Zur Regeneration der Laubmoose. JOHANNA WESTERDIJK. Zur RegenerationderLaubmoose. = « INAUGURAL-DISSERTATION zur erlangung der philosophischen doktorwürde vorgelegt der HOHEN PHILOSOPHISCHEN FAKULTAT (mathematisch-naturwissenschaftliche sektion) der UNIVERSITAT ZÜRICH von JOHANNA WESTERDIJK, aus AMSTERDAM. begutachtet von herrn PROF. dR. hans schinz. Typ. F. E. MACDONALD, Nijmegen. I N H A L T. Seite. Einlejtung 1 Abschnitt I. Einteilung der Versuche und Methodisches 5 Abschnitt II. Besehreibung der Versuche 9 Abschnitt III. Morphologisches 50 Abschnitt IV. Schlussfolgerungen 55 0orrens ')beschreibteinen Fall(Eurrhynchiumstriatum), vvo er die Ablösung der Rhizoiden vom Stamm als Ursache der Verwandlung in Protonema betrachtet. Sie wilre hier also die Folge eines inneren Umstandes. Kiiie zweite innere Ursache sieht ei' in der Konstitution der Species, wahrend er nur fflr den Chlorophyllgehalt die aussern Umstande als inassgebend betrachtet. De Forest Heald ') erwahnt den Übergang von Protonema in Rhizoiden nach Verdunklung, ohne weitere Angaben. Es schien nach diesen sehr unvollstandigen Angaben von Interesse, die Frage naher experimenten zu prüfen. Es ist also der Zweck folgender Untersuchungen, die verschiedenen Umstande festzustollen, unter welchen einerseits Protonema, anderseits Rhizoiden an der Moospflanze entstehen, beziehungsweise, wie die Umwandlung der einen Forin in die andere erfolgen kann. Bevor ich zu der Einteilung und zur Beschreibung der Versuche übergehe, wil] ich ein paar Worte vorausschicken: iiber den BegrifJ' Rhizoid und Protonema. Die charakteristischen Eigenschaften der Rhizoiden sind: schiefstehende Scheidewande; Wandfarbung zuletzt braun oder rötlich; farblose, mit Plasma dicht erfilllte Spitzen; kleine lüngliche Leucoplasten; Seitenaste erster oder zweiter Ordnung manchmal viel dünner als die Haupt&ste. Diejenigen fflr das Protonema: querstehende Scheidewande; Membrane farblos; der ganze Faden mit grossen Chloroplasten dicht erfüllt, die Seitenaste von der Dicke des Mutterastes. 1) Correns. Untersuchungen iiber die Vermehrung der Laubmoose durch Brutoreane und Stecklinge. pag. 3i2 343. 2) D e 1 orest Heald. A study of Regeneration, as exhibited by Mosses. Botanical Gazette. 1898 p. 169. Die Rhizoiden dienen zui- Stoffaufnahme und zur Befestigung der Pflanze in dem Boden; das Protonema dagegen produziert die jungen Pflanzen, bezweckt somit eine möglichst grosse Ansammlung von Assimilaten. Die beiden Organe, die also dureh verschiedene, in ihrer respektiven Funktion bedingten Merkmale charakterisiert sind, sind wesentlich nur die beiden extremen Entwicklungsformen eines und desselben Uebildes. Diese Auffassung findet ihre Berechtigung in den zahlreichen Uebergangsfoi'men, die man zwischen den beiden wahrgenommen hat, und in der Tatsache, dass es Moose gibt, bei denen nur eine Form vorkommt, bei denen man also die Rhizoiden nicht vom Protonema unterscheiden kann. ABSCHNITT I. Einteilung der Versuche und Methodisches. E i n t e i 1 u n g. Die Bedingungen, welche Ursache sein kftnnten, dass die Moospflanzen in einem Falie Protonema, im andern Rhizoiden hervorbringen, sind zweierlei Art: 1. aussere, 2. innere. Die ausseren Bedingungen, welche in Betracht kommen sind: a. das Licht, b. die mechanische Beschaffenheit des Cultursubstrats (Kontakt), c. die chemische Zusammensetzung desselben, der Feuchtigkeitsgrad. Die inneren Bedingungen sind alle Erniihrungsbedingungen im weiteren Sinne. a. Correlationsverhïiltnisse. Auf das Entfernen von verschiedenen Teilen reagiert die Pflanze durch „Regeneration". Für die Neubildungen, die bei diesem Prozess entstehen, werden die Nahrungsstoffe verwendet, die sonst dem entfernten Teil zukommen wiïrden. Der entfernte und der neue Teil treten in antagonistische Correlation zu einander, d. h. das Vorhandensein des einen Teiles hemmt die Entwicklung des andern. Inwiefern nun Protomena und auch Rhizoiden als „Correlationsbildungen" auftreten können, soll durch die Experiinente erliiutert werden. b. Das Entwicklungsstadium der Planze. Auch das Alter der Pflanze, das Vorhandensein oder Fehlen von Geschlechtsorganen oder Früchten und die damit zusammenhangende Qualitiit und Quantitat von Nahrungsstoffen, dürften von Einfluss sein auf das Entstehen des einen oder des andern Organes. c. Die Nahrungsbedingungen, denen die Pflanze vorher ausgesetzt war. Die Quantitat der Assimilate, durch vor- oder nachteilige Wachstumsbedingungen verursacht, könnte auf die Ausbildung von Rhizoiden oder Protonema entscheidend wirken. Es wirken nun bei jedem Experimente immer verschiedene dieser Bedingungen zusammen, und wollte man für jede Bedingung gesondert die Experimente beschreiben, so würden zahllose Wiederholungen entstehen. Ich beschreibe die Versuche deshalb nach der Reihenfolge, wie sie mir am übersichtlichsten vorkommt. Den Einfluss jeder Bedingung an und für sich will ich dann in einem letzten „allgemeinen" Abschnitt besprechen. Ich mache folgende Einteilung: I. Versuche mit Pflanzen in horizontaler Lage. a., b., c., etc. Verschiedene Nahrböden. Art der Versuchspflanze. a., b., etc. Beleuchtet und verdunkelt. 1., 2., 3., etc. Ganze Pflanzen und verschiedene Teile. Anhang: Wiederholung einzelner Versuche mit vorher in abnormalen Bedingungen cultivierten Pflanzen. II. Versuche mit Pflanzen in vertikaler Stellung. a., b., c., etc. auf verschiedenen Substiaten. a., b., etc. Der abwarts oder aufwarts gekehrte Pol eingesteckt. Art der Versuchspflanze. 2. Fmidem taxifolius (L) Hedw. Fissidens adiantoides (L) Hedw. 8. Tortula muralis (L) Hedw. 4. Panaria hygrometrica (L) Sibth. 5. Dicranella curvata. (Hedw.) Schimper 6 Ceratodon purpureus (L) Brid. 7. Mniutn undulatum (L) Weis. Mnium rostratum Schrad. 8. Polytrichum commune. L. 9. Catliarinea undulata. (L) 10. Aulacomnium palustre (L.) Schwagr. ABSCHNITT II. BESCHREIBUNG DER VERSUCHE. I. Versuch mit Pflanzen in horizontaler Lage. Die Cultur fand statt in Petrischalen. — Das Substrat bestand aus: a. F i 11 r i e r p a p i e r mit Nahrlösung getrankt. HOOKERIA QUADRIFARIA. CULTUREN BELEUCHTET. 1. U n ve r 1 e t z t e P fl an ze n entwickeln am untern Pol direkt aus dem Stamme zahlreiche neue Rhizoiden, die sich durch die dunne Schicht des Papiers hindurchbohren und dann gezwungen sind sich an dessen Unterseite auszubreiten. Protoneinaaste entstehen nur vereinzelt und namentlich an Rhizoiden, deren Spitzen abgebrochen waren ') beim Loslösen aus dem Substrat. 1) Sielie iiber die Morphologic der Protoncmaentwickliing in Abschnitt III. Ausserdem ergrünen verschiedene Rhizoiden, dasheisst, die stabchenförmigen Leucoplasten nehmen eine grüne Farbe an; dabei bleiben aber die Wande braun und die Scheidewande schief. Die Endknospe ist stark gewachsen, hat sich aufgerichtet und ihre Blatter nach allen Seiten ausgebreitet. Manchmal entstehen an der Aufrichtungsstelle Rhizoiden. 2. Pflanzen, deren Vegetationspunkt entfernt ist. In diesem Falie entwickelt sich eine grosse Menge Protonema aus den Rhizoiden. Alle Seitenzweige entwickeln sich als echtes Protonema, und auch der Stamm selbst produziert keine Rhizoiden raehr, sondern Protonema. Auch die apicale Schnittflache erzeugt Protonemafaden, doch in viel geringerem Masse wie der basale Teil. Nach ein bis zwei Monaten Cuitur sieht man öfters, dass wieder Rhizoiden sich zu entwickeln anfangen, und dann hauptsachlich aus dem Stamme, bald mehr in der Mitte, bald den Polen genahert, doch immer nur dann, wenn Seitensprossen ausgetrieben haben. Nie beobachtete ich, dass die jungen Sprosse selbst Rhizoiden erzeugten, so wie wir das für andere Arten sehen werden. Auch die Blattinitialen können in diesem Falie zu Rhizoiden auswachsen, wahrend sie in der ersten Zeit auch nur Protonema erzeugen. 3. Entfernen wir den Wurzelpol, so wachst entweder die Endknospe sehr stark, wahrend sich an der basalen Schnittflache sehr wenig Protonema, mitunter auch ein einzelnes Rhizoid entwickelt, oder (aus einem unaufgeklarten Grund) die Pflanze zeigt kein weiteres Wachstum; dann wachst aber in sehr üppiger Weise Protonema aus dem basalen Pol hinaus, welches dann auch machmal zur Brutknospenbildung übergeht. 4. Vegetationspunkt und Wurzelpol entfernt. Beide Pole, der basale und der apicale erzeugen eine Menge Bevor ich zur Beschreibung der Versuche mit Pflanzen in vertikaler Stellung übergehe, sei hier als Uebergang etwas über den Zweck und über die Methodik dieser Experimente mitgeteilt. In den bisher beschriebenen Versuchen haben wir immer die Pflanzen gelegt, sn dass die beiden Stammespole denselben Bedingungen ausgesetzt waren. Es hat sich dabei herausgestellt, dass was Protonema und Rhizoidenbildung anbelangt, bei Hookeria und Mnium die Pole die bevorzugten Stellen für ihre Entstehung sind. (Selbstverstandlich ist hier nur von solchen Stücken die Rede, bei denen der Anlass zur Regeneration durch Entfernung eines Teiles an einem der beiden Pole gegeben war.) Die Xeubildungen waren immer qualitativ identisch; entstand am basalen Pol Protonema, (sei es an den Rhizoiden, sei es aus dem Stamm) so entwickelte es sich gleichfalls am apicalen Pol, doch in viel geringerer Quantitat. Auch am übrigen Stammteil entvvickelten sich Regenerationsbildungen, gewöhnlich aber erst viel spater. Bei Tortula, Dicranella, Funaria, scheint nur der untere Pol bevorzugt, wahrend der übrige Teil des Stammes sich gleich verhalt. Erfolgt die Regeneration durch Austreiben von Sei ten sprossen, so ist keine Bevorzugung an bestimmten Blattachseln wahrzunehmen. Es fragte sich nun, wie verhalten sich die Laubmoose, wenn man sie vertikal in irgend ein Substrat einsteckt; die beiden Pole beflnden sich dann unter verschiedenen Bedingungen. Es ist bekannt. dass Stecklinge von höheren Pflanzen in diesem Fall einen qualitativen Unterschied in den Neubildungen an den Polen aufweisen, mit andern Worten, eine Pol a rit at. Ueber diese Erscheinung bei Laubmoosen konnte ich in der Litteratur keine Angaben finden. Correns ') gibt an für