Kurt Steffen

Die Chromoplasten von Solanum capsicastrum L. und ihre Genese

ZusammenfassungNach orientierenden elektronenmikroskopischen Voruntersuchungen an den drei klassischen Chromoplastentypen wurde die Feinstruktur der Chromoplasten vonSolanum capsicastrum und deren Genese aus Chloroplasten untersucht. Mit der Metamorphose ist ein Strukturwechsel verbunden, der in gleicher Weise in den sich rot färbenden Früchten und in den vergilbenden Kelchblättern auftritt, also bei Plastiden, die häufig als Degenerationsstadien aufgefaßt werden. Aus einem Chloroplasten vomAspidistra-Typ entwickelt sich ein nach dem Prinzip des Stäbchenmischkörpers aufgebauter Chromoplast. In ihm sind meist parallel zur Längsachse gelagerte Fibrillen in ein homogenes Stroma eingebettet. Die Plastide ist von einer Membran umgeben und weist ein deutliches Peristromium auf. (Zum selben Typ des fibrillären Chromoplasten gehören übrigens auch die Hagebutten-Chromoplasten.) Bei der Plastidenmetamorphose werden zunächst (im blaßgrünen, Übergangsstadium) die Trägerlamellen desorganisiert, was zu einer Verschiebung der Granasäulen und der Scheiben innerhalb der Säulen sowie zum Auftreten von Entmischungstropfen führt. Im gelben, sehr labilen Zwischenstadium werden auch die Granalamellen aufgelöst. Die beim Umwandlungsprozeß entstandenen osmiophilen Granula beginnen sich darauf zu Fibrillen zu strecken. Die fibrilläre Natur dieser neu auftretenden Struktur läßt sich anhand der Querschnittsbilder und der häufig vorkommenden Überkreuzungen nachweisen. Die Fibrillen sind im fertigen Chromoplasten meist parallel gelagert und bestimmen durch ihre Verlaufsrichtung die Plastidenform. Eine Spindel resultiert bei nur einer vorherrschenden Verlaufsrichtung, ein Polyeder bei mehreren gleichwertigen.Unter Berücksichtigung der Fibrillenmeßwerte und des polarisations-optischen Verhaltens der Plastide und isolierter Fibrillenbündel wird unter Benutzung der Haftpunkt- und Globulartheorie eine Erklärung der submikroskopischen Struktur versucht.

Kern- und Nucleolenwachstum Bei Endomitotischer Polyploidisierung

Einleitung. An der Volumenzunahme des Kernes konnen drei Faktoren beteiligt sein: 1. die Vermehrung der DNS und 2. die durch Proteinsynthese oder 3. durch Wasserauf nahme bedingte Kernsaft Vermehrung. Bei den verschiedenen Wachstumsvorgangen durfte der Anteil der drei Faktoren unterschiedlich sein. So erfolgt bei gewissen Degenerationserscheinungen nur eine Hydratation, wahrend bei den Eikernen, Dotterstockkernen und Riesenkernen einiger Protisten das Kernvolumen nur durch Protein synthese ohne Chromatinvermehrung zunimmt (Schrader u. Leuchten berger 1950). Wenn auch heute schon einiges uber die wechselnde Be teiligung dieser drei Faktoren an der Volumenzunahme des Kernes aus gesagt werden kann, so ist uber die Beziehung dieser drei Faktoren zu einander und ihre gegenseitige Abhangigkeit voneinander kaum etwas bekannt.

Entwicklungsgeschichtliche und cytologische Untersuchungen am Balkentapetum von Gentiana cruciata L. und Impatiens glandulifera Royle

ZusammenfassungDie Entstehung des Balkentapetums beiGentiana cruciata undImpatiens glandulifera wird beschrieben und in Beziehung zu den übrigen Tapetumtypen gesetzt. BeiGentiana verläuft die Wandschichtenbildung meist zentripetal, oft (in 30% aller untersuchten Fälle) auch zentrifugal. Die Entstehung der Zwischenschichten schreitet an der Loculus-Innenseite von einem Placentoid aus peripher fort. BeiImpatiens entstehen das Endothecium und die beiden Zwischenschichten stets in zentrifugaler Folge. Das Tapetum ist bei beiden untersuchten Arten sporogenen Ursprungs und wird in Form einer peripheren Lage und von 1–2 Zellen breiten Balken gebildet, die den Loculus in unterschiedlich große Kammern aufteilen. Pollenmutter- und Tapetumzellen unterscheiden sich cytologisch und karyologisch (Kern- und Nucleolusvolumina und Chromozentrengröße). Kurz vor oder zu Beginn der Meiosis beginnen bei beiden Arten die karyologischen Veränderungen im Tapetum: seine Zellen werden beiGentiana durch Endomitose tetraploid, beiImpatiens durch freie Kernteilung zweikernig. Entgegen früheren Literaturangaben bleiben sie bis zur Degeneration zellig. Beide Arten besitzen also ein celluläres Sekretionstapetum. — Der Nachweis der Endomitose im Tapetum vonGentiana cruciata erfolgte durch Strukturanalyse der Kerne (Endo-Inter- und Endo-Prophase) und den Nachweis der periodischen Wiederkehr dieser Strukturen in verschiedenen Kern-Größenklassen.

