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- Herausgeber: Project Gutenberg
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Sprache: Deutsch
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Seitenzahl: 134
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Dr. Fritz Kahn
Die Zelle
Kosmos. Gesellschaft der Naturfreunde
M
1.50
Franckh’sche Verlagshandlung·Stuttgart
Die Zelle
Kosmos, Gesellschaft der Naturfreunde, Stuttgart
Die Gesellschaft Kosmos bezweckt, die Kenntnis der Naturwissenschaften und damit die Freude an der Natur und das Verständnis ihrer Erscheinungen in den weitesten Kreisen unseres Volkes zu verbreiten. — Dieses Ziel sucht die Gesellschaft durch Verbreitung guter naturwissenschaftlicher Literatur zu erreichen im
Kosmos, Handweiser für Naturfreunde
Jährlich 12 Hefte mit 4 Buchbeilagen. Preis halbjährl. M 4.80.
Diese Buchbeilagen sind, von ersten Verfassern geschrieben, im guten Sinne gemeinverständliche Werke naturwissenschaftlichen Inhalts. Vorläufig sind für das Vereinsjahr 1920 festgelegt (Änderungen und Reihenfolge vorbehalten):
Dr. Fischer-Defoy, Gesundheitliche Gefahren im Hause.
R. H. Francé, Biotechnik.
Hanns Günther, Wellentelegraphie.
Dr. Kurt Floericke, Schnecken und Muscheln.
Jedes Bändchen reich illustriert.Geh. M 1.50.Gebd. M 2.50Diese Veröffentlichungen sind durch alle Buchhandlungen zu beziehen; daselbst werden Beitrittserklärungen (Jahresbeitrag nur M 9.60) zum Kosmos, Gesellschaft der Naturfreunde entgegengenommen. Auch die früher erschienenen Jahrgänge sind noch erhältlich. (Satzung, Bestellkarte, Verzeichnis der erschienenen Werke sowie Preise usw. siehe am Schluß.) Der Kosmos kann auch halbjährlich zum Preise von M 4.80 mit Buchbeilagen bezogen werden.
Geschäftsstelle des Kosmos: Franckh’sche Verlagshandlung, Stuttgart.
Die Zelle VonDr. Fritz Kahn
Mit zahlreichen Abbildungen im Text und 8 Tafeln nach Zeichnungen vonGeorg Helbig
StuttgartKosmos, Gesellschaft der Naturfreunde Geschäftsstelle: Franckh’sche Verlagshandlung 1919
Alle Rechte, besonders das der Übersetzung, vorbehalten.
Gesetzliche Formel für den Rechtsschutz in den Vereinigten Staaten von Amerika:Copyright by Franckh’sche Verlagshandlung, Stuttgart 1919
STUTTGARTER SETZMASCHINEN DRUCKEREI HOLZINGER & Co., STUTTGART
Abb. 1. Mikroskop von Hooke, mit dem dieser Forscher die ersten Zellen beobachtete.
An einem sommerhellen Nachmittag des Jahres 1667 saß der englische Gelehrte Robert Hooke vor seinem selbstverfertigten Mikroskop und betrachtete durch dieses neu erfundene Instrument allerlei Gegenstände, die er um sich ausgebreitet hatte: kleine Steine, Kiesel und Sandkörnchen, Moose und Flechten, Fliegen, Spinnen und Käfer, und was er unter den Lupen des Wunderapparates ins Riesenhafte vergrößert sah, das malte er getreulich ab, um die Bilder für ein großes Werk zu sammeln, die „Micrographia”, die später zu London erschienen ist. Nachdem er etliche Pflänzchen, darunter ein Moosfäserchen und eine zierliche Flechte, beschaut und fein säuberlich gezeichnet hatte, nahm er ein Stück Flaschenkork, schnitt ein dünnes, fast durchsichtiges Scheibchen davon ab und legte es unter die Spitze der langen Lupenröhre in den Lichtpunkt, den die große gläserne Kugel aus den Strahlen der Mittagssonne auf seinen Beobachtungstisch zusammentrug (Abb. 1). Da sah er, daß der Kork sich aus kleinen Fächern zusammensetzte, die wie Bienenwaben nebeneinanderlagen und die er darum Kämmerchen oder Zellen benannte (Abb. 2).
Abb. 2. Erste Darstellung von Zellen, Korkzellen aus Hookes „Micrographia” 1667.