Stecklinge von T h a m n i u 111 1) 1. c. pag. 279. alopecurum, dass bei niederliegenden Stammstücken die basale Schnittfl&che vor der apicalen bevorzugt ist und dass er an letzterer eine reichlichere Rhizoidenbildung hervorrufen könne, indem er das apicale Ende vertical in Sand einstecke. Es schien hier deshalb von Interesse Versuche über diese Frage anzustellen und ich bediente mich folgender Methoden: Ich cultivierte die Pflanzen in Cylinderglasern und füllte diese teilvveise mit Sand, der mit Nahrlösung benetzt wurde. Nachher cultivierte ich nur noch unter Flüssigkeit, (gewöhnlich Nahrlösung), weil es sich ergab dass unter diesen Umstanden die Regenerationsfaden rascher und in grösseren Mengen austreiben. Um den apicalen Pol in die Bedingungen des basalen zu bringen ohne die Lage der Pflanze zum Erdcentrum zu iindern, machte ich folgende Einrichtung: In einen kleinen Erlemeyerkolben (100 ccm. Inhalt) brachte ich etwas Sand, füllte den Kolben weiter mit Nahrlösung und spannte ein Stück Gaze von grosser Maschenweite über die Oeffnung. Beim Umkehren kann keine Flüssigkeit herauslaufen und es sinktder Sand in den Hals des Kolbens. Wir haben also in dem umgekehrten Kolben, von unten angefangen: Sand, (in dem Halse) Nahrlösung und eine Luftschicht. Die Stecklinge brachte ich mit dem obern Pol durch die Gaze in den Sand hinein und der umgedrehte Erlemeyerkolben, aus dem also die Stecklinge mit der Basis hinunter hangen, brachte ich indieserLage in ein Cylinderglas in dessen Raum also die Stammchen frei hervorragen. Das Cylinderglas wurde mit Nahrlösung gefüllt bis zur Oeffnung des Kölbchens. Die Stecklinge sind dann mit dem apicalen Pol in Sand eingesteckt; der übrige Teil ist unter Wasser und die Lage zum Erdcentrum ist eine aufrechte geblieben. Versuche in dieser Weise vorgenommen sind also vollkommen vergleichbar mit denjenigen, bei welchen die Pflanzen, mit dem basalen Pol in Sand eingesteckt, unter Wasser cultiviert wurden. Daneben kann man dann die Bedingungen für beide Pole gleich machen, indem man in den Erlemeyer bloss Nahrlösung und keinen Sand hineinbringt. Die Stecklinge sind dann auf ihrer ganzen Lange beleuchtet und in Wasser getaucht. \\ i 11 man den Teil der in den Kolben hineingesteckt ist verdunkeln, so spannt man schwarzes Tuch über die Oeffnung und klebt schwarzes Papier urn den Kolben. II. Versuche mit Pflanzen in vertikaler Lage. a. Cultur auf Sand. «. Pflanzen, deren nach unten gekehrter Pol in Sand eingesteckt ist. HOOKERIA QUADRIFARIA. A. Stellung aufrecht. (der basale Pol ist der eingesteckte.) Die Versuche wurden im Frühjahr angestellt; daher wiesen die Pflanzen keine Brutknospen auf. 1. Unverletzte Pflanzen. An der Basis treten zahreiche neue Rhizoiden auf. Der übrige Teil des Stammes bleibt ohne Regenerationsfaden. Nur entwickeln sich neue Rhizoiden. 2. Nach Entfernung der Spitze bildet dei apicale Pol Protonemafaden, die zwar kurz bleiben (noch kürzer bleiben sie, wenn in feuchter Luft, statt in Wasser cultiviert wird) jedoch sehr regelmassig auftreten ohne vorhergehende Zwischenbildungen. (Fig. 17.) Brutknospenentwicklung tritt nicht immer auf. 3. Pflanzen mit entfemter Spitze und entferntem Wurzelpol. Regenerieren wie die Stecklinge im Falie 2. 4. Entfernung des Wurzelpoles, Ergibt dasselbe Resultat wie unverletzte Pflanzen. B. Stellung umgekehrt. (Der apicale Pol eingesteckt.) Cultiviert man dagegen die Stammchen in umgekehrter Lage so ergibt sich für: 1. Unverletzte Pflanzen. Die eingesteckte Spitze wachst weiter und krümmt sich aus dem Sande hinaus, bildet Rhizoiden aus dem Stammesteile, der mit dem Sande in Berührung ist, ja, sogar die eingesteckten Blatter erzeugen Rhizoiden. Die Rhizoiden am basalen Pol bringen sparlich Protonema hervor. Entfernt man den Rhizoiden tragenden Teil, so bildet die Schnittflache in ausserordentlich üppiger Weise Protonemafaden. Die Quantitat von Protonema übertrifft bedeutend die.jenige, die aus dem apicalen Pol ihren Ursprung nimmt, wenn dieser aufwarts gekehrt und abgeschnitten ist. Die nicht mit dem Sande in Berührung tretenden Blatter entwickeln Brutorgane oder auch lange Protonemafaden, deren Seitenzweige wieder Brutknospen bilden. 2. Spitze e n t f e r n t. Der apicale, eingesteckte Pol treibt einen Büschel von Rhizoiden; die Blattregeneration ist gleich derjenigen für die unverletzten Pflanzen beschriebenen. 3. Entfernung von Spitze und Wurzelpol ergibt wieder die Bildung von Protonema aus dem basalen aufwarts gekehrten Teil. Macht man die namlichen Versuche im Herbst, wenn die Blatter mit Brutknospen überdeckt sind, so treiben letztere in der Nahrlösung machtig Protonema, welches sich der Lichtquelle zuwendet. Die Pflanzen sind von grünen, flottierenden Kaden ganz umgeben. Dagegen scheinen die Stecklinge jetzt viel mühsamer Rhizoiden zu bilden. Der apicale Pol treibt kaum Rhizoiden, wenn er in Sand eingesteckt wird. Ebenfalls unter- bleibt die Rhizoidenbildung der mit dein Rode» in Berührung tretenden Blatter. Auf den Hookeria-Pflanzchen die auf dein Baumfarn wachsen ist die Brutknospenzahl an den zu oberst stellenden Blattern eine weit grössere, als an den untern. Gewöhnlicli haben die letzteren gar keine. Man kann die Blatter aber veranlassen auszutreiben, indem man den obern Stammesteil entfernt. Die untern Blatter erzeugen dann eben so viel Protonema, wie es die oberen tun würden. 4. Entblatterte S t a m me. Treiben massenhaft Protonema (niemals Brutorgane) um die Anlagen der Seitenknospen herum. Stecken wir den einen Pol ein, der in einer dei oben beschriebenen Weisen Protonema gebildet hat, so können wir konstatieren. dass die Faden farblos werden, und dass sich aus dein eingesteckten Pol neue Rhizoiden entwickeln; doch niemals sehen wir Rhizoiden als Seitenzweige oder als Fortsatz von Protonemaasten entstellen. Oefters tritt eine Braunung auf, die von den Scheidewanden ausgeht; doch das Ende ist immer dass die Faden absterben. Der Übersichtlichkeit lialber gebe ich hier noch ein Schema von den Regenerationsverhaltnissen bei Hookeria, in vertikaler, sowie in horizontaler Stellung. ') 1) Erklarung zu den Figuren im Text: (siehe niichste Seite). Einfache Linie ist Rhizoid. Doppelte Linie ist Protonema. Punkt ist Brutknospe. I und II. Pllanzen liegend auC Filtrierpapier. III und IV. Ptlanzen basal in Sand eingesteckt (Cultur in feuchter Lu ft). V und VI. Pllanzen apical in Sand cingesteckt (Cultur in feuchter Lu ft). a. Pllanzen oline Vegetationspunkt. b. Pllanzen mit Vegetationspunkt. FISSIDENS ADIANTOIDES. Genau dieselben Versuche sind mit dieser Gattung angestellt worden. Die Resultate sind dieselben wie bei Hookeria, Wieder entstehen basal Rhizoiden und apical Protonema (letzteres reichlicher wie bei Hookeria und immer aus den der Schnittflache am meisten genaherten Blattachseln), doch bei umgekehrter Lage ist die Protonemabildung (am basalen Pol) bei weitem üppiger.') Es gehen der Protonemabildung nie, wie das bei den auf Piltrierpapier oder Sand liegenden Pflanzen der Fall war, echte Rhizoiden oder Zwischenbildungen voraus. *) Beiden Stecklingen ist die Entwicklung von Rhizoiden oft nicht nur auf den eingesteckten Teil beschrankt, sondern erfolgt auch, doch spiirlicher, aus etwas höheren Blattachseln; ausserdem sind sie da manchmal als Zwischenformen ausgebildet. Entfernung der Blatter hat auch hier eine üppige Produktion von Protonema aus den Blattachseln zur Folge. MNIUM UNDULATUM. Junge Ausliiufersprosse zeigen, sowie bei früheren Versuchen, wieder keinen Unterschied von Rhizoiden und Protonema. Beide Pole produzieren dieselben Gebilde. Nur ist bei dieser Pflanze von Interesse, dass auch die Blatter am Stamm regenerieren und zwar in den Fiillen, wo die Spitze abgeschnitten war. Es treiben aber nur die Blatter, die mit dem Sand in Berührung sind „Protonema" aus, es bilden sich ganze Knauel.3) Isolierte Faden finden 1) Am basalen Pol entstehen die Protonemal'iiden aus der Schnittflache. 2) Pag. 17. 3) Die Regenerationsfaden bei Mnium bezeiehne ich nur mit dem Namen //Protonema". 3 sich hie und da an den obern Blattern. In zwei Fiillen unter den 27 Stammchen, die ich untersuchte, trat eine ausserst sparliche Rhizoidenbildung an mit Endknospe versehenen Pflanzen auf. In der Mitte des Stammes bildet sich hie und da „Protonema". An natürlichen Standorten fand ich auch verschiedene Exemplare, die an den untersten, den Boden berührenden Blattern „Protonema" entwickelt hatten. In einigen Pallen war die Spitzo angefressen worden. Die andern Exemplare cultivierte ich weiter, teilweise in Wasser, teilweise in feuchter Luft, schnitt sogar ein Stück vom Wurzelpol ab, doch der Stamm zeigte kein Endwachstum mehr. Die Endknospe war also nicht mehr entwicklungsfahig, was dieselbe Folge zu haben scheint wie das Entfernen des Vegetationspunktes. Wohl muss ich hinzufiigen, dass die Produktion in künstlichen Culturen viel üppiger war wie in der Natur. FUNARIA HYGROMETRICA und TORTULA MURALIS. A. Stellung aufrecht. Beide Pflanzen, die besonders leicht regenerieren, zeigen in der Cultur unter Wasser eine üppige Produktion von Protonema und an letzterem eine Unmenge von jungen Pflanzen. Das Protonema zeigt aber keine polare Bevorzugung: es tritt über den ganzen Stamm auf. Wachst die Endknospe, (oder eine der dieselbe ersetzenden Seitenknospen) so tritt bedeutend weniger, aber doch noch immer ziemlich viel Protonema hervor. B. Bei Cultur in umgekehrter Stellung stellt gewöhnlich die Endknospe ihr Wachstum ein, und der aufwarts gekehrte, basale Pol ist dann die bevorzugte Stelle für Protonemabildung. Auch wiederholte ich den in der Einleitung von Sachs erwahnten Versuch, namlich das Umdrehen eines Moosrasens. Tortula muralis zeigt in der Stellung wirklich eine üppige Production von Protonema aus den Rhizoiden und bildet eine Menge neuer Pflanzen. Ich hebe hier aber besonders hervor, uab» «t-uei die Endknospe, noch die Seitenknospen ausgetrieben haben. p. Pflanzen, deren nach oben gekehrter Pol in Sand eingesteckt ist. HOOKERIA QUADRIFARIA. A. Stellung aufrecht. (Der apicale Pol in Sand eingesteckt) 1. Unverletzte Pflanzen. Die eingesteckte Endknospe ist nach drei Wochen abgestorben. Etwas unterhalb derselben treibt der Stamm sparliche Rhizoiden; manchmal sind die Querwande gerade und die Leucoplasten ergrünt. Aus den basalen, in Wasser schwebenden Rhizoiden und aus dem basalen Stammteil bildet sich eine Masse von Protonema. 