Chondriosomen-, Sphärosomen- und Proplastidenzahlen in Beziehung zu den Differenzierungsvorgängen bei der Antherenentwicklung

ZusammenfassungIn Zusammenhang mit der Entwicklungsgeschichte werden die morphologischen und zahlenmäßigen Veränderungen der Chondriosomen, Sphärosomen und Proplastiden in Archespor-, Pollenmutter- und Tapetumzellen anhand von 7 aufeinanderfolgenden Stadien untersucht. Dabei ergibt sich: Nach Zellteilungen tritt eine Vermehrung von Zellorganellen bis zur Partikelzahl der Mutterzelle auf. Darüber hinaus finden sich erhöhte Organellzahlen (im Gegensatz zu den Tapetumzellen) in den Pollenmutterzellen vor der Meiosis und der Tetradenbildung sowie in den Pollenkörnern nach der 1. Pollenkornmitose. Die Teilung der beiden Organellarten muß nicht gleichzeitig erfolgen, wie aus ihrem Verhalten vor oder während der Furchung zu schließen ist. — Es wird angenommen, daß während der Meiosis keine Organellvermehrung stattfindet. — Die 1. Pollenkornmitose ist nur in bezug auf die Zahl der Plasmapartikel pro Zelle inäqual; die Verteilung letzterer pro Plasmaeinheit wird durch die Cytokinese nicht geändert, und auch das Verhältnis Proplastiden: Chondriosomen und Sphärosomen innerhalb der generativen Zelle entspricht dem in der vegetativen Zelle sowie dem in den Ausgangszellen (sekundäre Archesporzellen). — Der RNS-Gehalt der Tapetumzellen, der anfangs geringer als der der Pollenmutterzellen war, wird zunächst bis zur Ausbildung der vier Gonen erhöht und sinkt dann (z. Z. des Pollenkornwachstums) ab. Der RNS-Gehalt der Pollenmutterzellen steigt kontinuierlich an, der der generativen Zelle ist zunächst niedriger als in der vegetativen Zelle, wird jedoch später erhöht. — Die Kern-Plasma-Mitochondrien-Relation von R. und H.Lettre wird auf die quantitativen Untersuchungen anzuwenden versucht. Dabei werden die zeitliche Aufeinanderfolge der Partikelteilung und des Plasmawachstums und die Relation zwischen Chromatingehalt und Organellzahl berücksichtigt. Die Bedeutung der inäqualen Teilung für die Plasmonumkombination nachMichaelis wird diskutiert.

Chromoplastenstudien I. Der amöboide Chromoplastentyp

ZusammenfassungEs wird der amöboide Chromoplastentyp anhand der Beispiele vonLilium tigrinum undTagetes patula beschrieben. Dieser Typ zeichnet sich durch Flexibilität und Amöboidie, sowie durch das Vorkommen unterschiedlich vieler und unterschiedlich großer, carotinoidhaltiger Globuli aus. Morphologische Varietäten des Grundtyps bewegen sich zwischen den beiden Extremen, der stark amöboid beweglichen, filamentösen Form beiLilium und der ovalen bis runden, schwach amöboiden beiTagetes.Die amöboiden polyglobulären Chromoplasten kommen entweder als primär amöboide Formen auf die Epidermis beschränkt vor und können sich aus farblosen (Lilium, Convallaria) oder ergrünten Proplastiden (Tagetes) entwickeln. Sekundär amöboide Chromoplasten entstehen im Mesophyll der Perigonblätter vonLilium tigrinum durch Umwandlung von Chloroplasten.In den geöffneten Blütenständen vonTagetes undCalendula zeigen die Chromoplasten im Gegensatz zu den übrigen Organellen Degenerationserscheinungen (Vacuolenbildung, Freiwerden der Globuli). Die carotinoidhaltigen Globuli gelangen ins Cytoplasma und von dort in den Zellsaft.Der Chromoplastentyp und seine Entstehung, sowie die Frage der Rückverwandlung von der somatischen in die embryonale Plastidenphase werden diskutiert, ebenso das Auftreten der Globuli in den Chromoplasten und ihr Freiwerden. Die Globuli werden als Population unterschiedlicher Genese und wahrscheinlich auch unterschiedlichen Pigmentgehaltes aufgefaßt.

Licht- und Elektronenoptische Untersuchungen Über den Feinbau des Chromatophors vonAnkistrodesmus Braunii(Nägeli) Brunnthaler

ZusammenfassungIn den Kulturen vonAnkistrodesmus braunii treten zwei verschiedene Zelltypen auf: langgestreckte Zellen und kurze, gedrungene Formen. Die Chromatophoren beider Zelltypen zeigen bei Beobachtung im Hellfeld 2 mit gekreuzten Polarisationsfiltern eine Maschenstruktur. Im elektronenoptischen Bild werden in den Chromatophoren als Struktureinheit 280–300 Å dicke Doppellamellen sichtbar. Diese Doppellamellen setzen sich aus zwei Einzellamellen von je 80 Å Dicke, zwischen denen sich ein Abstand von 100–150 Å befindet, zusammen. Die Stärke wird nicht innerhalb der Doppellamellen, sondern zwischen diesen gebildet. Die Chromatophormaschen entstehen durch Auseinanderweichen von Doppellamellen oder Doppellamellen-Aggregaten. Die Maschenstruktur wird bei der Teilung an die Tochterorganismen weitergegeben.