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Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik

Abstract: § 71. Die Au]hebung der ,,Verschrdinkung". Das Ergebnis abhdingig vom Willen des Experimentators. W i r kehren wieder zum al lgemeinen Fal l der ,Ve r sch r~nkung" znrfick, ohne gerade den besonderen Fa i l eines ~{eBvorgangs im Ange zu haben, wie soeben. Die Erwar tungska ta loge zweier 1{6> per A und B sollen sich durch vorf ibergehende Wechse lwi rkung verschr~nkt haben. J e t z t sollen die K6rper wieder ge t renn t seth. ] )ann kann ich einen davon, e twa B, hernehmen und meine unter m a x i m a l gewordene Kenntn is yon ihm du tch ?¢Iessungen sukzessive zu einer max ima len erggnzen. Ich behaup te : sobald mi r das z u m erstenmal gelingt, und nicht eher, wird erstens die Verschrgnkung gerade gel6st sein und werde ich zweitens durch die Messungen an B u n t e r Ausnf i tzung der Kondi t ionalsa tze , die bestanden, max ima le Kermtnis such yon A erworben haben. D e n n erstens Meibt die Kem~tnis yore Gesarntsys tem framer maximal , well sie du t ch gu ie und genaue Messungen keinesfalls ve rdorben wird. Zwei tens: Kondi t ionalsgtze yon der F o r m ,,wenn an A . . . . . . dann an B . . . . . " , kann es n icht mehr geben, sobald wi t yon B einen Maximalka ta log erlangt haben. Denn der ist nieht bedingt und zu ibm kann f iberhaupt nichts auf B Bezfigliches mehr h inzut re ten . Dr i t t ens : Kond i t i ona l s i t z e in umgekehr t e r R ich tung (,,wenn an B . . . . . . dann an A . . . . . ") lassen sich in S~itze fiber A allein umwandeln , well j a alle Wahrsche in l ichke i ten ffir B schon bedingungslos bekann t sind. Die Ver sch r in kung ist a lso rest los beseit igt , und da die Kenntn is v o m Gesamtsys t em max ima l gebl ieben ist, kann sie nur dar in bestehen, dab zum Maximalka ta tog ffir B ein ebensolcher ffir A h inzut r i t t . Es kann abe t such nicht e twa vorkommen, dab A indirekt , durch die Messungen an B, schon max ima l bekann t wird, bevor B es noch ist. Denn dann funkt ionieren alle Schlfisse in umgekehr t e r Richtung, d. h. B ist es au th . Die Sys teme werden gleichzeit ig max ima l bekannt , wie behaupte t . Nebenbei bemerkt , wfirde das such geiten, wenn man das Messen nicht gerade auf eines der beiden Sys teme beschrltnkt. Abe t das In teressante ist gerade, dab m a n es auf eines der beiden beschrgnken lcann; dab mari dami t ans ZieI kommt . Welche 5{essungen an B und in welcher iReihenfolge sie vo rgenommen werden, fat ganz der ~Nill-

Eine neue seignette-elektrische Substanz

Abstract: mceurs des insectes, S6rie I X . Par is 1879--I91o. -13. R. W. G. HINGSTON, Problems of ins t inct and intelligence. London 1928. -14. W. M. WH~L~R, Ants. Their s t ruc ture , development and behavior. New York I9Io . -15 . G. W. and E. G. PECKHAM, Wasps social and solitary. Wes tmins t e r 19o 5. -16. PECKHAM, a. a. O. S. 53. -I7. HI~GSTON, a. a. O. S. 117 . -18. CH. FER20~, Notes d6tachges sur l ' ins t inc t des Hym6noptSres mellifSres et ravisseurs. Ann. Soc. entom. France 7 ° (19Ol); 7I (19o2). -19. H. P~TERS, Kleine Beitr~ge zur Biologie der Kreuzspinne Epeira d iademata C1. Z. vergl. Physiol, 26 (1933)-20. IV[. THOMAS, L ' ins t inc t ches les Araign6es. X X I I . L 'emptoi succesif de la sole s~che et de la sole gluante dans la confection du piSge des t~peires. Bull. Ann, Soc. entom, Belgique 72 (1932). -21. P. DEEG~NER, Kokongesellschaf ten und Gesellschaftkokons. Z, wiss. Insek ten Biol. 17 (1922). -22. CH. FHRTON, Notes ddtach6es su r l ' ins t inct des Hym6nopt4res mellif4res et ravisseurs . Ann. Soc. entom. France 7 0 (19Ol). 737

Die naturphilosophischen Grundlagen der Quantenmechanik

Abstract: //718// Das physikalische Ergebnis der Quantenmechanik, von dem die Erschutterung altgewohnter naturphilosophischer Auffassungen, insbesondere der Kausalvorstellungen ausgeht, besagt, das der Vorausberechnung kunftiger Naturvorgange eine scharfe, unuberwindbare Schranke gezogen ist. Die Idee des LAPLACEschen Damons, der den augenblicklichen Zustand der Natur vollstandig kennt, samtliche Naturgesetze uberschaut und auf Grund dieser Kenntnis den zukunftigen Gang der Ereignisse vorhersagen kann, verliert damit jede Anwendung auf die Natur. Und doch war diese Idee nur der Ausdruck der Uberzeugung, das jedes Naturgeschehen in allen seinen Zugen durch vorangehende Ereignisse verursacht worden ist und daher fur einen der Naturgesetze Kundigen aus diesen Ursachen vorausberechenbar sein musse.