2, Bei au f beiden Seiten abgeschnitt-enen Pflanzen treibt der basale Pol Protonema, der apicale, eingesteckte, Rhizoiden. Diese entstehen oben aber nur in sehr geringer Quantitat; in vielen Fallen entsteht sogar nichts. B. Stellung umgekehrt. (Der basale Pol in Sand eingesteckt) 1. Ist die Pflanze unverletzt, so treibt nur der basale Pol wenige Rhizoiden, oder auch gar keine. 2. An beiden Seiten abgeschnittene Pflanzen treiben am basalen Pol Rhizoiden, wie es mir vorkam, im allgemeinen etwas mehr, wie die apicalen Pole in aufrechter Stellung, doch jedenfalls viel weniger in Anzahl, als wenn einer der beiden Pole abwarts gekehrt eingesteckt war. schon bevor sich junge Pflanzen entwickelt haben. Nur eine Cultur produziert Knospen. Das andere Protonema erzeugt Rhizoiden, die in den Boden hinein wachsen. Keimung auf Ag ar. Das Protonema, an dem die Knospenbildung unterbleibt, bildet fast keine Rhizoiden. Die Quantit&t ist jedenfalls verschwindend klein gegenüber der auf Sand entstandenen. Keimung in Nahrlösung. Das Protonema zeigt keine Rhizoidenbildung. Wohl entwickeln die jungen Pflanzen solche an der Basis. Anfanglich entstehen an der Stelle auch noch Protonema-Aste spater nur noch Rhizoiden. Keimende Brutkörper von AULACOMNIUM PALUSTRE. Die Cultur auf Sand konnte mir nicht gelingen. Die Brutkörper keimen nur in geringem Masse, trotzdem ich den Sand sehr feucht hielt. In Nahrlösung entwickelt sich das Protonema aber in sehr flppiger Weise. Nach 5-6 Wochen treten die ersten Knospen auf. Wahrend der nachtstfolgenden zwei Wochen wachsen die jungen Pflanzchen kraftig, bilden an deiBasis Protonemafaden und Rhizoiden durcheinander. Bei einigen schnitt ich die Spitze ab. Die Folge ist. dass mehr Protonema aus der Stammesbasis hinaus wachst und dass dazu die Seitenzweige der Rhizoiden sich alle zu Protonemafaden entwickeln. Dann aber fangen sie an schmachtiger auszusehen, die Spitzen sterben allmahlich ab, (vielleicht weil sich Algen in der Nahrlösung entwickeln.) Dagegen ist die Protonemaproduction an der Basis eine ebenso ausgiebige wie zuvor. Schliesslich geht auch das Protonema zu Grunde. so ist, (wiu in dom Schema angogeben) die Protonemabildung eine bedeutende. Als wichtig betrachte ich auch die Tatsache, dass die jungen kraftig wachsendon Seitensprossen der Tortulaund Ceratodonpflanzchen trotz der Beleuchtung nur Rhizoiden und niemals Protonema entwickeln. Sind auch, was das Rhizoidensystem anbelangt, die alteren, aus der Erde losgelösten Pflanzchen niemals intakt, so dass immer eine Spur Protonema gebildet wird, so sind doch diese jungen Seitenknospen in keiner Weise verwundet worden und zeigen darum auch durchaus keine Protonemaproduktion. Bei Hookeria scheint der Mutterstamm die Bildungder Khizoiden für den Seitenspross und mit diesem den höheren Anspruch, den die stark wachsenden Triebe an die Nahrungsaufnahme stellen, übernommen zu haben. (Pag. 10.) Wir sehen also an der Produktion von Rhizoiden unter Lichteinfluss, dass nicht dieser die Ursache für Protonemabildung sein kann. Wohl ist das L i c h t eine Bedingung, die ausser diesen innern, ernahrungsstörenden Faktoren ') erfilllt sein muss, wenn das Protonema sich normal ausbilden soll. Die teilweise verdunkelten Hookeriapflanzen (Pag. 13) konnten trotz der Entfernung des Vegetationspunktes namentlich am verdunkelten Teil kein Protonema hervorbringen. Verdunkeltes Regenerationsprotonema bildet sich nicht weiter aus. Andere Gattungen (Tortilla, Funaria) die iin Dunkeln wohl regenerieren, zeigten entweder Fiiden mit bleichen Chloroplasten und geraden Scheidewiinden (was gewöhnlich für die Blatter der Fall ist) oder mehr oder weniger schiefwandige Übergangsgebilde. (am Tortulastamm). Pag. 16. Jedenfalls gehtein Protonema-Ast durch Verdunklung nicht 1) c. f. pag. 5. zur Folge. Ebenso produziert die Stammesmitte nur dann Rhizoiden, wenn dieselbe eingesteckt worden ist. Fissidens scheint allerdings eine Ausnahme zu machen. Es entstehen bei dieser Pflanze auch Rhizoiden aus nicht Kontakt vermittelnden Blattachseln. Auch bei Mnium wird die Entwicklung der Regenerationsfilden durch Kontakt bedeutend bevorzugt. Man vergleiche bloss was Lange und Quantitat betrifft, die Faden, die sich in Wasser entwickeln mit denen, die beim Kontakt mit Sand oder Filtrierpapier entstanden. Gerade die Eigenschaft, dass ihre Ausbildung so sehr vom Kontakt beeinflusst wird, würde auf eine „Rhizoiden" Natur dieser zweideutigen Gebilde hinweisen. Bei anderen Gattungen, wo die Regenerationsbildungen eine völlige Protonemanatur besitzen, übt der Kontakt auf sie keine vorteilhafte Wirkung aus; im Gegenteil, die Protonemaentwicklung wird gerade durch entgegengesetzte Bedingungen gefördert; so namentlich durch ein flüssiges Milieu. Ich mache hier bloss aufmerksam auf die enorme Ausbreitung, die das Blattprotonema von Hookeria in Fliissigkeit erreicht, auf die Steigerung der Protonemabildung an der apicalen Schnittflache von Hookeria-und Fissidensstammen unter Wasser, schliesslich auf die Keimung der Hookeria-Brutknospen unter Wasser, die in feuchter Luft unterbleibt. Ja, ich möchte den charakteristischen Merkmalen fiir Rhizoiden und Protonema (wie auf Pag. 3) eine physiologische Eigenschaft hinzufügen; namlich zu denjenigen der Rhizoiden: „Entwicklung an Kontakt mit festen Teilchen gebunden", und zu der von Protonema: „Entwicklung durch ein wasseriges Milieu bedeutend gefördert". Doch die Regenerationsgebilde an den Blattern und Stammen von [Mnium desshalb als Rhizoiden zu erklaren, im Gegensatz zu allen andern Regenerationsbildungen, die Protonemanatur haben, möchte ich nicht. Es ist aber merkwürdig, dass das Protonema mit der aussern ÜBERSICHT DER BENUTZTEN LITERATUR. Corkens. C. Untersuchungen über dié Vermehrung der Laubmoose durch Brutorgane und Stecklinge, 1899. Crone, G. von der, Ergebnisse von Untersuchungen über die Wirkung der Phosphorsaure auf die höhere Pflanze. Diss. Bonn 1904. Forest Heald, F. de, A study uf Regeneration as exhibited by Mosses. Botanical Gazette. LS98. Goebel, K. Organographie der Pflanzen, 1898. „ Beitrage zur Kenntnis australischer und neusee- landischer Bryophyten, Flora 1906. „ Allgemeine Regenerationsprobleme. Flora 1905 Erganzungsband. „ ï'ber Jugendformen von Pflanzen und deren künstliche Wiederhervorrufung. Sitzungsberichte der königl. Bayrischen Academie. 1896. Haberlandt, G. Physiologische Pflanzenanatomie, 3. Auflage 1904. Müller—Thuröau, H. Die Sporenvorkeime und Zweigvorkeime der Laubmoose. Arbeiten des botan. Institutes in Würzburg. Bd. I. 1874. Paul. H. Beitrage zur Biologie der Laubmoos-rhizoiden. Englers Jahrbücher. Bd. 32. Zur Regeneration der Laubmoose. von JOHANNA WESTERDIJK. EINLEITUNG. Es ist bekannt, dass bei einer grossen Zahl von Moospflanzen jedes Organ nach der Abtrennung von den übrigen Teilen Protonema hervorbringt, welches neue Pflanzen bilden kann. So wurde die Entwicklung von Protonema beobachtet aus Blattern und Stammstücken. G o e b e 1 ') beschriebt sogar (bei Schizostega) den Übergang der Scheitelzelle in Protonema. Was aber die Rhizoiden betrifft, so herrschte lange Zeit die Ansicht, es genüge, dieselben dem Einflusse des Lichtes auszusetzen, um Protonemabildung hervorzurufen, ohne dass irgend vvelche, ftir die übrigen Organe notwendige Ursache zu einem Regenerationsvorgang vorhanden sei, weil eben Rhizoiden und Protonema als zwei ausserste Formen einer und derselben Bildung aufgefasst werden, deren spezifische Eigenschaften von der Beleuchtung abhangig sind. Dieser Ansicht war Sachs.') Erbehauptet: Sekundares Protonema kann sich nun aber auch aus jedem Rhizoid, wenn es dem Lichte ausgesetzt und feucht gehalten wird, bilden; bei manchen Arten (Mnium, Bryum, Barbula, u. a.) 1) Go e bel. Sitzungsberichte der Bavr. Akademie "189H. 2) Sachs. Lehrbuch der Botanik 4te Autlage. p. 3(56. 1 genügt os, einen Moosrasen mit seinem Wurzelfllz nach oben gekehrt, einige Tage lang feucht zu halten, urn hunderte von Pflanzen auf diese Wei se entstehen zu sehen." Bei M ü 11 e r-T hurgau ') findet sich eine Abbildung, vvelche zeigt, dass die über den Boden wachsenden Rhizoidzweigen grün gefarbt sind und völlig mit dem Protonema übereinstimmen. Diese Figur finden wir öfters in Lehrbüchern zurück, wie z. B. in Luerss e n's Handbuch der systematischen Botanik. Der Verfasser giebt an: „Die den Wachstumstypus der oberirdischen Vorkeimzweige genau wiederholenden Rhizoiden der Vorkeime können aber unter günstigen Verhaltnissen wieder aus dem Boden hervorwachsen und dann sogleich wieder die Eigenschaften chlorophyllhaltiger Zweige annehmen. Es können aber auch die von den Rhizoiden der Vorkeime morphologisch und physiologisch nicht unterschiedenen Rhizoiden beblatterter Moospflanzchen über die Bodenoberflftche hervorwachsen und ausserhalb der Erde zu normalen Vorkeimaxen oder Zweigvorkeimen sich entwickeln: sie passen sich also wie die Protonemarhizoiden den veranderten Lebensbedingungen an." G o e b e 1hat aber nachgewiesen, dass der Vorgang nicht auf einer einfachen Lichtwirkung beruht. Seine im Dunkeln gekeimten und mit Zucker ennihrten Sporen von Funaria produzierten ein Protonema mit geraden Querwanden, das aber des Chlorophylls entbehrte. Er betrachtet das Licht nur als eine Bedingung; als ausschlaggebend für die Bildung des Protonemas aber andere Faktoren, nach seiner Mèinung wahrscheinlich Correlationsverhaltnisse. Experimentelle Beweise fehlen aber noch. 1) MüllerThurga u. Die Sporenvorkeime and Zweigvorkeirae der Laubmoo9e. Arbeiten des bot. Inst. Wiirzburg. 1874. 2) 6 o e b e 1. Organographie. pag. 340. A., B., Stellung aufrecht oder umgekehrt. 