Nr. 8. 1912. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



XXVn. Jahrg. 95 



denn es ist sehr wahrscheinlich, daß die „Enzyme" ge- 

 nannte Klasse von Kräften keine gleichmäßige ist, 

 sondern viele Klassen ganz verschiedener Kräfte in 

 sich schließt, die durch ebenso viele verschiedene 

 Mechanismen wirken. 



Wir haben gesehen, wie Strukturbetrachtungen 

 zu zellendynamischen Vorstellungen geführt haben. 

 Umgekehrt kann eine Betrachtung dieser Dynamik 

 uns zu einem tieferen Verständnis der Struktur 

 zurückleiten. 



Protoplasma enthält gewöhnlich 80 und mehr 

 Prozent Wasser. Manche Lebewesen mögen sogar 

 noch mehr enthalten : z. B. die Medusen oder Quallen 

 enthalten, obgleich sie völlig feste Strukturen sind, 

 nur 3,7 bis 4,6 "/o feste Körper. Von diesen festen 

 Körpern sind über 3 "/q Seesalze, so daß man fast 

 sagen kann, die Glocke der Meduse, so fest wie eine 

 feste Gallerte, besteht aus organisiertem Seewasser. 

 Gewöhnliches Protoplasma ist nicht so dünn wie 

 dieses. Dennoch sind von seinen 15 oder 20"/,, 

 festen Bestandteilen ein beträchtlicher Teil anorga- 

 nische Salze und andere Elektrolyte, größtenteils in 

 Lösung, so daß sie kaum Festigkeit veranlassen. 

 Die übrigen Substanzen bestehen aus Fetten, Proteinen, 

 Lipoiden und anderem kolloidalem Material. Es ist 

 schwer zu verstehen, wie ein Organismus aus solchem 

 Material aufgebaut, eine so nahezu feste oder vielmehr 

 halbfeste Struktur wie das Protoplasma haben kann. 

 Wenn wir uns aber vorstellen, daß die Bestandteile, 

 aus denen das Protoplasma zusammengesetzt ist, in 

 verschiedenen Phasen verteilt sind, sind die Schwierig- 

 keiten nicht so groß. Wenn wir uns das Fett und 

 das Lipoid als in einer vom Wasser verschiedenen 

 Phase vorstellen, daß sie als eine Emulsion anwesend 

 sind, vielleicht durch irgend eine Substanz wie Seife 

 beständig gemacht, und wenn wir an andere Sub- 

 stanzen wie die Proteine denken als in einem kolloidalen 

 und viskosen Zustand gegenwärtig, und wenn wir uns 

 beide, die Kristalloide und die Kolloide, als zwischen 

 den verschiedenen Phasen verteilt vorstellen, so können 

 wir eine Struktur erhalten, die so fest sein wird, wie es 

 vom Protoplasma bekannt ist. So ist es leicht, Eier- 

 albumin, Ol und Zuckerlösung zu nehmen und sie so 

 gründlich zu mischen, daß die resultierende Emulsion 

 fest genug ist, um sie mit einem Spatel zu behandeln. 

 Ein festes System dieser Art wird technisch als ein 

 Schmiermittel gebraucht. Durch Emulgierung ge- 

 wisser schwerer Öle mit weniger als 1 "/o Wasser 

 kann eine so feste Emulsion aus den zwei Flüssig- 

 keiten gebildet werden, daß sie mit einem Messer ge- 

 schnitten werden kann. Diese Erwägungen klären 

 aber nicht alles auf, jedenfalls nicht für Pflanzen. 

 Ein Teil der Festigkeit vieler Pflanzenstrukturen 

 wird veranlaßt durch das Phänomen, das die Pflanzen- 

 physiologen „Turgor" nennen. Dieses Phänomen hat 

 viel Ähnlichkeit mit dem Aufblasen eines schlaffen, 

 leeren, elastischen Ballons mit Gas. Beim Turgor 

 indessen geschieht das Aufblasen durch Wasser, nicht 

 durch Gas, und die aufblasende Kraft ist nicht eine 

 mechanische, sondern osmotisch. Inwieweit der Turgor 



verantwortlich ist für die Starrheit in animalischen 

 Strukturen , ist noch nicht klar. Sicherlich existiert 

 etwas sehr Ahnliches in den roten Blutkörperchen. 