Elektronenübergangsprozesse im Mechanismus von Oxydations- und Reduktionsreaktionen in Lösungen

Abstract: Elektroneniibergangsprozesse im Mechanismus yon Oxydationsund Reduktionsreakfionen in L6sungen*. Von JosEpI~ WEiss, London. (Sir Vqilliam Ramsay Laboratory, University College.) Seit der ARRHENIUSschen Theorie der elektrolytischen Dissoziation ist es nichts Ungew6hnitches, bet homogenen Reaktionen in L6sungen, an denen Ionen beteiligt sind. einfache Elektronenfibergangsprozesse anzunehmen. Ihre Anwendung hat sich abet im wesentlichen auf Diss0ziationsgleichgewichte mit Ionen etwa vom Typus NIL ~K++ Abeschr~nkt. Es lag also vielmehr eine thermodynamische Betrachtungsweise vor, ohne dab man sich fiber den eigentlichen Elementarprozel3 Rechenschaft zn geben versuchte. Es schien bier um so mehr gerechtiertigt, Fragen der Reaktionsgeschwindigkeit auszuschatten, als man lange Zeit geglaubt hatte, dab Ionenreaktionen (Elektronenfibergange) ,,unendlich rasch" verlanfen und deshalb jeder Messung praktisch unzug~nglich seien. Die neneren Anschauungen auf dem Gebiete tier Reaktionsgeschwindigkeit haben allerdings in dieser Vorstellung manche Anderung hervorgerufen. Wir wissen heute, daB, wenn die Partikel A und B zweier gel6ster Stoffe miteinander reagieren sollen, sie zuerst miteinander zusammenstogen oder sich mindestens ant einen bestimmten minimalen Abstand n~hern miissen. In vielen Fallen hat man mit Erfolg die aus der kinefischen Theorie der Gase abgeleitete StoBzahl (Zg, Anzahl der Zusammenst6Be zwischen 2 Teilchen A und B in einer Sekunde bet Einheitskonzentrationen) auch fiir L6sungen anwenden k6nnen. Abgesehen dayon, dab diese l )ber t ragung ant L6sungen in alien F~tllen nur eine Niiherung darstellen kann, hat man bier noch besonders gewisse Einflfisse zu beriicksichtigen, die dutch die in groBen Mengen vorhandenen LSsungsmittelmotektile hervorgerufen werden. Der einfachste Effekt ist der desaktivierende EinfluB, yon St6llen zweiter Art der L6sungsmittelmolekiile herrtihrend. Es gibt abet noch andere Einflfisse, die die effektive StoBzahl heruntersetzen. Treffen sieh 2 Partikel A und B in der L6sung, so fliegen sie nicht so rasch wieder auseinander, wie das i m Gas der Fall ist, weil sie durch die umgebenden L6sungsmittelmolekiile daran gehindert werdenL Sie werden, einige Zeit nebeneinander liegend, mehrere ~{ale aufeinanderstoBen. Die Anzahl dieser Aufeinanderst6Be (n) wird dabei im wesentlichen dutch die Anzahl der Schwingungen einer Partikel in der Fliissigkeit in der Zeit bis zu einem Platzweehsel gegeben seth. Es ist klar, dab sich dieser Effekt auf die Stogzahl, insbesondere bet kteiner Aktivierungsw~Lrme (E), bemerkbar machen wird, denn bet relativ groBen StoBausbeuten, d. h. wenn

Chromosomenmorphologie bei Drosophila melanogaster und Drosophila simulans und ihre genetische Bedeutung

Abstract: Die Chromosomentheorie der Vererbung Ms fruchtbare Synthese zweier ursprfinglich getrennter biologischer Forschungsrichtungen, der Zellenlehre (Cytologie) und der Vererbungswissenschaft (Genetik), hat ihren zun~chst hypothetischen Charakter mehr und mehr verloren. Die Art der Verteilung der elterlichen Erbanlagen (Gene) auf die Nachkommenschaft wurde als die Folge von VorgXngen erkannt, die sich an den mikroskopisch sichtbaren Tr~gern dieser Erbfaktoren, den Chromosomen der Z'ellkerne, abspielen. Die Gr613e der Chromosomen und die Aufl6sungskraft unserer Mikroskope reiehten aus, um an einer gentigenden Zahl yon Beispielen den vollen Beweis Ifir diesen Satz zu erbringen, sie reichten aber nicht aus, um den bezeichneten Zusammenhang in seiner Breite zu verfolgen, denn in der iiberwiegenden Mehrzahl der FAlle konnten Chromosomenver~tnderungen nur indirekt aus der genetisehen Wirkung erschlossen werden, da sie zum mindesten in ihren Feinheiten unter der Grenze der Sichtbarkeit blieben. Man konnte kaum hoffen, mit den gegebenen technischen MSglichkeiten hier wesentlich weiterzukommen. Aber das Unerwartete geschah. Forschungen der jfingsten Zeit ertauben es heute, die Verbindung zwischen Genetik und Cytologie in einer Weise auszubauen, die die k~hnsten Wfinsche fibertrifft. Hierfiber soll im II. Abschnitt berichtet werden, im I I I . m6ge dann (auf Grund eigener Untersuchungen) ein Beispiel ffir die Anwendbarkeit der neuen Methode folgen. Zuvor seien einige Ergebnisse frfiherer Arbeiten kurz zusammengefaBt. Sie werden das Gesagte deutlicher werden lassen und sind ffir das Verst~ndnis des Kommenden unerl~I31ich. Dutch die Verteilung der Chromosomen auf die Geschlechtszellen und ihre Kombination bei der Befruchtung wird die Weitergabe der in den Chromosomen gelegenen Gene auf die Nachkommen in einer V~reise geregelt, die in den MENDELschen Gesetzen ihren Ausdruck tinder. Man sollte erwarten, dab Gene desselben Chromosoms hierbei stets zusammenbleiben. Das ist aber bei den meisten untersuchten Organismen nicht der Fall, vielmehr wird die Koppelung durch die Erscheinung des sog. Austausches (erosslng-over) durchbrochen. Seit den Untersuchungen yon STERN (1931) und CREIGHTON und McCLINTOCK (1931) darf es als bewiesen gelten, dab crossingover auf einem wechselseitigen Austausch yon Stricken zwischen homologen Chromosomen beruht, also Chromosomen, yon denen eines vom Vater und eines yon der Mutter stammt, und die dieselben bzw. allele Gene enthalten. Aus der Tatsache, dab yon den 3 Austauschh~ufigkeiten zwischen 3 Genen eines Chromosoms innerhalb gewisser Grenzen stets eine gleich der Summe der beiden anderen ist, folgerte bereits MORGAN (191I), dab die Gene in den Chromosomen linear angeordnet sind. Dadurch war die M6glichkeit gegeben, Itir jedes Chromosom auf Grund yon Kreuzungsexperimenten eine genetische Faktorenkarte aufzustellen, also eine schematisch-graphische Darstellung der , ,Genkette\" mit i % Austauseb als MaBeinheit des Genabstandes. Das wurde zuerst Ifir die Fliege Drosophila melanogaster durchgeffihrt, sp~ter auch ffir andere Tiere und Pflanzen. Bei Drosophila, dem genetisch am besten analysierten Objekt, sind heute Lage und Reihenfolge Hunderter von Genen in den vier Chromosomenpaaren bekannt. Die lineare Anordnung der Gene, die zun~chst nur eine Interpretat ion numerischer Koppelungsbeziehungen war, konnte durch die Arbeiten yon STERN, MULLER, PAINTER und I)OBZHANSKY an Drosophila melanogaster vollkommen bewiesen werden. Das gelang unter Benutzung chromosomaler Aberrationen, sog. Chromosomenmutationen, die gelegenttieh spontan auffreten, in groBer Zahl aber durch R6ntgenbestrahlung erzeugt werden k6nnen. Als Chromosomenmutationen bezeichnet man Brfiche verschiedener Art. Ein Chromosom kann in selbst~ndig bleibende Teile ]ragmentiert werden. Bei Anheftung eines abgetrennten Chromosomenstfickes an ein anderes Chromosom spricht man yon Translokation. \\¥i rd ein Sttick eines Chromosoms herausgebrochen unter \\¥iedervereinigung der restlichen Teile, so sagt man, das Chromosom habe eine deletion, w~hrend unter Inversion die umgekehrte \\Viedereinffigung eines herausgebrochenen Stfickes zu verstehen ist. Auftreten und Art einer Chromosomenmutation kann in der Regel an Hand ver~nderter Koppelungsbeziehungen ohne weiteres ermittel t werden; nur bei Inversionen kommt es infolge yon Austauschunterdrtickung zu Schwierigkeiten. Wenn die Vorstellung fiber die Anordnung der Gene in den Chromosomen richtig ist, so mug sich, um ein Beispiel zu geben, die Translokation eines gentigend grogen Stfickes vom stabf6rmigen Geschlechts(X-) Chromosom an ein Ende eines V-f6rmigen Autosoms such cytologisch manifestieren. Das X muB kfirzer, ein Schenkel eines grogen Chromosoms muB l~nger erscheinen. Auf Grund genetischer Beobachtungen k6nnen also cytologische Voraussagen gemacht werden und natfirlich umgekehrt. Solche Voraussagen wurden im Rahmen der durch die Kleinheit der Chromosomen gesetzten