Der spielerisch forschende Mann des 17. Jahrhunderts ahnte nicht, daß er mit diesem Wort Zelle einen Namen schuf, der die Jahrhunderte nach ihm mit seinem Klang durchhallen sollte, Losungswort für die Wissenschaft, Offenbarung für den Schüler — — Orakel für den Weisen. So wenig wie Kolumbus erkannte Hooke die Größe seiner Entdeckung. Doch nicht weniger war es, was er entdeckte. Es war eine Amerikafahrt des Geistes, und der durchsonnte Mittag, an dem Hooke im Mikroskop das erste Zellsystem erblickte, ist jenes Morgens würdig, da Kolumbus aus dämmernden Meeresnebeln Westindiens Inseln tauchen sah, und jener Nacht verschwistert, in der Galilei in seinem Fernrohr die Welt des Jupiters entdeckte. Ein Morgen, ein Mittag und ein Abend . . . . . . . .
Von allen drei Entdeckungen blieb die der Zelle, die nächste und greifbarste, am längsten ungewürdigt. Es liegt in der Natur des Menschen, das Nahe zu übersehen und das Ferne zu überschätzen. In einem rührend edlen Mischgefühl von Schmerz und Demut ruft Kepler, der Zeitgenosse Hookes und Jünger Galileis, in seinem Kummer über die Verständnislosigkeit der Mitwelt gegenüber seinen großen Entdeckungen in der Planetenwelt: „Darf es mir schwer ankommen, daß die Menschen von meiner Entdeckung nichts wissen wollen? Wenn der allmächtige Gott 6000 Jahre auf einen Menschen gewartet hat, der sieht, was er geschaffen, so kann wohl ich 200 Jahre warten auf den, der versteht, was ich gesehen.” Nicht Kepler hätte diese Klage anzustimmen brauchen, wohl aber Hooke. Denn genau 200 Jahre, indes die Keplerschen Entdeckungen längst Gemeingut der gebildeten Welt geworden waren und in Kants „Naturgeschichte des Himmels” ihren idealen Abschluß gefunden hatten, mußte Hooke „warten auf den, der verstand, was er gesehen”. Ein deutsches Forscherpaar war es um die Mitte des 19. Jahrhunderts. Nachdem im Jahre 1838 der Botaniker Matthias Schleiden die Zelle als den lebenden Baustein der Pflanze beschrieben hatte, bewies, von ihm angeregt, ein Jahr später der Anatom TheodorSchwann in seiner Abhandlung „Mikroskopische Untersuchungen über die Übereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Tiere und Pflanzen”, daß sich alle Lebewesen ohne Unterschied von der niedersten Pflanze bis zum höchsten Tierkörper aus einzelnen Zellen zusammensetzen, daß jede dieser Zellen ihr eigenes Leben führt und daß diese Zellen als die Lebenseinheiten auf Erden zu betrachten seien. Diese Schrift ist eine der bedeutendsten Erscheinungen des 19. Jahrhunderts. Sie verdient neben Goethes Faust, Humboldts Kosmos, Robert Mayers Mechanik der Wärme, Schopenhauers Welt als Wille und Darwins Ursprung der Arten genannt zu werden. Durch sie war die Zelle, die Robert Hooke vor 200 Jahren zuerst gesehen hatte, wahrhaft entdeckt und als Baustein des Lebens erkannt. Mit ihr bricht für die Lebensforschung das Kopernikanische Zeitalter unserer Tage an.