1., 2., 3., etc. Ganze Pflanzen und verschiedene Teile. IJl. Versuche mit primarem Protonema. In diesen Versuchsreihen treten die obengenannten inneren und aussern Bedingungen in verschiedener Combination auf. Methodische s. Die Methode ist bei diesen Untersuchungen sehr einfach. Iin Anfang von jeder Versuchsreihe will ich niiheres angeben, doch hier will ich erwahnen, dass die zu untersuchenden Pflanzen cultiviert wurden in einer Niihrlösung oder auf verschiedenen mit derselben getriinkten Nahrböden. Die Nahrflüssigkeit hatte die Zusammenstellung wie sie von der Crone1) angibt, namlich: 1 Gr. Kaliumnitrat, 0.5 Gr. Calciumsulfat, 0.5 Gr. Magnesiumsulfat, 0.5 Gr. einer Mischung (1:1) von Ferrophosphat und tertiarem Calciumphosphat, nicht in 1 L. destillierten Wassers (wie die Angabe), sondern in 4 L. gelöst. Die starkere Lösung zeigte sich für einige Moose unbrauchbar. Wenn nicht niiheres angegeben, so ist immer, wenn von „in Flüssigkeit cultiviert" die Rede ist, diese Niihrlösung gebraucht. Die Gefasse, in denen die Cultur stattfand und die Nahrböden wurden nicht sterilisiert. Versuche zeigten, dass dieses Verfahren überflüssig ist. In den warmen Monaten :.Tuni, Juli und August, trat eine Invasion van niedern Organismen, speziell von Cyanophyceen und farblosen Infusorien auf, die wahrend einiger Zeit die Cultur unmöglich machten. Wahrend der übrigen Jahreszeit hat man keine Schwierigkeiten, ') O, von der Crone. Ergcbnissc von Untersiicliungcn i'ilier die Wirkung der Phosphorsiiure auf die höhere 1'llunze und eine neue Niihrlösung. Di.«s. Bonn 1904. wenn jede Woche frisch ge mach te Nahrlösung aufgegossen wird. Nur in den Culturen, denen Zucker zugefiigt wurde, waren die Moose gewöhnlich nach zwei Wochen ganz von Bakterien und Hefen umsponnen. Versuche mitHinzufügung von Thymol und anderen Antiseptica in verschiedenen Konzentrationen, erwiesen die Moose weit empfindlicher als die Bakterien. Die Versuchspflanzen. In Betracht kamen nur solche Moose, welche überhaupt regenerieren und welche möglichst rasch regenerieren, damit die Gefahr für Verunreinigung möglichst klein wird. Als ungeeignet erwiesen sich auch Arten mit bleibendem Wurzelfilz. Am meisten geeignet zeigte sich: 1. Hookeria quadrifaria (Pterygophyllum Smith eine neuseelandische Art, welche in grösseren Quantitaten auf Dicksonia antarctmi Labill und Cyathea medullaris Sw. im Münchener botanischen Garten vorkam. Als Schattenpflanze musste man sie im diffusen Licht cultivieren. Eine Eigentümlichkeit dieser Art, (welche auch andern Arten eigen ist, z.B. der europaischen verwandten Art Pterygophyllum (Hookeria) lucens (L.) Brid), welche die Regenerationserscheinungen noch interessanter macht, ist die Bildung von Brutknospen an den Blattern aus einer bestimmten Initialenschicht, namlich der dritten oder vierten Zellreihe voin Rande. Diese Brutknospen sind Protonemafaden, die sich allmahlich zu Brutorganen, mit Haken versehen, umbilden. (Abbildung beiGoebel.') Speziell imHerbst findet man die Blatter mit einem Saum von Brutorganen bedeckt. I) G o c b e 1. Keilriige zur Keuutuiss aiistralisclicr und neiiseeliindisoher Bryophyten. Flora 190(). lig. 4it. von Protonema, jedoch ist der erste bei weitem der bevorzugte. Auch hier hat Seitensprossentwicklung wieder Rhizoidenbildung über den ganzen Stamm zur Folge. Am basalen Pol entwickeln sich anfanglich öfters Übergangsformen zwischen Rhizoiden und Protonema: es sind das namentlich Faden mit schiefstehenden Scheidewanden, sehr schwach gebriiunten Membranen und grossen Chloroplasten. Auch andere Kombinationen der verschiedenen Merkmale können vorkommen: schliesslich entsteht aber nur noch Protonema. Kinen etwas anderen Verlauf hat die Regeneration in den oben beschriebenen Fiillen, wenn die Pflanzen, mit denen man experimentiert, mit Brutknospen bedeckt sind. Die Menge Protonema, die nach Entfernung von einem oder beiden Polen gebildet wird. ist eine bedeutend grössere; Seitenknospen entwickeln sich fast nie. Bei vielen Exemplaren bedeckt sich auch der Stamm mit zahlreichen Brutknospen und die bisher noch rullenden Blattinitialen treiben aus. Auch bei unverletzten Pflanzen unterbleibt manchmal die Entwicklung der Endknospe und dann bilden auch die Rhizoiden ein grosses Quantum Protonema. Es scheint die ganze Pflanze in besonderer Weise dazu disponiert zu sein, Protonema zu erzeugen. 5. Starnme, deren Blatter entfernt sind, mit oder ohne Wurzelpol und Vegetationspunkt treiben eine Umnenge von Protonemafaden, hauptsachlich um die Anlagen der Seitensprosse herum. Letztere entwickeln sich nicht oder nur sehr wenig. Oft entfaltet sich das erste Blattchen, welches man zwischen den Protonemabüscheln hervorragen sieht. Lasst man hie und da ein Biattsitzen, so treibt auch dieses in ausgiebiger Weise Protonema. Der basale Pol ist wieder der bevorzugte. 6. Isolierte Rhizoiden, das heisst, das untere Stammesstttck mit den zugehörigen Rhizoiden werden gesondert cultiviert. Ungefa.hr die Hülfte der untersuchten Exemplare starb niir ab, doch aus den übrigen entwickelte sich Protonema. Neue Rhizoiden sah ich nicht entstehen. 7. Isolierte Blatter. In der Natur findet man meistens die Initialen zu Brutorganen ausgewachsen; seltener beobachtet man Protonemafaden oder Rhizoiden. In den oben beschriebenen Culturen, wo auch die Blatter mit dem Stamm in Verbindung waren, entwickelten sich hauptsachlich Brutorgane. Abgetrennte Blatter in der Cultur bilden dagegen nur Protonemafaden aus den Initialen. Nur ausnahmsweise fand ich einen Faden, der sich in ein Brutorgari umgewandelt hatte. Nach vier oder fünf Wochen schien es mir, dass die Protonemafaden sich in Rhizoide verwandein wolltenj; sie zeigten namlich eine deutliche Brilunung der Membrane. Bei naherer Untersuchung steilte es sich aber heraus, dass diese Braunung nur der Anfang des Absterbens war. Es fragte sich nun, ob nach Entfernung der Initialen das übrige Blattgewebe Neubildungen zu produzieren im Stande sei. Die aussersten, Initialen enthaltenden Zellschichten wurden vorsichtig entfernt, und nun gingen die Leitzellen des Blattes zur Protonemabildung über und zwar sehr oft reichlich an der Basis. (Fig. 3.) Den Mittelnerv zu entfernen und das zwischenliegende Blattgewebe weiter zu cultivieren, gelang nicht. Die Stücke sind wahrscheinlich zu klein. Betrachten wir schliesslich noch das Schicksal des Regenerationsprotoncmas, so finden wir, dass dasselbe in keinem Falie eine Knospe erzeugt hat. Langer als zwei Monate lasst es sich nicht in Cultur behalten, offenbar sind die Bedingungen fttr eine dauernde Cultur ungünstig. Auch auf den Baumfarnen fand ich öfters Stammchen, die Protonema erzeugt hatten, oder ausgekeimte Brutknospen; doch junge Pflanzen hatten sie nicht gebildet. Culturen verdunkelt. Ganzlich verdun kol te Pflanzen. Die Petrischalen werden mit schwarzem Papier überzogen. An keiner der Versuchspflanzen tritt eine nennenswerte Produktion von Rhizoiden oder Protonema auf; viele zeigen jedoch ein Austreiben von Seitenprossen, die aber schliesslich doch mit dem Mutterstainme zu Grunde gehen. Teilweise verdunkelte Pflanzen. Spannen wir schwarzes Papier über den basalen Pol, so ffthrt dieser in allen Kallen (sei es, dass die Spitze des Stammes abgeschnitten ist oder nicht) fort, Rhizoiden zu produzieren. Nicht also der apicale Pol, der, wenn er verdunkelt wird, keine Neubildungen produziert. Ein Paar Mal zeigten sich Zwischenbildungen, niemals echte Rhizoiden. Verdunkelt man einen Pol, der vorher Protonema entwickelt hatte, so stirbt dieses unter dem Papier ab. In keinem Falie bildet es neue Zweige; ist der Pol ein basaler, so erzeugt wohl der Stamm selbst neue Rhizoiden. Isolierte Stamme, Blatter und Rhizoiden regenerieren nicht im Dunkeln. TORTULA MURALIS. Culturen beleuchtet. 1. Unverletzte Pflanzen. Beim Abspülen der Erde von den Tortulapflanzchen wurden sehr oft samtliche Rhizoiden mit abgerissen. Um ein intaktes Rhizoidensystem zu bekommen, kann man die Pflanze einige Zeit in Wassercultur züchten, mit verdunkeitem Rhizoidenteil. Gewöhnlich haben sich nach 10—12 Tagen genügend Rhizoiden gebildet. Zwar zeigen die Rhizoiden in Wassercultur nie so feine Verzweigungen wie in der Erde, doch für unsere Zwecke genügt es. Cultiviert man solche Pflanzen auf Filtrierpapier am Lichte weiter, so wird nur hie und da ein Seitenzweig von den Rhizoiden als Protonema ausgebildet; die Hauptmasse der neugebildeten Paden hat Rhizoidnatur, doch immer nur dann. wenn die Pflanzen ein kr&ftiges Wachstum zeigen. Stel 11 die Endkospe ihr Wachstum ein und übernimmt keine Seitenknospe ihre Rolle, so entwickeln sowohl die Rhizoiden, als auch der ganze Stamrn sehr viel Protonema. Die Rhizoiden zeigen vielfach „Ergrünung", behalten aber dann ihre braune Farbe und ihre schiefen Scheidewande bei. 2. Schneidet man einen der beiden Pole ab, so ist für Tortula zu bemerken, dass die Protonemabildung ttber die ganze Stammesoberflache erfolgt. Es ist kein Unterschied zwischen basalem, apicalem Pol und Stammesmitte zu beobachten. An den Polen erfolgt die Neubildung nie an den Schnittflachen, sondern immer etwas davon entfernt und zwischen diesen, den ganzen Stamm bedeckenden Protonemafaden entstehen auch öfters einzelne Rhizoiden. Ausserdem wachsen Seitenknospen aus, die selbst massenhaft Rhizoiden und nie Protonema bilden. Löst man diese Seitensprosse vorsichtig vom Stamme los, so fahren sie fort Rhizoiden zu bilden wie früher. Zwischen der Bildung von Protonema und von Seitentrieben am Mutterstamm ist eine sehr deutliche Correlation zu bemerken. Nebenbei will ich hier noch das Auftreten von Brutknöllchen in zwei Culturen erwahnen. Es waren kraftig wachsende Stammchen, die in den Blattachseln Brutknöllchen erzeugten. Diese Bul billen entstanden auf einer Protonema-Zelle, die nach Correns ') erst nachtraglich 1) Correns. 