Das Elektrenkephalogramm des Menschen

Abstract: Im Jahre 1874 hat der englische Forscher CAToN festgestellt, dab bei IKaninchen und Allen unter der Einwirkung yon Sinnesreizen sich jeweils elektrische Stromschwankungen an bestimmten Stellen der Hirnrinde nachweisen tassen. Diese Entdeckung wurde dann noch 3mal unabh~ngig yon CAa'ON gemacht, und es wurde auch nachgewiesen, dab sich st~tndige elektrische Potentialschwankungen auBerhalb der Narkose an der tierischen Hirnrinde linden (A. BECK 189o). Vom Menschen waren derartige Feststetlungen nicht bekannt. Im Jahre 1924 gelang es mir zum ersten Male, bei einem jungen Mann mit einer grot3en linksseitigen Entlastungstrepanation yon der Dura innerhalb der Sch~delliicke mit Nadelelektroden st~ndige elektrische Potentialschwankungen zu erhalten. Ich babe, da mir die zahlreichen Fehlerquellen hinreichend bekannt waren, immer erneute Kontrolluntersuchungen an Leuten mit Sch~dellticken angestellt und meine Ergebnisse stets best~tigt gefunden. Ich land dann abet auch, dab man, wie dies tibrigens schon FLEISCt~L YON MA~XOW beim Hunde festgestellt hatte, beim Menschen diese elektrischenPotentialschwankungen ebenfalls vom unversehrten Sch&del ableiten kSnne. Ich babe, als ich meiner Sache ganz sicher war, 1929 zum ersten Male im Arch. f. Psychiatr. meine Entdeckung verSffentlicht und ftir die yon mir gefundene Kurve den Nafnen ,,das Etektrenkephalogramm des Menschen\" ( = EEG.) vorgeschlagen. Man kann das EEG. mit jedem hochempfindlichen Galvanometer zur Darstellung bringen; am besten bew~Lhrt hat sic~ mir ein yon SIEMENS gebauter Oszillograph. Als Ableitungselektroden kSnnen die verschiedensten unpolarisierbaren Elektroden verwendet werden, jedoch auch Nadelelektroden. Die besten Dienste taten mir aus reinem Silber angefertigee Nadelelektroden, die bis auf I mm an der Spitze mit eingebranntem Lack tiberzogen sind und an der Spitze einen jeweils frisch hergestellten Chlorsitberikberzug tragen. Man soll diese Nadeln innerhalb einer Knochenlficke bis auf die Dura oder bei unversehrtem Sch~del bis unter die Knochenhaut einfiihren, was ohne 6rtliche Schmerzbet:~ubung (Novocain-Adrenalin) nicht mSglich ist. Die elektrischen Potentialschwankungen, die das EEG. zeigt, entstehen in der Hirnrinde selbst, wie dies Fig. I erkennen l~Bt. Ist die Rinde an und zwischen den beiden ableitenden ]~tektroden z .B. dutch den Druck einer Geschwulst ffunktionsunf~hig geworden, so fehlt das EEG. Man kann am EEG. unterscheiden erstens die Hauptsch~dngungen, die ich als