Die Zelle ist der Baustein des Lebens. Wenn wir ins Tümpelwasser greifen und ein Tröpfchen davon unter dem Mikroskop betrachten, so sehen wir es erfüllt von kleinsten Lebewesen, die wie Mücken in der Sonne umhertanzen, den Aufgußtierchen oder Infusorien. Jedes Tierchen ist eine Zelle. Wir sehen kleine Algen in ihm schwimmen, gepanzert und schimmernd wie Schiffe, erfüllt von grünen Körnern, der köstlichen Sonnenfracht des Lebens, dem Chlorophyll; jede dieser Kieselalgen ist eine Zelle. Daneben sehen wir Kugeln liegen und Keulen, Rechtecke treiben und Fäden, grün und braun und rot, und jedes ist ein Pflänzchen für sich und jedes eine Zelle. Größere Fäden ziehen durch das Feld, Perlschnurketten aus einzelnen Kugeln, grüne Gehänge aus zierlichen Plättchen, Rosetten aus Dutzenden von Fächern, Bälle aus tausend Mosaiksteinchen, große Zellgemeinschaften, Kolonien und Organismen, die das bloße Auge schon erkennt, und jedes Kügelchen und jedes Fach aus ihnen ist ein lebendes Teilchen, ist eine Zelle. Als Schwämme wuchern diese Kolonien über den Boden des Meeres, als Algen treiben sie dahin im Tang der Hochsee, als Korallen steigen sie auf vom Grunde und bilden Bäume und Riffe, Inseln und ganze Gebirge, die zum Himmel steigen, bis sie Gletscher tragen und in ewigem Eise funkeln wie die Dolomiten, die solch aufgetauchte Korallenbänke versiegter Meere sind, Zelle auf Zelle, gehäusebauend, Stein auf Stein, eine Pyramidenstadt des Lebens, von dessen Reichtum nur der tote Stein als schweigendes Denkmal übrig blieb. Der Polyp, der sich auf diesen Korallen festsetzt, der Wurm, der sich durch ihre Äste schlängelt, die Qualle, die über sie hintreibt, sind Röhren und Glocken, zusammengesetzt aus einzelnen Zellen. Der Fisch ist ein Riesenschiff aus Zellen, der Grashalm ein Eiffelturm von Zellen, der Schmetterling ein Zellenaeroplan, der, mit feinsten Apparaten ausgestattet, durch die Lüfte segelt, die Schwalbe ein Luftschiff, der Elefant ein gewaltiger romanischer Dom, dessen Gigantenbau aus Milliarden Zellensteinen zusammengesetzt ist.
Solch ein Riesengebäude aus Zellen ist auch der Mensch. Wenn man auf die Haut seines Handrückens schaut, so sieht man auf eine Decke von Zellen, wie man aus einem Luftschiff auf das Straßenpflaster einer Stadt hinabsieht. So wenig der Luftschiffer die einzelnen Steine erkennt, weil die Entfernung im Verhältnis zur Größe der Steine zu groß ist, ebensowenig kann man aus der Höhe des Angesichts die winzigen Einzelzellen wahrnehmen. Um sie zu erkennen, muß sie das Auge aus nächster Nähe betrachten. Ein Apparat, kleinste Gegenstände aus allernächster Nähe zu betrachten, ist das Mikroskop. Mit seinen Linsen, unseren Augenlinsen entsprechend, kann man sich den Dingen bis auf Bruchteile eines Millimeters nähern, ohne daß der Blick sich trübt, und sieht sie dann 100- und 1000mal größer als aus der Meterferne des unbewaffneten Auges. Mit einem solchen Apparat aus nächster Nähe betrachtet, gewinnt der Körper ein wunderliches Aussehen (Abb. 3, Tafel I).
Wir schauen auf die Haut und sehen, daß sie aus Zellen zusammengesetzt ist, genau wie das Straßenpflaster unserer Städte aus einzelnen Steinen, 100 Zellen in jedem der kleinen Drei- und Vierecke der zierlichen Zeichnung. Die Haare, die aus ihr hervorstehen, sind Türme, aus Zellen aufgerichtet wie die Schornsteine aus Steinen, und in die Haut gemauert wie diese ins Erdreich. Der Nagel vorn auf dem Finger ist eine Schutzplatte, aus Tausenden von Zellen zusammengesetzt wie der Boden einer Fliesenhalle aus Schieferplatten. Bauen wir die Haartürme ab und reißen das Straßenpflaster der Haut auf, so sehen wir darunter das Fett, mit dem Mikroskop beschaut, ein Lager von Millionen glänzender Kugeln, wie die ausgebreiteten Perlenhaufen in den Wunderhöhlen aus 1001 Nacht, und jede Perle ist ein Fettkügelchen, eine Fettzelle. Wir räumen sie hinweg, und unter dem Perlenlager leuchtet uns das Scharlach des Fleisches entgegen. Faser reiht sich an Faser. Wir zupfen sie auseinander, bis wir sie in feinste Fäserchen, zarter als Spinnenwebe, zerzaust haben, und erkennen jedes Fäserchen als eine langgestreckte Zelle. Unter dem leuchtenden Rot des Fleisches schimmert das Marmorweiß des Beines. Wir brechen den steinernen Knochen auf und erkennen ihn als ein Mauerwerk aus unzähligen Kalksteinen, und jeder Stein ist das verkalkte Gehäuse einer in ihm lebenden Zelle. Dann schälen wir das feuchte Mark aus ihm und untersuchen es unter dem Mikroskop. Zellen liegen am Grund seiner Flüssigkeit, rund und grau und gelb und zahllos wie die Steine im Bett eines Flusses.
