P R A C E T O W A R Z Y S T W A P R Z Y J A C I Ó Ł N A U K W W I L N I E . W y d z i a ł n a n k matematycznych i przyrodniczych. Tom XII .

TRAVAUX DE LA SOCIÉTÉ DES SCIENCES ET DES LETTRES DE WILNO. C l a s s e d e s S c i e n c e s m a t h é m a t i q u e s e t n a t u r e l l e s . T o m e XII .

P r a c e Z a k ł a d u B i o 1 o g j i T r a v a u x d e l ' I n s t i t u t d e B i o l o g i e Uniwersytetu St. Batorego w Wilnie. de l'ümversite de Wilno.

.Vü (j

WŁODZIMIERZ GÓRSKI.

O zjawiskach adaptacyjnych Paramecium caudalum w roztworach kwasów organicznych.

Über Adaptationserscheinungen bei Paramecium caudałum in Lösungen einiger organischen Säuren.

WILNO 1938

Wydano częściowo z. zasiłku Funduszu Kultury Narodowej.

http://rcin.org.pl

Wielce Szanownemu Panu Profesorowi Janowi Dembowskiemu w dowód głębokiego powazania i wdzięczności za Kierownictwo w pracy autor 8/V 38r.'

WŁODZIMIERZ GÓRSKI.

O zjawiskach adaptacyjnych Paramecium caudatum w roztworach kwasów organicznych.

Über Adaptationserscheinungen bei Paramecium caudatum in Lösungen einiger organischen Säuren.

(Komunikat zjjloszouy prze/ ezl. J. Dciubowskicgo na posiedzi-niu w diiiii 7.XI1 1937 r.).

Doswiadczenia vviehi atitoröw wykazaly, ze pierwotniaki posia-dajq wyrazna zdolnosc adaptacyjiic} wzgl^dem rozmaitych czynniköw uszkadzajqcych. Tego rodzaju badania byfv wykonywane na röznycli pierwotniakach (amebach, wiciowcach, vvymoczkach) i dotyczyly roz-maitych czynniköw, przewaznie natury chemicznej.

C z e r n y ( P r o w a z e k — '10, str. 137) adaptowal ameby. zno-szqce tylko 2°/0 roztwör soli kuchenej, do 4°/„ roztvvoru te j substancji. H a f k i n e ('90). dodajqc do knltur wiciowca Chllomonas w^glanu potasu, pocziitkowo \v ilosciach nieznacznych. otrzymala kultury 0 wzmozonej odpornosci na dziatanie tego czynnika. M a s s a r t ('89) adaptowal wymoczki Cliilodon, Glaucoma, Vorticella do roztworöw azotanu potasu i chlorkn sodowego, ktörych cisnienie osniotyczne 8— 10 krotnie przewyzszalo cisnienie osmotyczne roztworu wyjscio-wego. Y a s u d a ('00) adaptowal wymoczki do cukröw (gronowy. trzcinowy, mlekowy) i soli (MgSO<, KNO ; , NaNO:1, NaCI i t. d. i hipertonicznych wzgl^dem plazmy pierwotniaka . f) a v e n p o r t 1 N e a l ('96) hodowali Steutory przez dwa dni w slabym roztworze sublimatu i przekonali si^, ze wymoczki znoszq teraz daieko lepiej zaböjcze st^zenie tej trucizny. H h r l i c h otrzymal kultury Trypano-so/na odporne na dzialanie bardzo wielii czynniköw, . l o l l o s ('21)— zdolaf adaptowac wymoczka Paramecium do kwasu arsenawego, soli wapnia i wysokiej temperatury, caly szereg autoröw möwi o moünosci adaptowania wymoczköw do chininy ( F e i l e r '27, '28, '29. K c k e r t i F e i l e r '31, S z m e l e w '28, M a s i o w a '34).

http://rcin.org.pl

Niestety, większość badaczy ograniczyła sic do skonstatowania faktu adaptacji, nie dokonywając szczególowszych badań, które mogły by rzucić światło na mechanizm tego ciekawego zjawiska.