Synthetisches 6.7-Dimethyl-9-d-ribo-flavin

Abstract: In dieser Beziehung haben wit einige Versuche gemaeht und festgesteIlt, dab Azotobakter NHeOH nieht assimiliert. Die Versuehe wurden in tier mauometrisehen Apparatur nach %VAREURG durehgefiihrt, und alas Waehstum naeh zwei iibereinstimmenden, sehon besehriebenen Methoden 1, n~imlieh Triibuugszunahme und Anstieg der Atmungsgeschwindigkeit, gemessen. Die Gasphase bestaad aus 21% O~ und 79 % H~. Bei o--3 rag/1 NHsOIt bIeibt die Triibung nnd such die Atmungsgeschwindigkeit pro Gef~il3 (in einem typischen Versuch 29 cram 02/5 ccm Kultur/Std., welehe o,oo2 mg Azotobakter Zellstiekstoff entspricht) 28 Stunden lang ganz unver~indert (± 5%). Die Aufuahme yon nut o, o0o2 mg (o,o4 mg/1) NH2OH-N im WachstumsprozeB wiirde hier naehweisbar gewesen sein. Hydroxylaminkonzentrationen hi3her als 3 mg/1 wirken toxisch, z. B. bei nur 5 mg/l bleibt die Atmtmg 1o Stunden konstant, dauu sinkt sie nach 28 Stunden bis auf ein DritteI, und bei 1o mg/l tritt dieselbe Abnahme innerhalb einer Stunde ein. In den Kontrollversuchen mit Nitrat, Ammoniak oder Nz (Luft) beginnt dagegeu sofort normales (logarithmisehes) Wachstnm, mit Verdoppelung der Zellmenge in 3--4 Stunden (31°) und unter geeigneten Messungsbedingungen rnit ~oofacher Zunahme nach 24 Stunden. Setzt man N~ (Lufg), Nitrat oder Ammoniak den Kulturen zu, die 24 Stunden in. o--3 mg/1 NH~OH geblieben Mud, so beginnt das Waehstum sofort wie am Anfang. Dies zeigt, dab Hydroxylamin bei diesen Konzentrationen nicht giftig wirkt. Man erMilt eine maximale Waehstumsgesehwindigkeit sehon bei o,1 mg/1 N als Nitrat oder Ammouiak, uud selbst bei 5o0o rag/1 N ist keine merkliehe Waehstumsoder Atmungshemmung wahrzunehmen. Die hier bewiesene allgemeine Unterseheidung im WaehstumsprozeB zwischen den ~Virkungen yon NHeOH einerseits mid yon wirkHch verwendbarem, ~reiem oder gebundenem Stiekstoff anderseits ist ersiehtlich seharf und eindeutig. In ~ihnlichen Versuehen haben wir gefunden, dab auch Hydrazin keine Stiekstoffquelle fiir das Azotobakterwachsturn ist. Es ist also auch kein normal-erkermbares, ehemischstabiles Zwisehenprodukt yon alIgemeinem Vorkommen bei der Fixation, wie es friiher fiir wahrscheinlieh gehalten worden war ~. N~H a hemrnt die Atmung etwas weniger aIs NH~OH und kanu bei 2o--3ofach grSBeren Konzentrationen in \"Waehstumsversuehen studiert werden. Im Gegeusatz zu NH~OH und N2H e fRrdert HCN ats StiekstoffqueIle das Waehstum haupts~ichlich bei Konzentrationen yon x mg/l und weniger. HCN hemmt die Atmung sogar etwas mehr ats NHgOH. In anderer Stelle ~ zeigen wir dutch kinetische Versuehe iiber die Wirkungen yon Molybd~n (bzw. Vanadium), Calcium (bzw. Strontium) und Temperatur auf das Waehstum einerseits in N~ (Luft) und anderseits in Gegenwart von verschiedenen gebundenen Stickstoffverbindungen, dab wahrscheinlieh ein Amid sis erkennbares, spe~ifisches Intermedi~irprodukt bei der Fixation vorkommt. Uber naehweisbare Stickstoffverbindungen (wie z. B. NH~OH) in mit N~ ern~ihrten Kulturen mSchten wir hier ausdriicklich betonen (vgl. 1), dab es kaum Zweek hat, solche Verbindung als spezifische Zwisehenprodukte zu bezeichnen, ohne gleichzeitig zu zeigeu, dag sic in ~ihnlichen, mit gebundenem Stiekstoff ern~ihrten Kulturen nicht vorkommen. In dieser Beziehung hat BLo~ uns mitgeteilt, dal3 NH~OH such bei Nitratkulturen vorkommt. Durch Desaminierung und andere Abbauprozesse bewirkt Azotobakter aus seiner Zelisubstanz unter geeigneten Bedinguugen a (haupts~ichlieh bei niedrigen Konzentrationen des organischen Substrats) das Auftreten yon vieleu einfacheu und komplexen Stickstoffverbindungen im umgebenden Medium (sowohl wenn Azotobakter vorher in freiem ats such in gebundenem Stiekstoff geziichtet wird, und sowohl in einer Atmosphare you 21% Og in H~ als aueh in Luft). Wit glauben, dab dieser Zellstickstoffabbauprozeg einstweilen zur Erkliirung der aufgefundeneu NH~OH-Mengen dienen rnuB. Die verschiedenen Mengen NH~OH, die in ENDRES Versuehe~ bei versehiedenen SuBstraten (mit N~ als Stiekstoffquelle fiir das Waehstum) er-