1. c. pag. 388. zwischen den Stamm und der umgebildeten Seitenastanlage (das Knöllchen) eingeschoben wird. Auch an den Rhizoiden treten dieselben Organe auf und zwar an den dem Lichte ausgesetzten. Dieses sei bemerkt im Gegensatz zu Sachs' Angabe. Dieser Forscher fasst die Gebilde auf als umgebildete Knospen, die an unterirdischen Protonemaaste entstehen und sich erst am Licht wieder weiter entwickeln. Es gelang mir nicht die Bedingungen herauszufinden, die die Knöllchenbildung veranlassen. Die Culturen, in denen sie auftrat, waren einige Zeit ausgetrocknet gewesen, doch es gelang mir nicht durch absichtlich veranlasste Trockenheit wieder Knöllchen hervorzurufen. Es scheint überhaupt sehr fraglich, ob man sie wirklich als Brutorgane auffassen darf. Correns betrachtet sie als ReservestofFbehaiter. Auch die Bulbillen in meinen Culturen konnte ich nicht zur Keimung bringen. Besonders reichlich ist auch die Protonemabildung der entblatterten Stam me oder Stammstücke, doch ist hier die Production um die Anlagen der Seitenknospen herum nicht (wie bei Ilookeria) lokalisiert. Die Biatterregeneration ergibt nurProtonema, besonders reichlich aus dem basalen Teil. Das Regenerationsprotonema zeigt gewöhnlich einen Zerfall. Es bilden sich dann intercalar Trennungszellen, die manchmal den ganzen Faden in einzelne Zeilen oder in perlschnur-artige 3. oder 4. zellige Bruchstücke auflösen. (Fig. 8). Einige Male traten Knospen auf, die sich zu jungen Pflanzen entwickelten. Es scheint fiir Tortula, sowie für Hookeria das Filtrierpapier kein günstiger Nahrboden zu sein. Culturen verdunkelt. Ganze Stammstücke fahren fort am unteren Pol normal Rhizoiden zu bilden. Wenn bei Vegetationspunktsentfer- nung auch der Stamm zur Regeneration übergeht, so entwickeln sich aus demselben Zwischenbildungen, bald gerad-wandige, bald schief-wandige Faden mit stabchenförmigen Leucoplasten; manchmal aber auch mit ziemlich staik grünen Chloroplasten. Jedenfalls sind sie st'hr verschieden von den am untern Pol sich bildenden Rhizoiden; sie machen den Eindruck, als ob sie zu Protonema bestim mt waren, sich aber wegen Lichtmangels nicht ausbilden könnten. Die verdunkelten, abgetrennten Blatter treiben anfanglich ebenso viele Regenerationsfaden, wie die beleuchteten, doch in der zweiten oder dritten Woche hört die Produktion gewöhnlich auf. Die Faden haben blassgrüne Chloroplasten, doch geradestehende Querwande und die Membranen bleiben farblos. Echte Rhizoiden entwikkeln sich nie. FISSIDENS ADIANTOIDES UND TAXIFOLIUS. (Die Resultate sind für beide Arten dieselben.) Culturen beleuchtet. 1. Unverletzte Pflanzen fahren fort Rhizoiden zu bilden am basalen Pol. Einzelne Seitenzweige entwickeln sich jedoch immer zu Protonema. Ausserdem entwickeln sich aber büschelweise in verschiedenen Blattachseln machtige Rhizoiden. Die Endknospe wachst weiter, vertikal in die Höhe. 2. Entfernt man den Vegetationspunkt, sowie den basalen Pol, so wachsen aus letzterem und aus den Blattachseln (wie aus der apicalen Schnittflache) immer zuerst Rhizoiden heraus. Letztere sind zwar viel kraftigere Organe als dio ursprünglichen Rhizoiden der Pflanze, doch sie haben (siehe Fig. 10) braune Membranen, schiefe Querwande und langliche, doch grüne Chloroplasten. Aber immer sind die Seitenzweige und öfters auch die Veriangeïung dieser Rhizoiden als Protonema ausgebildet. Wohl möchte ich noch hinzufügen, dass diese Regenerationsrhizoiden bedeutend dicker sind, als diejenigen, welche ursprünglich an der Basis der Pflanze volkommen.' In dei Xatur findet man an den Fissidensstaminchen stellenweise (nienials axillar) Büschel von winzigen Rhizoiden. die sehr dünn und sehr kurz sind und wahrscheinlich Haftorgane repriisentieren, mit welchen die Pflanze sich in der Erde festheftet. Letztere Organe konnte ich nicht d4 Wochen zeigen die Pflanzen wenige, aber sehr lange Rhizoiden. Der apicale Pol produziert entweder nichts oder Protonema, je nachdem der Vegetationspunkt anwesend ist oder nicht. B. Stellung umgekehrt. Keine der Versuchspflanzen entwickelt auch nur die geringste Neubildung an dem eingesteckten Teil. War die Spitzo vorhanden, so wachst auch diese nicht weiter, und in beiden Fiillen (mit oder ohne Spitze) treibt der basale Pol eine grosse Quantitat von Protonema. FISSIDENS ADIANTOIDES. A. Stellung aufrecht. Hier sind nach zwei Monaten Cultur noch keine Rhizoiden ausgewachsen; ein Exemplar zeigte deren drei sehr lange. B. Auch wenn der apicale Pol eingesteckt ist, (die Stellung also eine umgekehrte ist) entstehen keine Neubildungen. Bei einigen wachst die Endknospe etwas weiter; ist diese abgeschnitten, so bleibt der Zustand unverandert. Ist der basale Pol aufwarts gekehrt eingesteckt, so treiben viele Seitenknospen aus, die sich durch den schwarzen Stoft', welcher über den Erlemeyer-Kolben gespannt ist, hindurchbohren und stark etiolieren. Pflanzen, die a uf der ganzen Oberfiache beleuchtet sind. HOOKERIA QUAüRIFARIA. A. Stellung aufrecht. 1. Unverletzte Pflanzen. Der basale Pol erzeugt aus den abgebrochenen Rhizoiden etwas Protonema. Die Endknospen wachsen gewöhnlich nicht weiter. An den Blattern haben die Brutknospen ausgetrieben. 2. An beiden Seiten geschnitten. An beiden Schnittflachen entwickelt sich ein Büschel von Protonema, gewöhnlich aus dem basalen Pol reichlicher, als aus dem apicalen. Letzterer tragt öfters keine Neubildungen. B. Stellung umgekehrt. 1. Unverletzte Pflanzen. Nur die Blattinitialen haben ausgetrieben; weder am basalen noch am apicalen Pol sind Neubildungen entstanden. 2. Auf beiden Seiten geschnitten. In dieser Lage tragen beide Schnittflachen Protonema und wieder der hinuntergekehrte, also in diesem Falie der apicale, reichlicher, im Gegensatz zu den aufrecht gestellten Pflanzen. FISSIDENS ADIANTOIDES. A. Stellung aufrecht. 1. Unverletzte Pflanzen. Die Rhizoiden bilden nichts Neues. In der Nahe des Vegetationspunktes kommen gewöhnlich aus 2 oder 3 Blattachseln Rhizoiden hervor, wahrend 2. auf beiden Seiten geschnittene Pflanzen aus denselben Blattachseln eine Unmenge von Protonemafiiden hervorbringen B. Stellung umgekehrt. 1. Un ve rletz te Pfl anzen. Der grössere Teil der apicalen Pole hat nichts gebildet; einige wenige entwickeln ein paar Rhizoiden oder Übergangsgebiide, wahrend der basale Pol unverandert bleibt. 2. Auf beiden Seiten geschnittene Pflanzen entwickeln dagegen an beiden Polen viel Protonema. Eine spezielle Bevorzugung der einen oder andern Schnittflache konnte ich nicht beobachten. Als Übergang zu folgenden Versuchen will ich bemerken, dass das Resultat der vorigen Anlass gab zu folgender Frage: Ware nicht (und die letzten Versuchsreihen machten es wahrscheinlich) dem Kontakt mit kleinen festen Teilchen ein grösserer Einfluss auf die Bildung der Rhizoiden zuzuschreiben ? Urn dieses zu entscheiden wurden im folgenden bestimmte Teile einer Pflanze mit dem Sande in Berührung gebracht. Auch Parallelculturen wurden angestellt mit in Flüssigkeit getauchten und feuchter Luft ausgesetzten Teilen. Versuche über dek Kontakt auf mechanisch und chemisch verschieden heschaffenen BÖDEN. Pflanzen mit beiden Polen oder mit der Mitte des Stammes eingesteckt. a. Cultur auf Sand. HOOKERIA QUADRIFARIA. 1. Unverletzte Pflanzen. A. Die beiden Pole werden eingesteckt. Der basale Pol fahrt in normaler Weise fort Rhizoiden zu produzieren. Wenn die Endknospe sich weiter entwickelt, so wachst dieselbe aufwarts und erzeugt Rhizoiden an dem den Sand beriihrenden Teil, sonst bleibt die Spitze unverandert, mit Ausnahme der eingesteckten Biatter, die aus ihren Initialen Rhizoiden entwickeln. B. Stecken wir die Mitte des Stammes in den Sand hinein, so entwickeln sich aus den eingesteckten Blattinitialen Rhizoiden. Am basalen Pol bilden einige abgeschnittene Rhizoidenspitzen Protonemafaden. 2. Auf beiden Seiten geschnittene Pflanzen. An beiden eingesteckten Schnittflachen bilden sich sehr deutliche Rhizoiden, ebenso an den eingesteckten Blattern. War dagegen die Mitte des Stammes eingesteckt, so bilden nicht nur die Biatter, sondern auch der Stamm selbst Rhizoiden. Die beiden Pole entwickeln in vielen Fallen Protonema oder Protonema mit Brutknospen. Die Bildung der letzteren konnte man durch Cultur unter Wasser steigern. F1SS1DENS ADIANTOIDES. 1. Unverletzte Pflanzen. Der basale Teil und die obersten Blattachseln entwickeln viele Rhizoiden, wenn in den Sand eingesteckt. Wenig Rhizoiden bilden sich, wenn die mittleren Blattachseln die eingesteckten sind. 2. Auf beiden Seiten geschnittene Pflanzen. Die basale Schnittflache und die obersten Blattachseln zeigen ein grosses Quantum neuer Rhizoiden. Öfters entwickelt sich eine Seitenknospe an dem höchsten Punkt des gekrümmten Stammes. War die Mitte des Stammes eingesteckt, so produzieren die mittleren Blattachseln Rhizoiden, die beiden aufwarts gekehrten Pole Protonema. MNIUM UXDULATUM. 1. Unverletzte Pflanzen. Die beiden Pole junger Sprossen entvvickeln, wenn eingesteckt, „Protonema". Wenn erwachsene Pflanzen gebraucht wurden, so konnte man die Spitzen nur dazu bringen, indein man die Blatter entfernte, also Wundflachen crzeugte. War die Mitte des Stammes eingesteckt, so entstehen an dieser Stelle Protonemafaden, aber vvenig zahlreich. Einmal nur beobachtete ich ein Blatt, das auch austrieb. 2. Auf beiden Seiten geschnittene Pflanzen. Es reagieren nicht nur die Stammesschnittflachen, sondern auch alle eingesteckten Blatter rnit „Protonema"-Produktion in besonders üppiger Weise. Es treiben nur die jungen Teile der Blatter, welche mit dem Sand in Berührung sind, aus.') Auch die Mitte des Stammes, wenn eingesteckt, erzeugt „Protonema". Mnium eignet sich der Grösse seiner Blatter halber vorzüglich zu Kontaktversuchen mit Blattern. *) 3. Blatter. Steekt man Blatter entweder mit der Basis oder mit der Spitze in den Sand hinein, so produzieren sie zuerst auf der ganzen Oberflache „Protonema", nach drei Wochen Cultur bemerkt man aber, dass aus dem eingesteckten Teil eine den übrigen Teil bedeutend überwiegende Menge von Protonema entsteht. Es bildet sich da ein ganzer Knauel von Faden. Setzt man nachher die Cultur unter Wasser, so wachsen die Faden des oberen Teiles wohl 1) Die Versuehe ergaben die gleichen Resultate, ob unter oder ohne Wasser cultiviert. 