Natur und Ursachen der Mutationen

I. Das Verhalten und die Zytologie der Pflanzen, die aus infolge Alterns mutierten Keimen stammen

Abstract

1. Die vorliegende Arbeit bestätigt, ebenso wie alle vorangegangenen Untersuchungen, den früher gemachten Schluß, daß in den Meristemzellen des ruhenden Keimes im Samen mit der Zeit, ohne jeglichen “spezifischen” Einfluß von außen, Chromosomenmutationen entstehen, die dem Dislokationstypus angehören (Fragmentation, Translokation, Inversion u.s.w.).
2. Ausgangsmaterial dieser Arbeit waren Samen verschiedener Rassen von Crepis capillaris, C. tectorum, C. dioscoridis und einer Sorte Roggen (Seeale cereale), die verschiedene Zeitlang aufbewahrt wurden.
Zur Untersuchung gelangten Embryonen von Samen, deren Keimung nur eben begann, daraus erhaltene Keimlinge, erwachsene Pflanzen und die Nachkommenschaft dieser letzten.
3. Der Effekt des Alterns der Samen kommt schon in den ersten Stadien der Keimung zur Geltung; er zeigt sich, außer der Herabsetzung des % der Keimfähigkeit, in verschiedenen Unregelmäßigkeiten der Entwicklung der Keimlinge; diese Unregelmäßigkeiten sind im allgemeinen desto schärfer ausgesprochen, je älter die Samen waren; sie bestehen in Wachstumshemmung, asymmetrischer Entwicklung und Missbildungen der Keimlinge. Alle diese Unregelmäßigkeiten sind die Folge der gestörten Tätigkeit der apikalen Meristeme; bei dem äußersten Grade dieser Störung kommt es zu frühem Stillstand der Zellteilungen, der zum Untergange des Keimlings führt, falls es nicht zur Bildung neuer Vegetationspunkte durch Regeneration von älteren Geweben kommt. Ganz anders verhalten sich die Kotyledonen, deren Lebensfähigkeit selbst bei solchen Keimlingen erhalten bleibt, deren Meristem schon völlig vernichtet ist. Das ganze Bild zeigt also vollständige Ähnlichkeit mit dem Bilde nach stärksten Dosen von RÖNTGENstrahlen.
4. Die zytologische Untersuchung ergab für alle Fälle ohne Ausnahme, daß die vorstehend angeführten Erscheinungen durch tiefgreifende Veränderung des Chromosomenapparates hervorgerufen werden; die Mehrzahl dieser Veränderungen bestand in Fragmentation, die zur Eliminierung von Chromosomenteilen führte, welche sich bei der Mitose in Form von Chromatinkügelchen auf das ganze Zytoplasma der Zellen verteilten. Zellen, die solche Veränderungen erlitten haben, verlieren ihre Teilungsfähigkeit oder sterben ab; dies bedingt die Wachstumsunregelmäßigkeiten und führt selbst zum Absterben des ganzen Meristems und somit nicht selten auch des ganzen Keimlings. Diese Erscheinungen lassen sich aber erst in den frühesten Stadien der Keimung beobachten; im weiteren findet man in den Geweben des Keimlings, falls es nicht zur Zerstörung und zum Absterben kommt, entweder normale Chromosomen oder solche, die Veränderungen erlitten haben, die dem normalen Verlaufe der Zellteilung nicht hinderlich sind, nämlich Translokationen und Inversionen. Die Veränderungen der Chromosomen erfolgen sowohl im Meristem des Würzelchens als auch im Vegetationskegel; in ersterer entwickeln sie sich leichter als im letzteren.
5. Aus den am Leben gebliebenen Keimlingen entwickeln sich Pflanzen, die Anomalien von diesem oder jenem Grade aufweisen: Asymmetrien der Blätter, abnorme Verzweigung usw. In äußersten Fällen entwickeln sich statt Blätter schmale rankenähnliche Gebilde, der Apex erinnert in solchen Fällen an Callus; solche Pflanzen gehen früh oder spät zugrunde.
Nach einer gewissen Periode von Wachstumshemmung und unregelmäßiger Entwicklung beginnt ein beträchtlicher Teil der Pflanzen sich normal zu entwickeln und kann dem Aussehen nach gar keine Unterschiede von den Kontrollpflanzen bieten.