Über die Wirkungsweise der Hexokinase

Abstract: trod unvollstiindig, bei Abkiihlung der LSsung wieder vollstfindig. Da photochemisehe Reaktionen eineu Meinen, thermisehe Reakfionen jedoeh grogen Temperaturkoeffizienten besitzen, spricht dieses Verhalten deutlich dafiir, daft es sieh in diesem Falle um ein einfaches Licht-Dunkel-Gleichgewicht handelt, was ieh auch m d e r genannten Arbeit betont babe. Bei verhSltnism~Big niedriger Temperatur und grol3er Lichtintensit/it ist das GIeichgewieht s tark allf die Seite der Leukobase und des Ferriions versehoben; bei kleiner Liehtintensit~t und hSherer Temperatur auf die Seite des Farbstoffes und Ferroions. Ben~tzt man s ta t t Thionin eine LSsung yon Methylenblau, so versagt dieser Versuch vollst~indig, desgleiehen aueh bei anderen Kiipenfarbstoffen wie Phenosafranin, Nilblau, Neutralrot usw. Diese Farbstoffe unterseheiden sieh nun vom Thionin dadurch, dab sic durehwegs negativere NormalredoxpotentiaIe (e0) besitzen als dieses, wie dies aus der beigefiigten Tabelle ersiehtlich ist. Diese Farbstoffe sind also

Theorie der Ionenaufnahme in lebende Zellen

Abstract: Die meisten Permeabilit~itsuntersuchungen zielen ausschlieBlich auf die Charakterisierung der Beschaffenheit der Protoplasmamembran him Der Kern des Aufnah/neproblems ist also hier die Membrandurchl~issigkeit, w~hrend die energetische Seite des Aufnahmevorgangs unbeachtet bleibt. Die Protoplasmamembran verh/ilt sich nach der Ansicht mehrerer Forsc]aer wie ein Ultrafilter (i), Kleinere Molekflle yon organischen Verbindungen treten leichter als gr613ere hindurch. AuBerdem werden lipoidl6sliche Verbindungen bei der Aufnahme bis zu einem gewissen Grade bevorzugt, was zu der Annahme gefilhrt hat, dab die Maschen des protoplasmatischen Ultrafilters aus fett~ihnlichen Substanzen bestehen. Ffir die als N/ihrstoffe der Pflanzen so wichtigen Neutralsalze, die zu den nicht lipoidl6slichen Verbindungen z/ihlen, ist bekannt, dab einige yon ihnen, z. B. KNOa, mit mef3barer Geschwindigkeit aus einer hypertonisehen L6sung in die Zellen hineindringen. Die PermeiergeschwJndigkeit der Salze ist aber durchgehends viel geringer als diejenige yon organischen Verbindungen gteicher Molekfltgr6ge. Diese Tatsache hXngt mit der starken Dissoziation der Salze in Ionen zusammen. Die Ionen sind zwar an sich ktein, wegen ih~er Ladung umgeben sie sich aber mit einer sog. Hydratationssph~re, d .h . einem Sehwarm yon Wassermolekfilen (2), die bei der Bewegung mitgeschleppt werden und den Durchtr i t t durch eine Membran stark erschweren. Die Salzaufnahme weicht auch in einigen anderen Punkten yon der Aufnahme nichtdissoziierter Verbindungen ab. Es findet u. a. h~nfig eine chemische Zersetzung des Salzes statt, indem das eine Ion in gr613erer Quanti t~t als das andere anfgenommen wird (3). So wird z.B. arts einer L6sung yon Ca(NOa) 2 fiir gew6hnlich mehr NO~ als Ca in die Wurzeln yon Keimpflanzen aufgenommen. Aus einer L6sung yon KC1 wird umgekehrt meistens mehr K als C1 aufgenommen. Die ursprfinglich neutraJ.e L6sung wird im ersten Falle alkalisch, im letzten FMle sauer. Diese Falle yon nicht ~tquivalenter Aufnahme des Anions und des Kations eines Salzes beweisen, dab es sich bei der Salzaufnahme um Kr~fte yon ganz anderer Gr613enordnung als die Diffusion handelt. Man kann yon der Annahme ausgehen, dab in den sehr verdiinnten L6sungen, um die es sich bei der natflrlichen N~hrstoffaufnahme der Pflanzen h/iufig handelt, eine vollsfiindige Dissoziation vorhanden ist. Auch sogar in mehr konzentrierten L6sungen diirften die Elektrolyte vollst~ndig dissoziiert sein (4)Auch wenn schwach dissoziierte Verbindungen sicherlich teihveise oder ausschlieBlich als Molekflle aufgenommen werden (z. B. Kohlens~ure, Kiesels/iure, Aminos/iuren), so w/ire also eine Aufnahme der Neutralsalze als Molekfile schon yon vornherein sehr unwahrscheinlich. GroBe Mengen der Salze werden, iiuBerlich betrachtet, als Ionenpaare aufgenornmen. Gegen die ~L6glichkeit einer Diffusionsbewegung als energetisches Vehikel bet der Salzaufnahme spricht aber der Umstand, dab eine aktive Akkumulierung stattfindet. So enth/ilt z.B. eine VALONIA'Zelle etwa 5omal so viel ionisiertes Kalium als das umgebende Meerwasser (5). Auch der Blutungssaft, der aus dem abgeschnittenen Stammstumpf einer Pflanze herausflieBt, enth/ilt vielfach Salze in hoher Konzentration (6). Schwerwiegende Beweise fflr die Annahme, dab die Neutralsalze als freie Ionen aufgenommen und in dem Organismus fortbewegt werden, bilden die neueren eingehenden Untersuchungen tiber die Salzaufnahme der Pflanzen (7). Die nicht ~quivalente Aufnahme aus reinen SMzl6sungen wurde schon erw~hnt. Anch bei der Fortleitung innerhalb der Pflanze wird ~hnliches beobachtet (8). Man finder bei der B'Iessung der Aufnahmeund Fortleitungsgeschwindigkeit der Ionen einen schlagenden Parallelismus mit den chemisch-physikalischen Eigenschaften derselben (9). Es besteht im allgemeinen ein umgekehrtes Verhgltnis z~dschen der Hydratat ion der N~hrionen Na, K, Mg und Ca und ihrer Aufnahmegeschwindigkeit. Die Hydratat ion steigt bekanntlich mit abnehmendem Ionendurchmesser, sinkt folglich in den homologen Reihen Li > Na > K > Rb > Cs und Ca > Sr > Ba. Die Hydratat ion steigt ferner auch m i t d e r Ladung der Ionen, ist deshalb z. B. fiir Ca gr613er als Ifir K. Im Protoplasma wird dementsprechend K leichter Ms Na und auch leichter Ms Ca iortbeweg~c. Alle diese Ifir die Organismen so wichtigen Ionen (also Na, Mg, K und Ca) haben einen relativ ldeinen Durchmesser und wfirden ohne die Bremswirkung der Wasserhfillen schnell hindurchtreten. Bei schweren Ionen, wie Rb, Cs, Sr und t3a, sind abet die Volumina schon an sich so groB, dab sie in einem feinmaschigen Ultrafflter nur langsam hindurchgelassen werden, obwohl sie nu t schwach hydratiert sind. Ein 13eispiel fiir das VerhMten eines feinporigen Kolloids bildet der Ionenaustausch in dem Ca-Chabasit, der yon CERNESCU untersucht wurde (io) (vgl. Tabelle 2). Im Ton findet der Ionenaustausch an der Oberfl/iche der Kolloidteilchen statt, er steigt also hier mit dem