2) Mit Hookeria ist solches unmöglich : die Bliitter sind zu klein. etwas nach, aber Büschel entstehen nie. Es werden auch Blatter mit Spitze oder Basis durch schwarzes Tuch hindurch in ein mit schwarzem Papier überzogenes und mit Nahrlösung gefülltes Gefass getaucht. Es sind in diesem Falie die Bedingungen der Verdunklung und der I- euchtigkeit erfüllt (wie in den Sand-Wasserculturen), doch fehlt der Kontakt mit feinen Sandteilchen. Das Resultat ist, dass der verdunkelte Teil ebenso viel Regenerationsfaden produziert, wie der beleuchtete. Schaltet man die Bedingung der Verdunklung aus, steekt man also die abgeschnittenen Blatter durch C4aze hindurch und cultiviert unter Wasser, so ist die Verteilung des Protonemas wieder über die ganze Flache dieselbe. b. Cultur auf feingeriebenem Filtrierpapier. (Mit Nahrlösung getrankt) HOOKERIA QUA DRIFARIA. 1. Unverletzte Pflanzen. Der basale Pol erzeugt Rhizoiden, der apicale treibt keine Neubildungen wenn die Pflanze mit beiden Seiten eingesteckt wird. Wird dagegen die Mitte des Stammes vergraben, so ist die Rhizoidenproduktion gleich der auf Sand. 2. Auf beiden Seiten geschnittene Pflanzen. Zuerst bildet nur der basale Pol Rhizoiden, schliesslich geht auch der apicale zur Regeneration über, erzeugt dann aber Protonemafaden und zwar mit zum Teil schiefen Querwanden, doch ohne Braunung der Membrane und mit blassgrünen Chromatophoren. Echte Rhizoiden, wie sie apical im Sand auftreten, beobachtete ich nur ausserst seiten. Wohl treiben die Blatter rhizoidenartige Gebilde. Dasselbe ist über die Neubildungen zu bemerken, die sich aus der eingesteckten Stammesmitte entwickeln. Es bilden sich auch hier Protonemafaden von rhizoidartigem Charakter, es bleiben aber die Winde typisch farblos. Manchmal kommen auch echte Rhizoiden vor. FISSIDENS ADIANTOIDES & TAXIFOLIUS. 1. Unverletzte Pflanzen. So wie im Sand, entwickeln der basale Pol und die obersten Blattachseln Rhizoiden. Ebenso verhalten sich die mittleren Blatter, wenn diese mit dem Papierbrei in Berührung sind. 2. Viel üppiger ist die Produktion (auch hier gab es natürlich wieder Ausnahmen), wenn ein Stee kling in derselben Weise cultiviert wird. MNIUM UNDULATUM. Wiederum zeigen die Stammes- und Blattteile, die voin Brei uingeben sind, eine büschelartige Produktion von Regenerationsfaden, gegen welche die Anzahl der aus den iibrigen Teilen entstehenden Faden eine verschwindend kleine ist. Mit H o o k e r i a quadrifaria wurden noch Versuche angestellt, in welchen wir auf einen schinalen, zweimal umgebogenen Streifen Filtrierpapier die Mitte des Stammes legten, so dass beide Pole frei hervorragten. Es zeigt sich dann bei: 1. Unverletzten Pflanzen, dass keiner van den beiden Polen irgend welche Neubildung erzeugt. Zwei Mal beobachtete ich Protonemabildung aus den Rhizoiden. Die Endknospe war nicht weiter ausgewachsen. Auch'in der Mitte treten nur dann Rhizoiden auf, wenn eine Seitenknospe ausgetrieben hat. Die Seitentriebe sehen gewöhnlich nicht sehr kraftig aus, wahrscheinlich wegen der mangelhaften Nahrungsaufnahme. ') 1) Die Versuche unter Wasser anzustcllen war nicht gut möglich, da die Pilanzen immer an die Obertliiche kommen. 2. Auf beiden Seiten geschnittenePflanz e n, entwickeln basal sowie apical Protonema, das gewöhnlich nicht sehr in die Lange wftchst, jedoch nach kurzer Zeit zur Produktion von Brutknospen übergeht. Wiederum ist am untern Pol die Quantitat eine grössere und es stellt sich hier die Bildung früher ein als am apicalen. Das schliesslich über die ganze Stammesoberflitche (der mittlere, den Kontakt vermittelnde Teil ist bei diesen nicht bevorzugt) auftretende Protonema schreitet schon in dem zweioder drei-zelligen Stadium zur Brutknospenbildung über. Unter andern chemischen Nahrböden kommen noch in Betracht: Feingeriebener Granitstein, feingeriebener Ziegelstein, feingeriebenes Glas und Kalkstein. Was die Körnergrösse anbelangt, so war diejenige des Glases am feinsten, staubförmig; fast ebenso fein zerrieben war Ziegelstein. Beim Kalkstein kamen zwei verschicdene Modiflcationen in Betracht, die eine staubförmig, die andere aus ziemlich grossen Stücken bestehend. HOOKERIA QUADRIFARIA. Auf dem Granitboden ist das Resultat nicht abweichend von dem, das wir mit der Cultur auf sandigem Boden erreicht haben. Einen andern Erfolg hat die Cultur auf Ziegelstein. Wenn auf beiden bei ten eingesteckt und angeschnitten, treten nur (und in weniger als 50 % der Falie) aus der basalen Schnittfl&che einige sehr kilmmerlich entwickelte Rhizoiden auf, die kurz und dick bleiben und kaum in das Substrat hinein zu wachsen vermogen. Der apicale Pol zeigt in keinem Fall Neubildungen. Ich will noch hinzufügen, dass bei vertikal gestellten. also auf einer Seite eingesteckten Pflanzen, an der demSubstrate abgewandten Schnittflache in normaler Weise Protonema entsteht. Auch treiben die Brutknospen normal aus. Ein chemisch hemmendes Substrat ist Ziegelstein walnscheinlich nicht. Kalkstein. In Kalkstein regenerieren keine der eingesteckten Teilo, seien es Pole oder Mittelstücke. Wohl entwickeln die aufwarts gekehrten Schnittflachen der vertikal gestellten Stiimmchen Protonema, doch diese Entvvicklung hört bald auf und nach drei Wochen sterben die meisten Stecklinge ab. Feingeriebenes Glas. Auch in diesem Substrat ist am basalen Pol die Rhizoidenentwicklung eine sehr sparliche; der apicale Pol produziert, nichts, wenn er eingesteckt ist. Falls die Stecklinge vertikal stehen, so ist die Protonemabildung an der aufwarts gekehrten Schnittflache normal, sovvie auch bei Auskeimung der Blattinitialen. FISSIDENS ADIANTOIDES. Granit. Wie für Hookeria, wirkt auch hier der Granitboden in ahnlicher Weise wie Sand. In Ziegelstein entwickeln weder die Pole noch die Stammesmitten Neubildungen. Die Regeneration an den aufwarts gekehrten Polen ist normal. Die Stecklinge auf Kalkboden zeigen auch eine normale Regeneration, d.h. es entstehen so wie auf Sand auf zwei Seiten Rhizoiden, jedoch wachsen die Faden besser in den körnigen als in den staubförmigen Kalk hinein. Cultur auf Glasboden hatte wieder keinen Erfolg. POLYTRICHUM, CATHARINEA UND DICRANUM zeigen auch auf diesen Medien keine Spur von Rhizoidenoder Protonemabildung. C. Cultur auf Agar. Leider stand mir, wie ich diese Rubrik von Versuchen aufstellte, kein Material von Hookeria mehr zur Verfügung, da das Material auf dem Baumfarn ganzlieh zurückgegan- gen war. Es sind desshalb nur Versuche mit Fissidens und Funaria angestellt worden. FISSIDENS ADIANTOIDES. 1. Unverletzte Pflanzen. Wenn der Stamm auf beiden Seiten eingesteckt ist, so produziert der basale Pol nur Rhizoiden, der eingesteckte apicale Teil nichts.War nur die Mitte eingesteckt, so treten wedei Rhizoiden noch Protonema auf. 2. Pflanzen, deren Basis und Spitzeentfernt worden sind entwickelten dagegen eine Unmenge von Protonema. FUNARIA HYGROMETRICA. Funaria erzeugt gewöhnlich Protonema und Rhizoiden durch einander; so auch hier an den eingesteckten Stammesteilen. Bei Cultur unter Wasser bedeckt sich die ganze Stammesoberflache mit beiden Gebilden. NAHRBODEN MIT ORGANISCHER SUBSTANZ. Cultur in Nahrlösung mit Zufügung von 1 oder % % Glucose. HOOKERIA QUADRIFARIA. AM LICHT. Es sei vorher bemerkt, dass die Culturen mit Hookeria am allermeisten von Bacterien und Hefen infiziert werden, die Pflanzen zerfressen. Auch wenn man jeden Tag die Culturflüssigkeit erneuert, kann man eine Cultur doch nie langer wie 14 Tage halten. Hookeria vertragt nur lA % Glucose; 1% wirkt auf die Dauer schadlich. Die unverletzten Pflanzen zeigen gewöhnlich keine Ver- iinderung. Es entwiekelt der Wurzelpol wenige Rhizoiden, doch es treiben nicht einmal die Blattinitialen, oder (wenn vorhanden) die Brutknospen aus. Statt dessen füllen sich die Blattzellen und Brutknospen mit einer ungeheuren Menge von Starke. Nicht sehr verschieden verhalten sich die Stecklinge. Vielleicht ist die Protonemaquantitat, die am apicalen Pol entsteht etwas grösser, als in den Culturen ohne Zucker, ja in einigen lallen beobachtete ich sogar Protonemafaden, die sich aus der Stammesmitte entwickelten, was sonst nicht oft vorkommt. Doch auch hier zeigt sich die merkwürdige Erscheinung der Starkeanhiiufung in den Blattern, ohne dass diese darauf zu einer entsprechend grossen Regeneration übergehen. ') lch biachte die ganzen Pflanzen und auch abgetrennte Bliitter teilweise in Nahrlösung ohne Zucker, teilweise legte ich sie auf Sand, doch in keinem Falie erfolgte eine besonders üppige Regeneration aus den vor Starke strotzenden Blattern. Die Pflanzen treiben etwas Protonema, doch gehen sie gewöhnlich nach einer Woche zu Grunde. FISSIDENS ADIANTOIDES. Fissidens zeigt keinen Unterschied zwischen den mit Zucker ernahrten und in gewöhnlicher Nahrlösung cultivit rten 1 flanzen. Die Regeneration stimmt mit derjenigen der auf Filtrierpapier liegenden Pflanzen überein, nur fehlen Rhizoiden. Auch hier ist aber eine sich über langere Zeit ausdehnende Cultur wegen Verunreinigung unmöglich. Von besonderer Stïirkeanhaufung konnte ich auch nichts wahrnehmen. 