Wir haben die Konzentration von Substanzen an 

 den Oberflächen von fein zerteilten Phasen betrachtet; 

 aber nach denselben Gesetzen vollzieht sich auch die 

 Konzentration an größeren Oberflächen. Dieses Phä- 

 nomen muß nicht nur an den Kontaktflächen zwischen 

 den Phasen im Lmern statthaben, sondern auch an der 

 äußeren Oberfläche der Protoplasmamasse selbst. An 

 solchen Stellen müssen wir eine Konzentration von 

 Stoff haben. In der Tat kann experimentell gezeigt 

 werden, daß viele Lösungen wirklich ganz feste 

 Membrane bilden, selbst wenn gar keine Gelegenheit 

 da ist, daß Verdampfung stattfinden kann. Sehr 

 wahrscheinlich ist dieses Phänomen in vielen Fällen 

 Ursache für die Bildung biologischer Membrane und 

 kann auch in Anschlag gebracht werden für die 

 Differenzierung der äußeren Schicht, die man so oft 

 in Zellen beobachtet. Dies könnte einfach nur das 

 Resultat der Konzentration des Stoffes in der Außen- 

 schicht infolge der Oberflächenwirkung sein. Ein be- 

 achtenswertes Zeugnis für den Anteil der Oberflächen- 

 kräfte an der Zellmembranbildung kann man in den 

 Untersuchungen über Hämolyse finden, worunter das 

 Austreten von Hämoglobin durch die Membranen der 

 Blutkörperchen verstanden wird. Viele von den 

 Substanzen, die die Zellmembranen der roten Blut- 

 körperchen auf diese Weise ihrer Halbdurchlässigkeit 

 berauben, haben einen großen Einfluß auf die Ober- 

 flächenspannung. Derart sind die Seifen und die 

 Sapouine. Eine der Wirkungen gewisser Schlangen- 

 gifte ist abhängig von der Gegenwart eines Stoffes 

 dieser Art im Gift. 



Wenn diese Hypothese von der Stoffkonzentration 

 an der Zellenoberfläche richtig ist, dann ist es leicht 

 zu verstehen, wie viele Zellen die Kraft haben , eine 

 neue Membran auf einer Wundfläche zu bilden, wie 

 es geschieht, wenn eine Amöbe entzweigeschnitten 

 wird. Die Oberflächenenergien müssen sofort beginnen, 

 auf die neue Oberfläche zu wirken, bis sie ebenfalls ins 

 Gleichgewicht gebracht worden ist mit dem Innern, 

 gerade wie die übrige Zellenoberfläche. 



Diese Hypothese von der Membranbildung kann 

 zurzeit durchaus nicht in jedem Falle auf viele 

 spezialisierte Membranen angewendet werden, wie sie 

 in vielen Pflanzenzellen und in den roten Blut- 

 körperchen gefunden werden. Indessen können Ober- 

 flächenkräfte selbst an diesen morphologisch ver- 

 schiedenen und bleibenden Strukturen beteiligt sein. 

 Unter jenen, die dazu neigen, an Oberflächen sich an- 

 zuhäufen, finden sich kolloidale Stoffe. Viele von ihnen 

 koagulieren leicht und verändern sich derart, daß sie 

 mehr oder weniger dauernd unlöslich werden. Solche 

 Kolloide nennt man irreversibel, weil sie nicht leicht 

 wieder in Lösung gebracht werden können, nachdem 

 sie aus der Lösung gefällt worden sind. Wenn irre- 

 versible Kolloide an einer Oberfläche sich konzen- 

 trieren, neigen sie dazu, zu koagulieren. Auf diese 

 Weise können Membrane von hochgradiger Spannungs- 



