Regu la to rgemischen d r eh t en sic sich urn ihrc Litngsachse, ohne dab sie e rwShnenswer t nach vorwi i r t s kamen.

Abb. 2. 1000/1. 0 Mund, Ma Makronucleus, Mi Mikronucleus~ P.V pulaicrende Vakuole.

Abb. 3. ~~176176 Bezeichnungen wie in Abb. 2.

Bere i t s bei den angef i ih r ten Versuchen konn te ich m a n c h m a l Cysten beobach ten , abe r urn die E n c y s t i e r u n g nigher zu s tud ie ren u n t e r n a h m ich eine Serie y o n Versuchen in Salzni~pfchen, in welchen ich durch geeignete A n d c r u n g des Ph der In fus ion eine m6gl ichs t grofie Menge

Abb. 4. J~176176 Abb. 5. l~176176 Abb. 6. 'ooo/b Bezeichnungen wie in Abb. 2. Bczeichnungen wie in Abb. 2. Bezeichnungen wie in Abb. 2.

von Colpidien z i ichte te . I ch lie{3 d a n n die Tierc durch sukzessive Er- hShung des P h der In fus ion allm~thlich yon Ci ~ in C i - , d a n n in Ci* und schlieBlich in Cys ten sich umwande ln . Die nachs t ehende Tabe l l e und die beigcf t igten A b b i l d u n g e n zeigen den Vorgang der Encys t i e rung .

Nach { 0 Std.

Anmerk . I einige Ci ~

Nach I 68 Std.

12 Std. ~ 18 Std. 24 Std.

wie vorher I mehr Ci" ! noch mehr

41 Std.

viele Ci ~

83 Std. I 92 Std. i 110 Std. 136 Std.

Anmerk. i Massen v. I wie vorher Ci" Abb. 2 u. 3

Ci mehr, auch Abb. Ci4 Ci ~ weniger

Ci- u. Ci" Abb. 5

52 Std.

wie vorher

145 Std.

C1", Ci-, Ci*,

Abb. 6

fiir die Encystierung bei einigen Ciliatenarten. 179

Nach

Anmerk.

155 Std. I 177 Std.

Ci-, Ci* wievorher Cysten ]

215 Std. [ 240 Std.

wenige Ci, wie vorher Cysten Abb. 7 I

263 Std. 288 Std.

nur Cysten nut Cysten Abb. 8

A b b . 7 . I (x* ' / t . A b b . 8 . I(N)(~/l.

Die Infus ion wurde dann mi t der P ipe t t e aI)gesogen und neue In- fusion yon Ph 7,70 zugegosscn:

5lath I 0 Std.

Anmerk. Cysten I

Nach

Anmerk.

96 Std.

viele Ci", Cysten

3 Std. I 9 Std. 33 Std. , 57 Std. I (;8 Std.

wie vorher wie vorher einige Ci , Ci u. Ci'), [ mehr Ci" I [ Cysten I Cysten I Cysten

120 Std. 144 Std. I 161 Std. i

wie v0rher iI wenlger ! mehrcystenCi, wie v0rher

]83 Std. ! 191Std.

viele Ci, [wie vorher keine [

Cysten

t I / I Nach ~ 216 Std. I 249 Std. I 272 Std. '292 Std. 318 Std. 344 Std. I I / I

: i . Anmerk. wmvorher ! wemger Ci I wie vorher

Nach 368 Std. I 392 Std. ~[ 417 Std.

Anmerk. wenigeCi~ Ci", einzelne(Ji, viele Ci [/ vielecystenCi , weniger Ci

Nocb weniger Ci

441 std, 4G5 std. I 4s9 std.

Die Zahl der Colpidien verringert sich, die Zahl der Cysten vermehrt

sich

Aus dem Angeff ihr ten geht hervor , dab das Ph einen groSen Ein- flul$ auf die En twick lung der Colpidien ha t und durch gceigncte Ph- -~nderung ist es m6glich, eine Encys t i e rung der Tiere hervorzurufen. Sie ve rha l t en sich yon den Colpoden insofern abweichend, da[~ bei ihnen die Encys t i e rung du tch die J~nderung des Ph sehwerer ituszllliis('tl ist. Whhrend die Colpoden sich encyst iercn, sobald die H- Ionenkonzen - t r a t ion aul~erhalb ihrer Ph-Zone gebrach t worden ist, fordern dagegen die Colpidien eine sorgf~tltigere Ph -Ande rung l ) , hesonders auf den Grenzen ihrer Ph-Zone.