1) Die Versuchsptlanzen wurden in einer diinnen Nïihrlüsungsschicht cultiviert, welclier die betrefi'enden Substanzen zugefiigt sind. Obwohl die Pllanzen also nicht in „vertikaler Lage" cultiviert wurden, will ich sie lieber hier erwahnen, weil die Versuche sich besser an die vorhergehenden anschliessen. MNIUM UNDULATUM. Mnium undulatum dagegen zeigt eine ansehnliche Steigerung der Regeneration in Zuckerlösungen. Die Concentration konnte man bis auf 7 % steigern. Stammstücke reagieren durch eine viel raschere Produktion von ungewöhnlich zahlreichen und langen „Protonema"faden. Beblatteite Stcimme zeigen dieselbe Erscheinung hauptsachlich an den Blattachseln; auf zwei Seiten geköpfte, dagegen polar. Jedoch treten die Faden an der ganzen Oberflache des Stammes hervor, falls die Blatter entfernt worden sind. Die mit dem Stamm in Verbindung gebliebenen Blatter regenerieren unter diesen Umstanden nicht. (Vergl. Pag. 40.) Abgetrennte Blatter zeigen eine viel üppigere „Protonema"bildung; Knospen treten nicht in grössererAnzahlauf. FUNARIA HYGROMETRICA. Die in Glucose-Lösung cultivierten Stammchen, ob sie der Spitze entbehren oder nicht, (in keinem der beiden I alle w uchsen resp. die Seitenknospen oder dieEndknospe weiter) zeigen eine ausserordentlich grosse Production von Protonema. In den Parallelculturen ohne Hinzufügung von Zucker entstehen ausser Protonema vielfach noch Rhizoiden, wahrend die Zuckerculturen fast ausschliesslich Protonema vorweisen. Steekt man die Pflanzen in Sand ein und cultiviert sie unter Nahrlösung-Zucker, so entstehen an dem den Sand berührenden Teil normale Rhizoiden. Weder an Polytrir.hum-, noch an Catharineu- oder Dicrawwm-stammchen konnte ich nach Hinzufügen von Zucker eine Produktion von Protonema hervorrufen. TORTULA MURALIS. Tortula-Pflanzchen cultivierte ich in Glycerin-Nilhrlö- sung. Das zugefügte Glycerin förderte die Regeneration; die Protonemabildung war eine besonders üppige. Rhizoiden traten fast nicht auf. NAHRBODEN (FLÜSSIGKEIT) MIT ZINKSULFAT. Zinksulfat ist bekanntiich giftig für die Pflanzen, doch hat es sich in sehr verdünnter Lösung als ein, das Wachstum der I'ilze förderndes Reizmittel erwiesen. Es fragte sich, ob vielleicht bei Moosen diese Verbindungen fördernd auf die Regeneration (sei es auf die Produktion von Rhizoiden, sei es auf die Produktion von Protonema) wirken. Ich fügte der Nahrlösung verschiedene Quantitaten Zn SO, zu; es zeigte sich: HOOKERIA QUADRIFARIA. 0.04 % Absterben 0.01 % Langsames, doch nach einer Woche vollkom- menes Absterben 0.001 % Regeneration etwas verzögert. 0.004 % Normale Regeneration 0.0010/ ion n 0.04 % war der kritische Prozentsatz, indem er fördernd auf das Wachstum von Aspergillus niger wirkte. FISSIDENS ADIANTOIDES. 0.04 Zn S04. Regeneration stark herabgesetzt. Was die Qualitatder entstehenden Faden anbelangt, kein Unterschied. 0.02 zeigt dieselbe Einwirkung wie 0.04 %. 0.01"/e Nach 3 Wochen treten noch keine Absterbungserscheinungen auf, doch die Regeneration ist im \ ergleich zu den Parallelculturen eine sehr geringe. 0.001 7„ Die Regeneration ist nicht verschieden von derjenigen in Culturen ohne Zinkzusatz. Seitenknospen wachsen in keinem der Falie aus. 4 FUNARIA HYGROMETRIC A. Die Pflanzen werden in Sand eingesteckt undunter Wasser cultiviert. Es treiben in den Culturen ohne Zusatz von Zinksulfat die geköpften und ungeköpften Pflanzen aus alien Stammeateilen eine Unmenge von Protonema, das sich stark heliotropisch krümmt. Dazwischen entwickeln sich ausserdem Rhizoiden, die sich alle nach der gegenüberliegenden Seite hin wenden. Dazu kom.mt noch eine grosse Menge von Seitentrieben. Das Protonema fiingt nach 4-tiigiger Cultur an Knospen zu bilden. Bald schweben eine Unmenge junger Pflanzen in der Niihrfliissigkeit, die selbst Rhizoiden entwickeln, welche in den Sandboden hineindringen. Die Culturen, welche zur Nahrflüssigkeit 0.4% Zn S04 zugesetzt erhielten, zeigen gar keine Protonemafaden oder ganz vereinzelte, die sehr bald nach dem Entstehen zu Grunde gehen. Dagegen entwickeln sich ohne irgend welche Verzögerung die Seitentriebe. Sie sind meistens sogar langer als diejenigen in der Cultur ohne Zinkzusatz, doch treiben sie keine Rhizoiden, wie das die Seitentriebe in normaler Nahrlösung zu tun pflegen. Bei einer Konzentration von 0.001 wachsen Protonema und Rhizoiden wieder aus dem Stamme heraus, so wie in den Parallelculturen. Genau dasselbe Verhalten wie Funaria zeigt TORTULA MURALIS. III. VERSUCHE MIT PRIMiiREM PROTONEMA. Sporenkeimung auf verschiedenen N&hrböden. FUNARIA HYGROMETRICA. Keimung auf Sand. Das Protonema bringt eine Menge Rhizoiden hervor ABSCHNITT III. I. M0RPH0L0GISCHE8. I. Über das Entstehen von Protonema aus Rhizoiden. Wonn sich Protonema-Aste aus den Rhizoiden entwickeln, so kann dies auf zweierlei Arten geschehen: 1. Das Protonema entsteht als Seitenast eines Rhizoids. 2. Die Fortsetzung des Rhizoids nimmt Protonemaartigen Charakter an.') In keinem Falie konnte ich beobachten, dass eine Rhizoidenzelle sich nachtraglich ilnderte und die charakteristischen Merkmale des Protonemas annahm. Wohl können die Leucoplasten der Rhizoiden ergrünen, doch die Stellung der Scheidewande andert sich unter keinen Umstanden; ebenso ist die braune Farbe der Membranen eine bleibende. Das umgekehrte Verhalten, die Entwicklung von Protonema aus Rhizoiden, trat in meinen Culturen nicht auf. Was jede Art für sich betrifft, so liisst sich folgendes bemerken: HOOKERIA QUADRIFARIA. Protonema-Aste entwickeln sich in den zwei oben beschriebenen Fallen aus Rhizoiden. 1. Als Seitenaste entwickeln die Protonemafaden sich immer direkt oberhalb der Scheidewande. Es gibt hier keine (so wie das für andere Arten zu beschreiben ist) ruhenden „Augen." Wenn ein Rhizoid Seitenaste in Protonemaform treibt, stellt es selbst das Wachstum ein. (Fig. 2.) 2. An einem normalen Rhizoid sah ich nie Protonema-Aste als Fortsetzung entstehen. Jedoch an abgebrochenen Rhizoiden entwickeln sich sehr oft endstiindige Protone- 1) Beispiel dieses zweiten Modus bei Correns, 1. c. Pag. 415. ma-Aste. Wie aus dor Fig. 1 ersichtlich, entsteht da der grune Ast nicht an der Stelle eines Seitenzweiges, (er müsste dann oberhalb der Querwand seinen Ursprung nehmen) sondern er schliesst sich direkt an die Scheidewand an. Sehr hiiufig verzweigt sich der Protonemafaden unmittelbar nach seinem Ursprung. TORTULA MURALIS. 1. Bei Tortula finden vvir immer zahlreiche ruhende Augen, ') die entweder als Rhizoiden oder als Protonema auswachsen können. Es kftnnen diese Seitenaste auf folgende Art entstehen: 1. Das Auge wachst direkt zum Protonemafaden aus. (Fig. 4.) II. Der Protonema-Ast wachst seitlich aus dein Auge heraus. Letzteres bleibt als solches bestehen. (Fig. 5.) III. Das Auge wachst zu einen Rhizoid aus, und treibt ausserdem etwas oberhalb der Insertionsstelle einen oder mehrere Protonema-Aste. (Fig. 5.) Meine Versuche, diese verschiedenen Entstchungsarten auf mehrfache Culturbedingungen zurückzuführen, blieben ohne Erfolg. 2. Bei Tortula zeigt sich sehr deutlich, dass ein Rhizoid sich direkt als Protonema fortsetzen kann. Ein Verhalten, wie das Hookeria zeigt, trat in meinen Culturen nicht auf. FUNARIA HYGROMETRICA. Hier herrscht die Entstehung der Protonemafaden als Seitenzweige oberhalb der Querwiinde vor, doch es treten auch gelegentlich Protonemazellen als direkte Fortsetzung von Rhizoiden auf. ]) Abbildung bei Haberlandt. Physiol. Pllanzenanatomie. 3. Anti. Fig. 78. CERATODON PURPUREUS. Die Proton emafaden vvachsen an unbestimmten Stellen aus den Rhizoiden heraus. Beziehungen zu den Querwanden fand ich nicht. Auch als Fortsetzung von Rhizoiden treten sie auf. (Fig 12.) FISSIDENS ADIANTOIDES. 1. Die Protonema-Aste entstehen als Seitenzweige et was oberhalb der Scheidewiinde, doch ohne dass ruhende Knospen angedeutet sind. (Fig. 9.) 2. Als Verlangerung von ursprünglich dem Stamm entspringenden Rhizoiden treten auch öfters Protonemafaden auf. Nebenbei möchte ich bemerken, dass sich von diesen in feuchter Luft oder in Wasser, auf Agar oder auf Filtrierpapier entstehenden Protonemen diejenigen, die sich auf sandigem Boden entwickeln, verschieden verhalten. Die Aste schlangeln sich um die Sandkörner herum, haben sehr grosse Chlorophyllkörner und die Seitenzweige entspringen nicht an bestimmten Stellen. (Fig. 11.) II. Die Initialen. Correns hat zuerst darauf hingewiesen, dass nicht jede beliebige Zelle einer Moosptlanze zur Regeneration fahig sei, sondern dass sich dieses Vermögen auf bestimmte, bald in der Form, bald in physiologischer Hinsicht sich vom übrigen Gewebe unterscheidenden Zeilen, beschranke. Nur über die Blattinitialen von Hookeria nnd Mnium kann ich etwas naheres mitteilen; an den Stammen waren sie nicht nachzuweisen. HOOKERIA QUADRIFARIA. Wie früher bemerkt, befinden sich die Initialen in der 3. oder 5. Zellreihe vom Blattrande entfernt; stellenweise findet man sie zu Gruppen vereinigt, sehr oft auch einzeln, umringt von Nicht-Initialen. Die Initialen sind Zeilen, die sich von dem umliegenden Gewebe durch geringere Grösse, geringeren Chlorophyllgehalt und grösseren Plasmagehalt unterscheiden. (Fig. 20.) Der Turgor übertrifft denjenigen der übrigen Zeilen; in einer 5 % Lösung von Kalisalpeter tritt nur sehr schwer Plasmolyse ein, wahrend die Nicht-Initialzellen eine unmittelbare Contraction des Plasmas zeigen. Conzentrierter Schwefelsaure und Chlorzinkjod gegenüber verhalten sich die Initialwande den übrigen gleich. (Fig. 21.) Man kann mittelst Jod oder Eosin die Initialen sehr stark aus dem übrigen Gewebe hervortreten lassen (in letzterem Falie nach vorhergehendem Abtöten des Blattes), indem sie von genannten Stoffen intensiver gefarbt werden als das übrige Blattgewebe; beide Reaktionen deuten auf einen höheren Plasmagehalt. In den Blattnerven, die nach Entfernung der Initialen zur Protonemabildung iibergehen, konnte ich keine spezialisierten Zeilen nachweisen. MNIUM ÜNDULATUM. Auch hier findet man bestimmte Initialen, die durch ihre Kleinheit und ihren geringen Chlorophyllgehalt auffallen. Durch die bei Hookeria mit Erfolg angewandten Reaktionen liess sich aber kein Unterschied vom übrigen Gewebe nachweisen. (Fig. 22.) ABSCHNITT IV. SCHLUSSFOLGERUNGEN. Betrachten wir die Resultate der vorigen Untersuchungen, so ergibt sich zunitchst dieses: Protonoma entsteht an irgend einem Pflanzenteil nur dann, wenn die Ursache fiir eine Regeneration durch Entfernung von gewissen Teilen gegeben ist. Die Rhizoiden machen, nach oben beschriebenen Versuchen, in Bezug auf diesen Satz keinen Unterschied. Diese Behauptung geht aus den Versuchen hervor, welche den Unterschied an Pflanzen mit und an solchen ohne Vegetationspunkt klarlegten. Die Pflanzen erzeugen nur dann Protonema aus den Rhizoiden, wenn der Vegetationspunkt entfernt worden, oder keines weiteren Wachstums