Nun lassen wir das Blut aus den Adern fließen und finden in ihm Myriaden von Kügelchen, die in ihm dahinschwimmen wie Erbsen in einem Bach, die roten Blutkörperchen, jedes eine Zelle. Die Adern selbst erweisen sich als Röhren, die wie unsere Gartenschläuche aus Gummifasern gewoben sind, und diese Fasern sind Zellen. Der Darmkanal ist ein gewaltiges unterirdisches Stadtrohr, dessen Wände wie die unserer städtischen Kanäle aus einzelnen Backsteinen, den Darmzellen, zusammengemauert sind. Die Leber enthüllt sich unter den Lupen als eine Zellpyramide, durchbohrt von Gängen und aus Zellquadern gebaut wie die steinernen Pyramiden der Pharaonen. Das Auge ist eine Camera obscura, deren Wände tapeziert und prachtvoll gemustert sind, und jedes Muster ist zusammengestellt aus einem Mosaik von Zellen. Das Ohr ist ein Klavier mit Saiten, Tasten und Klöppeln, und jede Saite, jede Taste, jeder Klöppel ist eine Zelle. So nehmen wir den ganzen Menschen auseinander, und schließlich bleibt nichts übrig als das Gehirn, dieses feine Gewebe aus Nervenfasern und Nervenknoten, und wir verzupfen es vorsichtig. Jedes Knötchen ist eine Zelle, und jedes Fädchen eine Zellenfaser, und wir knüpfen das Gewebe auf und legen die Hirnzellen zu den übrigen, und siehe da, nun ist unter unseren Händen nichts mehr übrig vom ganzen Menschen, drüben aber liegt ein großer Haufen von Millionen kleiner Bausteine und Fäden, und jeder von ihnen ist eine Zelle. Der Mensch ist, wie jedes Lebewesen, ein Zellengebäude.
Kein Forschungsergebnis hat das Wesen der Geschöpfe so enthüllt und vereinfacht wie die Entdeckung der Zelle. Wie hilflos steht man vor dem verworrenen Gebäude des Tier- und Pflanzenkörpers, wenn man ihn ohne Kenntnis seines Zellenbaues mit Menschenaugen als eine Maschinerie von Knochen, Muskeln, Adern, Nerven und Gedärmen betrachtet, ein Labyrinth, in dem keines Forschers Fuß den Weg der Wahrheit finden konnte, und wie wunderbar entwirkt sich diese Wirrnis unter den Linsen des Mikroskops als eine Zusammenstellung aus einzelnen gleichen Lebenseinheiten, einzelnen Zellen. Wie verschieden mußten doch unseren Vorfahren die Geschöpfe erscheinen, die sie nur als ein Ganzes betrachten konnten, der Wurm, die Rose, der Fisch, die Schwalbe, der Mensch, und wie gleich erscheinen sie uns, die wir sie alle aus den gleichen Zellen, nur in verschiedener Bauart, wie die Gebäude einer Stadt, zusammengesetzt finden, nicht verschiedener im Wesen als die Kathedrale vom Bahnhof, das Theater vom Wohnhaus, die Brücke vom Stadttor, — — Gebäude einer Technik und einer Gemeinschaft, die Wohnstätten des Lebens in der hochgebauten Stadt der Schöpfung.
Um die Zelle als Naturerscheinung zu verstehen, muß man weit zurückgreifen in die Vergangenheit der Erdgeschichte, bis in jene unerforschlichen Urzeiten, in denen sich aus dem Chaos der niederen Elemente das erste Leben schüchtern regte. Nie wird eines Sterblichen Auge, auch mit kühnstem Geistesblicke nicht, die Wirklichkeit jener Geburtsstunde unseres Daseins klar vor Augen sehen. Nur träumen kann sie sich die Phantasie des Forschers.