Physiologie der Vererbung und Artumwandlung

Abstract: Die Ausgangs/rage der Vererbungs]orschung ist: Warum ~hneln einander Verwandte? Warum kommen bei Gruppen yon Pflanzen, Tieren und Menschen die gleichen Art-, Rassenund ' Sippenmerkmale vet? Die Antwort lautet: Weil die einander ~hnlichen Einzelwesen bei ihrer Erzeugung dasselbe E/bgut, dieselben Erbanlagen ffir die Merkmale, in denen sie einander gIeiehen, mitbekommen .haben. Die Erbanlagen sind dauerhafte Gebilde, welche gleichbleibend durch viele Generationen der Lebewesen weitergegeben werden und die Erhaltung der Artund Rasseneigenttimlichkeiten gewahrteisten. Sie sind abet doeh nieht unverfinderlich. Wir wissen, dab in der Erdgeschichte die heute lebenden Arten dutch Ver~nderung yon frtiher anders ausgebildeten Arten entstanden sind. Diese Artumwandlungen und die Bildung yon Rassen, in welehe jede Pflanzenund Tierart wie auch die Menschenart zerfXllt, mtissen sich durch verschieden gerichtete Erbanlagenverdnderungen vollzogen habell. Die Grund]ragen der Artumwandlungs/orschung sind : I. Was ftir ein Vorgang ist die Erbanlagenver~tnderung? Das ist das Mutationsproblem. Und 2. wie kommt es, dab das Erbgut sieh j eweils so ver~lldert, daB die dadurch bewirkten neuell Merkmale wieder eine harmonische, bes t immten Lebensbedingungen allgepaBte Organisation bilden? Das ist das Anpassungsproblem. Zun~chst: Was wissen wir tiber die Zusammensetzung des Erbguts? Dureh Kreuzungen von Rassen einer Art, die sich j eweils dutch bestimmte Merkmale voneinander unterscheiden, ist es gelungen, das Gesamterbgut in eillzelne Erbanlagen zu zerlegen und festzustellen, wie sie dutch die Generationen bef6rdert, gemischt ulld gesondert werden. Der Erbanlagenbestand oder der Genotypus, mit dem ill der Keimesentwicklung ein neues Einzelwesen aufgebaut wird, setzt sich zusammen aus dem Zellplasma und den MENDELschen Erbanlagen oder Genen. Diese liegell in den Uhromosomen der Zellkerne. Bei der Befruchtung bringt jede Geschlechtszelte, die weibliche Eizelle wie die m~nllliche Samenzelle, je einen Chromosomensatz and damit einen Gensatz mit. Das Zeltplasma wird nur yon der Eizelle and damit yon der Mutter geliefert. Hierall sehlieBt sich die weitere Frage an: Wie bewirken die im befruchteten Ei vereinigten Erbanlagen die Allsbildung der Merkmale des fertigen Organismus, der Erscheinungsform oder des Ph(inotypus? Dies ist die physiologisehe Seite des Ver1 Vortrag, gehalten bei der 93. Versammlung der Gesettschaft Deutscher Naturforscher and Nrzte in Hannover, am 17. September 1934. erbungsproblems. Es ist klar, dab sie zum Anpassungsproblem in enger Beziehung steht. Alle Differenzierungen der Zellen in den verschiedenen Geweben und 0rganen des K6rpers werden yon Genen bestimmt und vom Zellplasma ausgeffihrt. Dessert besondere Beschaffenheit, das Plasmon (F. yon WETTSTEIN), ist bei der Art der Differenzierung mit maBgebend. Das beweisen Kreuzungen zwischen Ga t tungen , Arfien, Rassen, in denen die reziproken F1-Bastarde verschieden sind und die Mutter~hnlichkeit bestimmter Merkmale sich durch mehrere Generationen erh~lt. • Gene und Plasmon bestimmen nicht die Ausbildung yon Merkmalen schlechthin, sondern die Reaktionsnorm, die Art, wie die Zellen auf bestimmte Entwieklungsreize antworten. So k6nnen aus Keimen mit gleichem Erbgut sich sehr verschiedene Erscheinungsformen als Modi/ikationen ausbilden, je nach den AuBenbedingnngen, unter denen sie sich entwickeln. In vielen F~Lllen haben die Modifikationen einen deutlichen biologischen Sinn: Sie sind Anpassungsreaktionen des Einzelwesens; sie erm6glichen z. B. eine Akklimatisation des Einzelwesens an bestimmte Standortbedingungen. In der Keimesentwieklung werden den einzelnen Zellen gleiche Erbanlagen zugeteilt. Die versehiedene Ausbildung der einzelnen Organe und Gewebe wird dadurch bedingt, dab die gleiehen Gene unter verscMedenen Umgebungsbedingu~gen wirken. Die einzelnen Zellen stehen in verschiedehen Beziehungen zur Aul3enwelt und zu anderen Keimesteilen. Dadurch erhalten die verschiedenen Zellen verschiedene Entwicklungsreize, und es werden verschiedene Genwirkungen ausgelSst. Wie eine einzelne Erbanlage in einen Entwicklungsvorgang eingreift, t~t3t sieh dadurch feststellen, dab man untersucht, wie der Entwickhngsverlauf verandert wird, wenn eine Erbanlage fortf~tllt oder durch eine andere ersetzt wird. Solche Vergnderungen des Anlagenbestandes Iiefern wieder die Rassenkreuzungen. Eingehende Untersuchungen an geeigneten Versuchstieren haben gezeigt, dab die Gene bei der Herstellung der fertigen Organisation in mannigfaltiger VVeise zusammenwirken. Ein einzelnes Gen bewirkt in der Regel nicht nu t ein einziges Merkmal, z. t3. die Haarfarbe, Augenfarbe oder die Form eines K6rperteiles, sondern fast ]edes Gen grei/t in zahlreiehe Entwicklungsvorggnge ein, wenn sich auch oft ein , ,Hauptmerkmal\" einem dutch Kreuzungsversuche auswechselbaren Gen zuordnen l~tgt.