lahig ist. Entwickelt die Endknospe sicli weiter, so entsteht allerdings gelegentlich etwas Protonema, doch gewöhnlich an abgebrochenen Rhizoiden, dort, wo wahrscheinlich der Wundreiz einen Anlass zur Regeneration bot. Die Endknospe und das Protonema sind Correlanten von einander: ist erstero entfernt, so bildet sich letzteres aus. Eine deut'.iche Correlation tritt aus den Versuchen mit Hookeria hervor, wo der Wurzelpol entfernt worden war. Trotzdem die basale Schil ittflache verwundet war, tiitt an derselben bei starkem Wachsen der Endknospe kein Protonema hervor. Die im Wachstum begrifTene Endknospe kann nach Entfernung durch einen Seitenspross ersetzt werden und dann wird auch die Pmtonemabildung an den Rhizoiden bedeutend herabgesetzt. Dass in dein Sachs'schen \ ersuch (Umdrehen eines Moosrasens) die Entwicklung von Protonema aus den Rhizoiden vor sich geht, möchte ich als die Folge der Entwicklungshemmung der Endknospe auffassen. Vergleichen wir z. B. den auf Pag. 30 genannten Versuch mit Hookeriapflanzchen, wo die Spitze, trotz des Einsteckens in Sand, ihr Wachstum fortgesetzt hat, so flnden wir auch da eine verschwindend kleine Protonemamenge, die auf die Verwundungen an den Rhizoiden zurückzuführen ware. Steekt man dagegen die Spitze tief ein, sodass die Endknospe abstirbt, suist die Protonemamenge grösser. Ist aber der Wurzelpol entfernt, in ein Rhizoid über. Es scheint mir dass verschiedene Gattung in dieser Beziehung graduell differieren. Sollen aber an der Stelle von Protonema, wenn der Anlass zur Regeneration durch Entfernung eines Stückes gugeben ist, im Dunkeln Rhizoiden entstehen, so inuss noch eine zweite Bedingung erfüllt sein, namlich: der Kon takt mit festen Teilchen. Paul ') wiesdarauf hin, dassMoose, wenn sie ins Wasser geraten, keine Rhizoiden ausbilden. Ich halte für die Ausbildung eines normalen Rhizoidensystems den Kontakt mit festen Teilchen für einen unentbehrlichen Faktor. Dafür sprechen die Versuche mit homogenen Substraten, wie Wasser und Agar-Agar es sind. Auf letzterem Boden bildeten weder Hookeria, noch Fissidens Rhizoiden aus, trotzdem auch Versuche im Dunkeln vorgenommen wurden. Auch in Culturen, in welchen der Wurzelpol in Wasser eingesteckt und verdunkelt war, traten keine Rhizoiden auf. Hookeria zeigte deren einige wenige, die eine ausserordentliche Lange erreichten und sich nicht verzweigten. Die „Modellierung" des Rhizoidensystems scheint an die mechanische Beschaffenheit des Substrates gebunden zu sein. Entscheidend auf die Ausbildung der Regenerationsfaden in Form von Rhizoiden, wirkt auch der Kontakt auf den in Sand eingesteckten Pol der Stecklinge. Wird der eine Pol (sei es der apicale oder der basale) in Wasser eingesteckt und verdunkelt, (Ausschaltung des Kontaktes) so bildet er nichts, wahrend er, wenn in Wasser eingesteckt und beleuchtet, Protonema erzeugt. (Ausschaltung von Kontakt und Verdunklung). Einstecken von beiden Polen in ein sandiges Substrat hat Produktion von Rhizoiden an beiden Schnittflachen ') Paul. Beitnige zur Kenntniss der Biologie der Laubmoose. Englers Jahrbiicher Bd. 32 Pag. 262. Form von Mnium auch diese Eigenschaft Obemom men hat! Auch die schon von Paul ') und vorher von Me ij en und nachher von mir gemachten Versuche mit FunariaSporen, bei denen in Wasser die Ausbildung von Rhizoiden am Protonema unterblieb, auf Sand dagegen deutlich zu Tage trat, weist auf den unentbehrlichen Einfluss des Kontaktes auf die Ansbildung der Rhizoiden hin. Ausserdem sprechen meine auf Agar-Agar gemachten Versuche dafür. Wir haben gesagt, dass der Kontakt ein solcher mit festen Teilchen sein soll. Sand und der eine gleiche Struktur zeigende Granit erwiesen sich am vorteilhaftesten. Feingeriebenes Filtrierpapier zeigte sich schon als weniger geeignet, vielleicht wei] die Teilchen weicher sind. Für den mittleren Teil des Stammes scheint der Kontakt bei Hookeria ungenügend zu sein. Sehr fein geriebener Ziegelstein, sowie sehr fein zerriebenes Glas, welche beide mit Wasser einen dichten, undurchdringlichen Brei liefern, scheinen der Rhizoidenentwicklung entgegen zu wirken' sowie es auch für Ton angegeben wird. *) In diesem Substrat bleiben die Rhizoiden am kürzesten. Bei diesen Nahrsubstraten kam nur das mechanische Moment in Betracht. Durch seine chemische Natur scheint bloss Kalkstein hemmend auf die RhizoidenAusbildung von Hookeria zu wirken, weil die Pflanzen absterben. Fissidens dagegen vertriigt es gut. Chemisch fördernd auf die Ausbildung von Protonema wirken die organischen Substanzen. (Glycose und Glycerin) Die Tatsache der Stïtrkeanhaufung bei' Hookeria und das Unterbleiben der Protonema-Auswachsung ist mir ganz unerklarlich. Bei Mnium ist eigentümlich, dass die Regenerationsf&den hier wieder deutlich Protonemanatur zeigen. 1) Paul. 1. c. 262. 2) Pan 1. 1. c. 240. Es scheint mir aber 'nicht, dass die Anwesenheit' von verschiedenen chemischen Substanzen auf die Entstehung von Protonema oder Rhizoid entscheidend wirkt. Wohl scheint Zinksulfat für Protonema- und Regenerationsbil'iung hemmend zu sein, wahrend es die Seitenknospen in geringerem Masse beeinflusst. Was nun die Polaritatsfrage anbelangt, für deren Entscheidung die Versuche in vertikaler Lage angestellt worden sind, so lehren uns diese Versuche, dass die Stecklinge unten Rhizoiden und oben Protonema erzeugen, doch auch zu gleicher Zeit, dass beim Umdrehen der Steckhnge das umgekehrte Verhaltniss auftritt und zvvar so, dass, wenn der basale Pol aufvviirts gekehrtist, dieser viel mehr Protonema erzeugt, als der apicale, wenn dieser aufwarts gekehrt ist. V ergleichen wir was bei den höheren Pflanzen geschieht, wenn der apicale Pol in die Bedingungen des basalen gebracht wird, so finden wir, dass sich auch hier ein sogenanntes„ „Umstimmen der Polaritat" vollziehen lasst, mdem am basalen Pul sich die Organe des apicalen entwickeln, oder es ist wohl die Polaritat durch aussere Umstande nicht zum Ausdruck gekommen (wie Goebel sagt). Doch dann und liierauf lege ich ganz besonders G e w i ch t, entwickeln sich diese Organe sehr kümmerlich. ') Bei diesen Moosen ist eben bei umgekehrter Cultur die Ausbildung des Protonemas an der aufwarts gekehrten Schnittflache eine viel reichlichere. Es muss also die Eigenschaft Regenerationsfaden zu erzeugen am basalen Pol eine viel starker ausgepragte sein, als am apicalen, gleichgiltig op die Faden als Rhizoiden oder als Protonema 1) Diese Angaben sind cntnommen aus Goebel Allgeraeine Regenerationsprobleme. Flora, 1905. Ergbd. Hel't II. ausgebildet sind. Die Natur dieser Gebilde wird dann durch die ausseren Umstande bedingt. Eben wegen des obengenannten Unterschiedes will ich dt n Moosen eine Polaritat, d. h. eine bestimmte Verteilung der organbildenden Stoffe, absprechen. Es ware von Interesse zu untersuchen, ob die Bildung von Rhizoiden und von Protonema an bestimmte Stoffe gebunden sei. Die Versuche, die ich in dieser Richtung anstellte, gaben mir keine Erlauterungen. Die microchemische Reaktion auf Zucker (Osazonreaktion) deutete in beiden Fallen auf sehr wenig, manchmal auf das Fehlen des Zuckers; jedenfalls konnte von einem Vergleich nicht die Rede sein. Ebenso war ee mit den Reaktionen auf K, Mg, P und Nitraten. In derselben Richtung waren vielleicht die Beziehungen zwischen Seitensprossen und Protonema zu suchen. Est ist noch völlig unklar, warum bei der Regeneration bald Entw icklung von Protonema, balddiejenige von Seitentrieben vorherrscht. Auch hier besteht eine gewisse Correlation. Auch die unregelmïissige Verteilung der Seitentriebe am Htamm deutet auf ein Fehlen der Polaritat hin. Eigentümlich ist bei Hookeria, dass das Stammprotonema sich hauptsachlich am basalen Pol ausbildet, wiihrend die Entwicklung der Brutknospen (oder, wenn unter Wasser cultiviert wird, des Protonemas) hauptsachlich an den oberen Blattern stattfindet. Die Lage der Pflanzen zum Erdcentrum, mit anderen Wcrten, der Geotropismus, scheint keinen entschiedenen Einfluss auf die Entstehung von Rhizoiden oder Protonema zu haben. Vielleicht bilden sich an dem aufwarts gekehrten Pol, wenn er eingesteckt ist, die Rhizoiden weniger leicht aus, tweil sie in der Richtung der Schwerkraft wachsen müssen und hier keinen Kontakt finden. Für verschiedene Arten ist der Einfluss des vorheri- gen Zustandes in Bezug auf die Regeneration verschieden. Die zarten Hookeriastammchen zeigen nach einem Aufenthalt in kohlens&urefreier Luft eine bedeutend geschw&chte Regeneration, wilhrend die kraftiger gebauten Mniumstammchen ebenso üppig regenerieren. Was das Entwicklungsstadium der Pflanzen anbelangt, so fand ich nur bei Mnium einen Unterschied in der Regeneration zwischen jungen und erwachsenen Stammen. Versuche mit fruktifizierenden Pflanzen zeigten keinen besonderen Unterschied; desshalb habe ich sie oben nicht beschrieben. Obwohl nicht in direktem Zusammenhang mit meiner Arbeit stehend, möchte ich zum Schluss noch einen eigentümlichen Fall von an einer abnormalen Stelle entwickelten Geschlechtsorganen bei Mnium undulatum erwahnen. Wie aus der Fig. 21 ersichtlich, sind hier die Archegonien auf dem mittleren Teil des Stammes entstanden, aber sie zeigen keine regelmassige Anordnung. Leider hatte ich den Vegetationspunkt schon abgeschnitten, bevor ich diese Abnormitat bemerkte. Es ware von Interesse gewesen zu sehen, ob sich auch an der normalen Stelle Geschlechtsorgane ausgebildet hatten. Die Arbeit wurde auf Anregung und unter Leitung von Herrn Prof. Goebel angefangen. Herr Prof. Schinz gestattete mir freundlichst die Arbeit in seinem Laboratorium zu Ende zu fiihren. Beiden Herren Professoren meinen herzlichsten Dank für ihre in jeder Hinsicht bereitwillige Hilfe. ERKLARUNG DER ABBILDUNGEN. hg' L Hookeria quadrifaria. Entstehung von Protonema aus einem Rhizoid. " 2' Idem- Die Protonema-Aste entstehen als Seitenzweige. " 3' Idem- Entwicklung von Protonema-Asten aus den Mittelnervzellen, nach Entfernungderlnitialschicht, 3a. Idem. " 4- Tortul<* tnuralis. Entstehung von Protonema-Asten