EINLEITUNG.

Bei der Umgestaltung, welche durch die SCHWANN-SCHLEIDEN'sche Zellentheorie alle Theile der Biologie erfahren haben, sind auch für die Entwicklungsgeschichte der Thiere ganz neue Fragen aufgetaucht und neue Forschungsgebiete eröffnet worden. Während man bei entwicklungsgeschichtlichen Untersuchungen vor SCHWANN sich darauf beschränkte, die Entstehung der Organe aus der ursprünglich gleichförmigen Keimmasse zu verfolgen, gesellte sich hierzu jetzt noch die zweite Aufgabe, die Bildung der Organe auf die verschiedenartige Differenzirung der aus der Eizelle durch Theilung entstehenden Embryonalzellen zurückzuführen. Mit anderen Worten, es galt jetzt nicht nur die organologische, sondern auch die histologische Sonderung festzustellen, wie sie sich im Entwicklungsleben vollzieht.

Am meisten gewann bei diesen Bestrebungen die Zellentheorie selbst, indem der Zellbegriff schärfer gefasst werden konnte. Man lernte die Zelle von dem Zellprodukt scheiden und erkannte, dass die histologische Sonderung sich in der Weise vollzieht, dass die ursprünglich gleichartigen embryonalen Zellen im Laufe der Entwicklung verschiedene Zellprodukte liefern und verschiedenartige Verbindungen unter einander eingehen.

Hiermit war aber nur die allgemeinste Seite der Aufgabe gelöst, welche die Entwicklungslehre unter dem Einfluss der Zellentheorie sich zu stellen hatte. Da die Embryonalzellen von der ersten Theilung an ein bestimmtes Lageverhältniss, das in der Bildung der Keimblätter seinen Ausdruck findet, zu einander einnehmen und da einer jeden Zelle von Anfang an auch ihre bestimmte Entwicklungsrichtung vorgezeichnet ist, so war gleichzeitig das schwierige Problem zu lösen, den Zellen im Keime Schritt für Schritt auf ihren Wandlungen zu folgen und die verschiedenen Gewebe auf die primitiven Keimblätter zurückzuführen. Dadurch wurde ein Gebiet eröffnet, das auch heute noch den Wettstreit der verschiedensten Ansichten hervorruft. Die Bedeutung der Keimblätter für die Gewebebildung ist noch jetzt ein viel discutirter Gegenstand embryologischer Forschung. Zwar sind schon mannigfache Errungenschaften zu verzeichnen: so ist man z. B. zu dem überaus wichtigen Ergebniss gelangt, dass die Elemente des Centralnervensystems von Zellen abstammen, die ursprünglich dem Ektoderm angehören und durch Abschnürung von ihm sich loslösen; aber weiter hat man in die Einzelheiten dieses Vorgangs nicht einzudringen vermocht. Wie und wodurch eine Zelle zur

Hertwig, Medusen.

1

Ganglienzelle wird, ein Nerv sich bildet, das nervöse Ende mit dem Centralorgan in Verbindung tritt, sind nach wie vor räthselhafte Vorgänge. Die Entwicklungsgeschichte liefert uns über sie so wenig Beobachtungsmaterial, dass auch der Speculation wenig Anhaltspunkte gegeben sind. Aehnlich geht es mit anderen Geweben. Wie aus dem zweiblättrigen Keime das Muskelgewebe sich anlegt, ist selbst in den allgemeinsten Zügen noch wenig aufgeklärt.

Ein anderes Resultat ist bei der Schwierigkeit der Untersuchung kaum zu erwarten. Die räumliche Sonderung tritt unter den Embryonalzellen früher ein, als der Process der geweblichen Differenzirung an ihnen beginnt. Die Zellen sehen daher noch gleichartig zu einer Zeit aus, wo unter ihnen schon Verlagerungen stattgefunden haben, die für ihre weitere Entwicklung bestimmend sind. Wie will man zum Beispiel die Beziehungen von Nerven- und Muskelzellen auf den Stadien der Keimesentwicklung erkennen, wo beide noch den Charakter embryonaler Bildungszellen besitzen? Hier stehen uns für die ontogenetische Forschungsweise zur Zeit schwer zu bewältigende Hindernisse entgegen. Es müssen daher andere Wege der Forschung eingeschlagen werden, wenn anders wir in der nächsten Zeit einen weiteren Einblick in die histologische Sonderung der Gewebe erlangen wollen.