Untersuchungen über pflanzliche Wuchsstoffe

Abstract: Es ist charakteristisch ffir die neuere Entwicklung der Naturwissenschaften, dab die aktuellen Probleme h~ufig an der Grelize zwischen verschiedenen Fachgebieten liegen. Die klassische Methodik der chemischen Forschung hat bei mancheli Fragen des Atomulid Molektilbaues versagt, and hier ist es dann erst durch die Hilfe der Physik gelungen, neue Fortschrit te zu erzielen. In der Biologie sind die Verh~Itnisse nicht anders; das Rfistzeug des Botanikers, des Zoologen oder des Mediziliers ist zur L6sung mancher Probleme ebenfalls nicht mehr ausreichend, und in diesem Fall darf dann auch die Chemie freundnachbarliche Hilfe leisten. Es erffillt reich mit Dankbarkeit, dab Sie es einem Chemiker gestatten, an dieser Stelle fiber Uiitersuchungen zu sprechen, die in Utrecht auf dem Gebiete der pflanzlichen Wuchsstoffe gemacht worden sind. Bei diesen Arbeiten (1) hat te ich in Fraulein Dr. ERXLEBEN sowie in den Herren Dr. ttAAGEN SMIT, Dr. T(3NNIS, Dr. VAN HASSEL'r, Dr. NOSTERMANS und PONS hervorragende Mitarbeiter zur Seite; ganz besonders muB ich aber meines unl~ngst verstorbenen Kollegen F. A. F. C. WENT gedenken; er hat uns in freundschaftlicher Weise mit der experimentellen Tradition seiner Schule bekannt gemacht, so dab uns die Einarbeitung in das d e m Chemiker fernliegende Gebiet sehr erleichtert wurde. Ich glaube meine Aufgabe riehtig aufzufassen, wenn ich yon rein chemischen Darstellungen fiber den Konstitutionsbeweis der einzelnen Verbindungen absehe and mich auf Ergebnisse and Erfahrungen beschrXnke, yon denen ich annehme, dab sie ffir den Pflanzenplhysiologen yon unmitteIbarer Bedeutung sind. Es ist nicht fiberflfissig, zungchst kurz fiber den Begriff ,,Wuchsstoff\" zu sprechen. Wenn in der botanischen Li teratur yon ,,den, Wuchsstoff\" die Rede ist, so bezieht sich das auf ein Prinzip, das in erster Linie bei der Zellstreckung wirksam ist. In sprachlicher Hinsicht bedeutet Wuchsstoff jedoch eine Substanz, die das Wachstum fbrdert, ohne dab es sich hierbei a priori um Zellstreckung handeln muB ; wit gebrauchen daher ,,Wuchsstoff\" als Kollektiv-Begriff. Ffir die Zellstreekungswuchsstoffe haben wir im Einvernehmen mit F. A. F. C. \"WENT die Bezeichnung Auxine vorgeschlagen, welche seither erfreulicherweise nahezu allgemein angenommen wurde. Auf die Notwendig-

Über katalytische Verursachung im physiologischen Geschehen

Abstract: Vor hunder t Jahreu, als die bis dahin herrschende oberfl~chliche Auffassung der ,,Lebenskraft\" durch die Fortschritte der \\~issenschaft, insbesondere der Chemie, ins Wanken geriet (i), war es ein schwedischer Forscher, tier entschlossen einen grogen Teil dessen, was bisher dieser Lebenslrraft zugeschrieben worden war, auf eine aUgemeine ehemisehe Erscheinung oder ,,Kra]t\" zurfickfiihrte, die guch im Reiche des Anorganischen bereits wirksam set. Dieser Mann war JAKOB BERZELIUS in Stockhoim (t779--I848), Mediziner und Physiolog von Studium und Neigung her, zugleich einer der berfihmtesten Chemiker seiner Zeit, der das ,,Gesetz der festen Gewichtsverh~ltnisse chemischer Verbindungen\" experimentell streng bewiesen und auch im fibrigen der Chemie des Zeitalters vielfach neue Wege gewiesen hat. Seit 182o gab B~;RZELIUS regelm~gig ,,Jahresberichte fiber die Fortschritte der physischeu Wissenschaften\" heraus, die sein Freund FR.W6HLEa in G6ttingen ins Deutsche fibersetzte. Nun war es etwa Februar 1835, daB er ftir den Jahresbericht fiber 1834 (deutsch erschieuen 1836 ) am Anfang des Kapitels ,,Pflanzenchemie\" einen bald berfihmt gewordenen Artikel schrieb fiber: ,,Einige Ideen fiber eine bet der Biidung organischer Verbindungen in der lebenden N a t u r wirksame, aber bisher nicht bemerkte Kraft\" (2). Er gibt hier eine Zusammenstellung damals bereits bekannter, eigenartiger und kurz zuvor yon E . MITSCHERLICtI als ,,Kontaktreaktionen\" bezeichneter Vorg~nge, wie DSBEREINERS Entzfindung von Knallgas durch Ptatin uud TH~NARDS Zersetzung yon Wasserstoffsuperoxyd durch Platin usw., und bezeichnet diese als wesensgleich m i t gewissen Vorgangen in der organischen oder lebenden Natur, wie denjenigen tier Verg~rung yon Zucker zu Alkohol dutch Here oder dem Vorgaug in den Wurzelknollen der Kartoffel, wo das in den ,,Augen\" enthaltene ,,Diastas\" (Name yon PAY~m