Eine Encystierung bei Paramaecium bursarla habe ich im Sommer 1.023 untcr gleichartigen Verhiiltnissen hervorgerufen. Da, wie schon erwlthnt, die Frage

1) Sonst geht die Ku|tur unter.

12"

180 M. Koffman: Uber die Bedeutung der Wassers toff ionenkonzentra t ion

iiber die Encys t i e rung mir darnals wenig b e k a n n t war, habe ich das hlater ia l n ich t fixicrt . Nach dem Bekann twerden mi t der L i t c r a tu r wollte ich die Encys t i e rung eingehender untersuchen, aber raeine K u l t u r war 1eider ve rn ich te t und eine neue war mir n ich t m6glich anzuschaffen. Doch habe ich die Absicht , in kurzer Zeit Versuche in derselben l{ ichtung mi t Param~tcienar ten im aIlgemeinen vor- zunehmen und auf die Frage zur i ickzukommen. I ch erlaube mir jedoch hier kurz einen Teil der ]3eobachtungen bei meiner Arbe i t mitzutei len.

Im Win te r 1922/23 habe ich reich w/ihrend einiger 5Ionate mi t Paramaecium aurelia bescb/iftigt, aber keine Cystenbi ldung in der ganzen Zcit beobachtet . I ch a rbe i te te da ohne l~egulatorgemische und konn te nu r konsta t le ren , dab man dureh die E rhShung des P h eine U m w a n d l u n g der I ' ~ in P - hervor rufen kann.

Die Encys t i e rung der Paramaecium bursaria wurde bei den Ind iv iduen beob- achte t , welche ca. 1 Monat in derselben Infus ion leb ten und d a n n in eine andere Ph-Zone gebrach t wurden. Auch hier wande l t en sich die Tiere yon P ~ in P

u n d d a n n in P* urn, ehe eine Eneys t i e rung beobach te t wurde. Eine normale En twick lung der Tiere konn te ich in eincr Ph-Zone 6,40--8,00 beobachten . U n t e r dem l~[inimum und t iber dem l~[aximum konn te nur ein geringcr Tcil der ParamKcicn sich entwickeln, und am mcis ten als 13-. oder P*-Form. Auch die Encys t i e rung wurde nur aul]erhalb dcr c rw5hntcn Ph-Zone bcobachtc t .

Schlut~folgerung. 1. Z u d e n b is j e t z t b e k a n n t e n F a k t o r e n des l f e r v o r r u f e n s d e r

E n c y s t i e r u n g be i C i l i a t e n k a n n m a n d ie W a s s e r s t o f f i o n e n k o n z c n t r a t i o n

- - v i e l l e i c h t a ls e i n e n d e r w e s e n t l i c h s t e n - - h i n z u f i i g e n .

2. D ie C i l i a t c n e r f o r d e r n g c w S h n l i c h e inc b e s t i m m t e P h - Z o n e

- - m i t e i n e m g e w i s s e n O p t i m u m - - z u i h r e r E n t w i c k l u n g . S o w o h l u n t e r

d e m M i n i m u m , wie a u c h f i be r d e m M a x i m u m t r i t t e n t w e d e r e ine E n -

c y s t i e r u n g e in o d e r die T i e r e g e h e n z u g r u n d e .

3. D u r c h g e e i g n e t e ] ~ n d e r u n g d e r t I - I o n e n k o n z e n t r a t i o n i s t cs m 6 g -

l ich , e ine U m w a n d l u n g d e r T i e r e i n C y s t e n u n d u m g e k e h r t d e r C y s t e u

i n T i e r e - - w e n i g s t e n s be i e i n i g e n I n f u s o r i e n f o r m e n - - h e r v o r z u r u f e n .

Z u m S c h l u ~ m 6 c h t e i ch H e r r n Dr . J. Runnstr6m, d e m ich d ie An-

r e g u n g zu m e i n e r A r b e i t v e r d a n k e u n d d e r m i r d a b e i m i t w e r t v o l l e n

Ra t sch l~ tgen b e i g e s t a n d e n h a t , m e i n e n h e r z l i c h e n D a n k a u s d r i i c k e n .

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