Wer die Entwicklung der Morphologie im letzten Jahrzehnt verfolgt, dem wird der wachsende Werth nicht verborgen bleiben, den das Studium der niederen Thiere für das Verständniss der höher entwickelten Organisationen erlangt hat. Die vergleichend anatomische Methode, die am Studium der Wirbelthiere sich herausgebildet hat und auf dieselben zunächst mehr beschränkt blieb, gewinnt jetzt eine immer allgemeinere Bedeutung. Auch die Entwicklungsgeschichte kann sich ihrem Einfluss nicht entziehen. Mehr und mehr bricht sich das Bestreben Bahn, die Formzustände niederer Organismen mit den Entwicklungserscheinungen der höheren Organismen zu vergleichen und letztere dadurch verständlicher zu machen.

Zur Aufklärung der Organbildung ist dieser Weg schon vielfach betreten worden, und wenn auch die auf ihm erhaltenen Resultate noch vielfach bestritten sind, so ist doch schon jetzt der Fortschritt unverkennbar, der in der Richtung erzielt worden ist und noch mehr erzielt werden wird. Für die Genese der Gewebe dagegen liegen bis jetzt nur Ansätze zu einer derartigen Behandlungsweise vor. Eine solche scheint uns aber für die Zukunft um so mehr geboten zu sein, als die Fragen, die hier zu lösen sind, eine hohe morphologische Bedeutung besitzen und an der Hand der Entwicklungsgeschichte allein wohl schwerlich ihre Lösung finden werden. Eine wirklich vergleichende Histologie wird hier dieselben Dienste leisten wie die vergleichende Anatomie für die Organbildung. Von ganz besonderem Werthe für die Lösung histogenetischer Fragen wird namentlich das Studium derjenigen Thierclassen werden, wo zum ersten Male eine Sonderung der Gewebe eintritt. Als eine solche Thierclasse betrachten wir die Coelenteraten, auf welche schon KÖLLIKER (52), HAECKEL (38) und KLEINENBERG (49) die Aufmerksamkeit gelenkt haben.

Die Coelenteraten zeigen in ihrer Organisation verhältnissmässig geringe Complicationen, indem ihr Körper mehr oder minder nur aus zwei Zellschichten besteht, die sich den beiden Keimblättern, den embryonalen Primitivorganen der höheren Thiere vergleichen lassen. Ein Mesoderm oder mittleres Keimblatt fehlt oder ist in einer sehr unvollkommenen Beschaffenheit angelegt. Trotzdem vollziehen diese morphologisch so einfach beschaffenen Organismen schon hohe physiologische Leistungen, die auf einer höheren histologischen Sonderung der Elementartheile beruhen. Sie besitzen eine kräftig functionirende Musculatur, auch ein Nervensystem und Sinnesorgane werden bei vielen von ihnen beschrieben, wie man denn schon a priori erwarten sollte, dass bei vielzelligen Organismen mit der Genese einer besondern Musculatur auch diejenige eines Nervensystems und von

Sinnesorganen Hand in Hand gehen müsse. Wir können daher die Coelenteraten als diejenige Abtheilung bezeichnen, wo innerhalb der Zellen eines zweiblättrigen Organismus die wichtigsten histologischen Differenzirungen zu Stande kommen, Differenzirungen, die bei höheren Organismen schon am Anfang ihrer Keimesentwicklung vor sich gehen und bei dem raschen Verlauf derselben unserer Beobachtung sich entziehen.