Eine neue Methode zur Erforschung des Formensehens der Insekten

Abstract: Das Formensehen der Insekten ist bisher nur an Hymenopteren und Schmetterlingen untersncht worden. Gelegentlich einer Studie fiber die optomotorischen Reaktionen der Insekten gelang es mir, eine Versuchsanordnung ausfindig zu machen, die es erlaubt, mit sehr einfachen Niitteln ein ungef~hres ]gild vom Formensehen gewisser anderer Insekten zu gewinnen. Das Versuchstier war die Fliege Eristalis tenax. Die Anordnung besteht aus einem horizontalen Laufbrett yon etwa 8o cm L~nge und 3 ° cm Breite, das rechts nnd links flankiert ist dutch je eine senkrechte Wand in den gleichen Dimensionem Beide W~nde werden mit bestimmten Papieren bespannt. Die ]geleuchtung erfolgt durch eine yon der Decke herabh~ngende Gliihlampe, deren Licht durch ein ausgespanntes weiBes Tuch einigermaBen diffus gemacht wird. Die Larilpe befindet sich senkrecht fiber dem einen Ende der Laufbahn, sodaB

Über die künstliche Umwandlung des Urans durch Neutronen (II. Mitteil.)

Abstract: 1. Der bei der kunstlichen Aktivierung des Urans durch Neutronen entstehende 13 Minuten-Korper last sich von dem sog. 90 Minuten-Korper chemisch trennen.

Der Stoffwechsel des geschädigten Gewebes

Abstract: 1. In systematischen Untersuchungen an unbefruchteten und befruchteten Seeigeleiern konnten die fruher bereits am Warmblutergewebe erhobenen Befunde uber den Stoffwechsel des “geschadigten” Gewebes in vollem Umfang bestatigt werden. 2. Es ergab sich an diesem Objekt, daβ die schadigenden Eingriffe zu einer anfanglichen Steigerung der Oxydationsprozesse fuhren, der eine Senkung der Atmung meist auf subnormale Werte folgt. 3. Hierbei ist es weitgehend gleichgultig, welche Art der Schadigung zur Anwendung kommt. Diese Unspezifitat geht soweit, daβ vollig gegensatzliche Arten der Schadigung, z. B. durch Sauren und Basen oder durch hypo- und hypertonische Losungen den gleichen Effekt am Stoffwechsel haben. 4. Das Ausmaβ der charakteristischen Stoffwechselanderung wird lediglich durch die Quantitat der meist auch morphologisch nachweisbaren Schadigung bestimmt. 5. Ein hormonartiger Faktor des Hypophysenvorderlappens, der nach fruheren Untersuchungen die Zellteilungsvorgange empfindlich stort oder vollig aufhebt, fuhrt zu denselben Veranderungen des Stoffwechsels wie sie nach unspezifischer Schadigung beobachtet worden sind. Er erwies sich jedoch nur an in Teilung befindlichen Zellen wirksam, wahrend der Stoffwechsel ruhender Zellen auch durch hohe Dosen nicht beeinflust wurde. In diesem Punkt weist also der Hypophysenfaktor eine Besonderheit gegenuber anderen schadigenden Eingriffen auf. 6. ahnliche hormonartige Faktoren (wie z. B. das thyreotrope Hormon des Hyphophysenvorderlappens, ein Praparat aus dem Hinterlappen und Prolan aus Schwangerenharn), die aber die Zellteilungsvorgange unbeeinfluβt, lassen, sind auch am Stoffwechsel ohne Wirkung.

Der schwere Wasserstoff in der Biologie

Abstract: Einleitung. Die chemischen Eigenschaftell ~indern sich sprullgweise yon Element zu Element. Die Entdeekllng, dab die meisten Grundstoffe t~iischelemente sind und aus verschiedenen Isotopen bestehen, hat an dieser Feststellung zun~ichst nichts ge,ilidert, denn die chemischen Eigenschaften der Isotope, z. t3. des Chlors, unterscheiden sich innerhalb der Genauigkeit, mit der wit sie messen k6nnen, ificht volieinander. Die Isotope des Wasserstoffs machen allerdings eine Ausnahme; die chemischell Eigenschaften des gewShnlichell Wasserstoffs (H), dessen Masse rund I betr~igt, und die des schweren Isotops (D), das die Masse fund 2 aufweist, unterscheiden sich in leicht teststeilbarem Mage voneinander. Deshalb kommt der Ent deckulig des schwereli Wasserstoffs dieselbe 13edeutung zu wie der eines neuen E!ementes. Ihre volle Tragweite wird einem erst klar, wellli man sich iiberlegt, dab der schwere Wasserstoff ebeliso wie der leichte nahezu zahltose 14ohlenstofiverbindungen zu bilden vermag. In dem Folgendell solI besprochen werdeli, wie weft im Pflanzenulld Tierk6rper der schwere \¥asserstoff den normalen, der aus 5ooo Teilell H und einem Teile D besteJat, zu ersetzen vermag, und wie weft die Lebensvorg~nge dutch diesen Ersatz beeinfluBt werdem Daran anschlieBend werdeI1 wir Beispiele der Anwelidung des schweren Wassers als Indikator des normalen WasserS bei biologischell Vorg~ngen besprechen.