Im Anfang war die Erde wüst und leer. Wahrscheinlich befand sie sich zuerst in einem feuergasigen Zustande, wie heute die Sonne, und kühlte sich allmählich ab. Hierdurch sammelten sich, ihrer Schwere folgend, die gasigen Elemente immer dichter um den Mittelpunkt des Planeten, zuerst die schwersten, die wahrscheinlich heute einen festen Kern zusammengepreßten Gases bilden, um sie die leichteren, die sich der Reihe nach aus dem Gaszustand in den dampfförmigen, aus diesem in den flüssigen und aus dem flüssigen in den festen niederschlugen. So mag das Eisen in der Urzeit in glühenden Nebeln sich gesenkt und dann Meere flüssigen Erzes gebildet haben; Inseln leichterer Metalle schwammen in ihm, bis sie im Magma der schweren Flut haften blieben. Eisberge von Silizium mögen in Kristallgebirgen gegen den Himmel geragt haben; Kalium und Natrium lohten in Vulkanen durch die Nacht; glühende Wolken grünlichten Phosphors schwebten phantastisch über die Horizonte der Dämmerung. Schließlich senkten auch diese leichteren Elemente sich als Nebel und Reif über die erstarrten Meere und metallenen Seen. Kalium und Natrium, Magnesium und Kalzium, Phosphor und Schwefel, Silizium und Aluminium schichteten sich über die erkalteten Riffe von Erz und decken sie heute als Granit und Gneis, Basalt und Schiefer, Porphyr, Sand und Ackererde. Über ihnen schweben noch jetzt als Gase die letzten leichten Elemente, Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Auch sie sind im Begriff, sich niederzuschlagen und so den millionenjährigen Prozeß der Erderstarrung zu vollenden. Schon ist ein beträchtlicher Teil ihrer Masse von den niedergegangenen Metallen gebunden und im Boden zu Stein geworden; Wasserstoff und Sauerstoff haben sich vereint zu Wasser, das durch die verschiedenen gasigen, flüssigen und festen Zustände dahinschwingt als Wasserdampf und Wolke, Regen, Schnee und Eis und uns so in Wandel und Verwandlung das imposante Schauspiel des Niederschlags der Elemente vorführt, ein tägliches memento mori des Planetenlebens.
Das Schauspiel nähert sich seinem tragischen Ende. Aber gerade der 4. Akt ist der Höhepunkt der Handlung. Je tiefere Temperaturen nämlich die Elemente bei diesem Abkühlungsprozeß erreicht haben, um so zahlreichere und innigere Verbindungen gehen sie untereinander ein, und gerade die gemäßigte Temperatur der Gegenwart ist die goldene Zeit der Verschwisterung und Entbindung, des Wandels und der Verwandlung der Stoffe und Kräfte. Während in den glühenden Gasen die Atome einzeln hin und her schwingen, verketten sie sich bei Abkühlung in Dämpfen und Flüssigkeiten zu Atomverbänden, den Molekülen, und die Moleküle verbinden sich bei weiterem Temperaturabfall zu chemischen Verbindungen. Und gerade jene vier Elemente, die heute, im Begriff sich niederzuschlagen, die Oberfläche des Planeten als Ackerkrume, Wasser und Luft bedecken, der Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff besitzen in höchstem Maß Fähigkeit und Neigung, Verbindungen unter sich und mit anderen Elementen einzugehen. Der Kohlenstoff vor allem hat durch seine einzigartige Fähigkeit, nicht nur einzelne chemische Körper zu bilden, sondern diese wiederum zu verketten und so im lebendigen Einmaleins ganze Reihen von immer höheren chemischen Verbindungen zusammenzustellen, eine derartige Fülle neuartiger und beweglicher Stoffe hervorgebracht, daß man die heutige irdische Welt geradezu als eine Kohlenstoffwelt bezeichnet hat. In dieser sind drei große Reihen von chemischen Körpern für die Entstehung des Lebens bedeutsam geworden. Aus dem Grubengas Methan bildeten sich durch Verkettung der Moleküle auf der einen Seite die Alkohole (Spiritus, Glyzerin), auf der anderen die Säuren (Fettsäuren); durch die Verkettung des Glyzerins mit den Fettsäuren entstanden die Fette. Durch Anschluß von Phosphorverbindungen an diese traten die hochbedeutsamen Phosphorfett