Die hier kurz zusammengefassten Ideengänge haben uns in den letzten Jahren mehrfach beschäftigt und haben unser Augenmerk auf eine histologische Untersuchung der Coelenteraten gelenkt. Einige der verschiedenen histogenetischen Fragen, welche an das Studium der Gewebe dieser Thiergruppe sich anknüpfen lassen, werden wir in den folgenden Blättern behandeln. Wir haben in ihnen das Nervensystem und die Sinnesorgane der Medusen zum Gegenstand einer genauen Analyse gemacht. Beides sind Organsysteme, die, wenn wir ihren Ausbildungszustand bei höheren Thieren in Rechnung bringen, bei den Medusen gleichsam noch in ihrer Entstehung begriffen sind. Sie geben uns daher für das Verständniss frühzeitiger embryonaler Bildungen der höheren Thiere eine Grundlage und lassen uns in die Phylogenese des Nervensystems und der Sinnesorgane, in ein Capitel der vergleichenden Anatomie, das bisher noch wenig Beachtung gefunden hat, weiter eindringen, als dies ohne ihre Kenntniss möglich ist.

Für die Bearbeitung unseres Themas bot uns Messina mit seiner reichen pelagischen Fauna die beste Gelegenheit. Während eines Winteraufenthaltes haben wir uns 19 verschiedene Medusenarten, die meisten in grösserer Anzahl, verschaffen und hierdurch unsere Beobachtungen über fast alle Familien der craspedoten und acraspeden Medusen ausdehnen können.

Aus der Gruppe der Trachymedusen untersuchten wir mehrere Aeginiden: Aeginopsis mediterranea, Cunina lativentris und C. sol maris, zwei Trachynemiden: Rhopalonema velatum und Aglaura hemistoma, zwei Geryoniden: Glossocodon mucronatum und Carmarina hastata. Von vesiculaten Medusen fanden wir bei der pelagischen Fischerei Obelia polystyla, Phialidium viridicans, Mitrocoma Annae, Eucheilota (?), Octorchis Gegenbauri und Aequorea Forskalea. Die Ocellaten waren vertreten durch Oceania conica und Lizzia Koellikeri. Die acraspeden Medusen stellten sich in geringerer Anzahl von Arten im Hafen von Messina ein. Von diesen konnten im frischen Zustand nur Pelagia noctiluca, Nausithoë albida, Aurelia aurita und Phacellophora camtschatica untersucht werden.

Bei der Benennung der Arten haben wir uns der gebräuchlichen und in die Lehrbücher übergegangenen Namen bedient, indem wir es der Zukunft überlassen, die Verwirrung, welche in der Nomenclatur durch häufige Beschreibung identischer Arten unter verschiedenen Namen entstanden ist, durch eine gründliche Revision zu beseitigen. Eine solche ist zwar für einen grossen Theil der Medusen durch ALEX. und L. AGASSIZ versucht worden. Doch hat die von ihnen durchgeführte Restitution der älteren Benennungen in unsere Lehrbücher und wissenschaftlichen Schriften keinen Eingang gefunden. Auch scheint uns dieselbe in manchen Punkten, wie z. B. in der Benennung der Eucopiden als Oceaniden etc., keine glückliche zu sein.

Die namhaft gemachten Medusen wurden schon in Messina auf die Beschaffenheit ihrer Sinnesorgane und ihres Nervensystems eingehend untersucht, so dass dort bereits die Hauptresultate gewonnen wurden. Eine wesentliche Förderung aber erwuchs auch noch später unserer Arbeit dadurch, dass es uns an einem zweckmässig conservirten Material möglich war, unsere Untersuchungen in Jena während des Sommers fortzusetzen. Hierdurch waren wir in der Lage, zum Theil noch Mängeln abzuhelfen, die gewöhnlich Arbeiten anhaften, die am Meere unter erschwerten Verhältnissen ausgeführt werden, wo alle Beobachtungen auf einen immerhin beschränkten Zeitraum sich

zusammendrängen müssen. Wir haben daher in Jena micht nur alle Punkte noch einmal geprüft und alle wichtigeren Präparate noch einmal angefertigt, sondern es liessen sich jetzt auch noch Lücken in der Untersuchung ausfüllen und in viele Verhältnisse tiefere Einblicke gewinnen, wie dies mit jedem Gegenstand geschieht, mit welchem man durch längere Beschäftigung vertraut geworden ist.

Um bei der subtilen Untersuchung des Nervensystems und der Sinnesorgane über die Ergebnisse unserer Vorgänger hinauszukommen und die von uns aufgeworfenen Fragen beantworten zu können, mussten wir uns der vervollkommneten Methoden bedienen, wie sie sich nach und nach im Laufe der letzten 10 Jahre auf histologischem Gebiete herausgebildet haben; wir mussten weiter auch selbst diese Methoden zu vervollkommnen und dem einzelnen Object jedesmal besonders anzupassen versuchen. Das Verfahren, welches wir nach vielen Versuchen schliesslich eingeschlagen haben, ist leicht zu handhaben und wird Jeder, der sich desselben bedienen wird, die Präparate erhalten können, auf denen unsere Darstellung beruht und von denen wir möglichst naturgetreue Abbildungen gegeben haben. Da wir der Behandlungsweise zum grossen Theil die von uns erhaltenen Resultate verdanken, so wird eine kurze Beschreibung der angewandten Methoden hier zweckmässiger Weise einen Platz finden.

Bei den kleinen und durchsichtigen Medusen kann man schon einen Einblick in viele feinere Organisationsverhältnisse durch die Untersuchung des lebenden Thieres gewinnen. Namentlich kann man in den allgemeinen Bau der Sinnesorgane schon ziemlich weit eindringen. Um die Form der Otolithen festzustellen, ist man sogar allein auf die Beobachtung des lebenden Thieres angewiesen, da auch in sehr verdünnten Säuren eine rasche Auflösung derselben erfolgt. Dagegen muss als eine grosse Schattenseite bei dieser Untersuchung bezeichnet werden, dass die unter dem Deckglas beunruhigte Meduse sich lebhaft contrahirt und dadurch eine beständige Verlagerung des zu fixirenden Gegenstandes herbeiführt, was namentlich bei stärkerer Vergrösserung das Zustandekommen eines deutlichen Bildes sehr erschwert. Gewöhnlich schlägt die Meduse ihr Velum sehr energisch nach Innen ein und nimmt eine mehr kuglige Gestalt an, wobei die Oeffnung der Glocke verkleinert wird. In hohem Maasse wird hier die Untersuchung erleichtert, wenn man das Object in sehr verdünnter Osmiumsäure abtödtet. Für durchsichtige pelagische Thiere ist dieses Reagens allen andern vorzuziehen. Wenn man dasselbe nur wenige Minuten einwirken lässt, so behalten alle Gewebe ihre Durchsichtigkeit fast vollkommen bei, die Contouren der Zellen und ihre Kerne treten ein wenig deutlicher hervor. In dünnem Glycerin kann man das Object leicht präpariren, alle einzelnen Theile auseinanderlegen und in eine für die Beobachtung zweckmässige Lage bringen. Um die Zusammensetzung der Sinnesorgane und die Lageverhältnisse der einzelnen Theile zu erkennen, wird diese Methode in den meisten Fällen vollkommen ausreichen. Dagegen erhält man in die Beschaffenheit des Nervensystems sowie überhaupt in die Form der einzelnen Elementartheile ohne gute Isolationspräparate einen nur ungenügenden Einblick.

Auf die Herstellung von Isolationspräparaten haben wir besonders Zeit und Mühe verwandt. Wir versuchten zunächst durch Anwendung von verdünnter Essigsäure oder von verdünnter Osmiumsäure zum Ziele zu gelangen. Mit beiden Reagentien kann man brauchbare Resultate erhalten, doch besitzen beide Nachtheile, die eine bessere Methode wünschenswerth erscheinen lassen.

Bei Einwirkung dünner Essigsäure verlieren die einzelnen Theile des Medusenkörpers rasch ihren Zusammenhalt, sie zerfliessen förmlich. Hierdurch wird eine Handhabung des Objectes, eine genaue Isolirung bestimmter Theile, eine genaue Lagebestimmung unmöglich gemacht. Auch

lässt der Conservirungsgrad der einzelnen Elemente Manches zu wünschen übrig. Die besten Dienste leistet noch die verdünnte Essigsäure, wenn man kleine, gallertfreie Theile, wie z. B. die Tentakel oder die Randkörper der Acraspeden für sich zu maceriren versucht.

Ein anderer und zwar entgegengesetzter Nachtheil ist mit der Anwendung der Osmiumsäure als macerirendes Reagens verbunden. Es ist ganz erstaunlich, durch welche kleinen Quantitäten Osmiumsäure schon eine Erhärtung der Gewebe herbeigeführt wird. Schon Lösungen von 0,05% rufen nach Einwirkung von 3 Minuten nicht nur eine Gerinnung des Protoplasma, sondern auch der die Zellen verkittenden Zwischensubstanz hervor. Indessen lässt sich durch Einlegen in Glycerin eine bessere Lockerung der Elemente nach einiger Zeit erreichen, so dass Medusen, die 2-3 Minuten mit 0,05 % Osmiumsäure behandelt worden sind, in Glycerin eingelegt sich zu ganz brauchbaren Isolationspräparaten verwenden lassen.

Die gewissermaassen entgegengesetzten Nachtheile, die mit der Anwendung der Essigsäure und der Osmiumsäure zur Gewinnung von Isolationspräparaten verbunden sind, bestimmten uns eine Combination beider Reagentien zu versuchen. Dieselbe lieferte uns denn auch in zweckmässiger Mischung angewandt ganz vorzügliche Resultate. Wir verfuhren gewöhnlich in der Weise, dass wir die zu behandelnden Objecte je nach ihrer Grösse 2 bis 3 Minuten in eine Mischung von 0,2% Essigsäure und 0,05 % Osmiumsäure zu gleichen Theilen brachten und mit 0,1 % Essigsäure öfters auswuschen, bis die geringsten Mengen freier Osmiumsäure entfernt waren. Die Präparate blieben dann einen Tag lang in einer 0,1 % Essigsäurelösung, wurden darauf mit reinem Wasser ausgewaschen, mit Beale'schem Carmin gefärbt und in Glycerin aufbewahrt. Die Wirkungen beider Reagentien haben sich zur Herstellung vorzüglicher Macerationspräparate in zweckmässiger Weise combinirt. Trotz ihrer hohen Verdünnung hat die Osmiumsäure dem ganzen Präparat einen gewissen Halt gegeben. Die einzelnen Epithelzellen haften besser an einander und lösen sich nicht so leicht von ihrer Unterlage ab. Alle histologischen Elementartheile zeigen sich vortrefflich erhalten. Dagegen hat die Essigsäure durch Lösung der Kittsubstanzen eine leichtere Isolirung ermöglicht und zugleich der durch Osmiumsäure eintretenden gleichmässigen Gerinnung entgegengewirkt. Namentlich macht sich dieser Einfluss bei den unter dem Epithel gelegenen Theilen wie den Nervenfibrillen geltend, die sich in grosser Ausdehnung trotz ihrer beträchtlichen Feinheit ganz isolirt darstellen lassen. Die Essigsäure dringt in die Tiefe der Gewebe rascher als die Osmiumsäure vor.

Ein weiterer Vortheil stellte sich noch bei der Anwendung des Gemisches heraus. Schon bei der Untersuchung anderer Objecte, wie z. B. kleiner durchsichtiger Eizellen, war es uns aufgefallen, dass die Osmiumsäure bei Gegenwart von Essigsäure weit rascher von den Eiweissstoffen reducirt wird, als es ohnedem der Fall ist. Wenn dies gewöhnlich ein Nachtheil der combinirten Anwendung ist, so bietet es dagegen bei den durchsichtigen und wenig zellenreichen Medusen für die Untersuchung des Nervensystems grosse Vortheile dar. Es reduciren nämlich die Ganglienzellen und Nervenfibrillen die Osmiumsäure in höherem Grade als gewöhnliche Epithelzellen. Sie nehmen ein grünlich-braunes Colorit an und sind dadurch von den umgebenden Theilen leicht und mit Sicherheit zu unterscheiden. An dünnen Partieen kann man daher die Ganglienzellen in situ untersuchen und selbst in ihren feinsten Ausläufern über grosse Strecken verfolgen. Namentlich für das Studium der Subumbrella ist diese stärkere Schwärzung der nervösen Theile von dem grössten Werthe.

Die in der angeführten Weise hergestellten Macerationspräparate lassen sich in Glycerin lange Zeit unverändert conserviren, ohne auseinander zu fallen. Noch nach Ablauf eines halben Jahres haben wir sie zu sehr brauchbaren Isolationen verwenden können, da auch die feinsten