Jedynie dokonane w ostatnich latach szczególowsze badania zachowania się Paramccium w roztworach niektórych substancyi che micznych wykazały obecność pewnej ogólnej zdolności tego wy-moczka. stojącej prawdopodobnie w związku z jego zdolnościami adaptacyjnemu Chodzi o procesy regulacyjne wymoczków. Regulacja polega na zdolności Paramccium do uniezależniania się od szkodli-wych wpływów środowiska i objawia się w tem. że występujące pod wpływem danej substancji chemicznej zmiany, świadczące o zabu-rzeniach w komórce, mijają z biegiem czasu, pomimo stałego działa-nia czynnika.

Według K i s c n b e r g ('25) w niektórych stężeniach glukozy, wy-wołujących plazmolizę ciała, częstość tworzenia się wodniczków kurczli-wych jest tylko początkowo zahamowana. Po upływie pewnego czasu częstość tworzenia się wodniczka zbliżała się coraz bardziej do nor-my, pomimo, że wymoczek pozostawał wciąż w tem samem środo-wisku. Taką samą regulację stosunków wewnętrznych Paramccium w glukozie wykazał C h e j f e c ('35) na przykładzie różnych czyn-ności, jak szybkość ruchu wymoczka, liczba tworzących się wodnicz-ków pokarmowych, tętno wodniczków kurczliwych i t. d. O zdolności wymoczków do uniezależniania się od wpływów środowiska świadczą także wyniki prac K a m a d a T a k e o ('35) nad zachowaniem się wodniczków kurczliwych Paramccium w roztworach soli kuchennej: po przeniesieniu wymoczków do roztworu tej soli tętno ulegało za-hamowaniu i po dwóch godzinach wracało do normy.

Jak wynika z tego przeglądu, zdolność adaptacyjna wymoczków względem różnych czynników była wielokrotnie stwierdzana, pozo-staje jednak nieznany bliższy mechanizm tego zjawiska. W szczegól-ności nie zostały wyraźnie oddzielone dwie możliwe drogi adaptacji: adaptacja przez zmiany, zachodzące w samej komórce, które umożli-wiają jej życie w warunkach zmienionych, oraz adaptacja przez zni-szczenie lub zobojętnienie czynnika szkodliwego już w środowisku zewnętrznem. dzięki czemu czynnik nie oddziaływałby wcale na żywą treść komórki. W celu wyjaśnienia tej sprawy wybrałem prosty czyn-nik chemiczny w postaci dwóch kwasów organicznych: octowego i winowego, których działanie na Paramccium starałem się zbadać możliwie wszechstronnie.

Badania wpływu kwasów na wymoczki były już niejednokrot-nie podejmowane. Tak B a r r a t t ('04, '05) ustalił stężenia zabójcze

http://rcin.org.pl

wielu kwasów w stosunku do Paramecium. W drodze oznaczania zmian przewodnictwa elektrycznego środowiska zakwaszonego, w któ-rem przebywały w dużej liczbie żywe Paramecia. wykazał, że wy-moczki pochłaniają kwasy, wskutek czego znikają ze środowiska jony H. Ilość kwasu, która może być pochłonięta, jest jednak bardzo nie-znaczna i wynosi 0.08" „—0.3" „ ciężaru ciała wymoczka. H e r w e r-d e n ('26) badała wpływ niektórych kwasów na lepkość plazmy Para-mecium i przekonała się. że pod wpływem kwasów plazma ulega odwracalnemu zagęszczeniu, . l a c o b s ('22) także badał zmiany lep-kości plazmy Paramecium i Colpidium pod wpływem dwutlenku wę-gl i i stwierdził, że zagęszczenie plazmy jest poprzedzone jej upłyn-nieniem. Obie fazy dają się odwrócić przez przeniesienie wymoczków do wody.

O możliwości adaptacji Paramecium do kwasów świadczy piaca J o l l o s a ('21). Autor ten, dodając do kultur w nieznacznych, lecz coraz to większych ilościach kwas arsenawy i poddając od czasu do czasu kultury bardzo os t re j selekcji, otrzymał hodowle, których od-porność była 2—4 krotnie większa od odporności wymoczków kon-trolnych.

Jednakże badania J o l l o s a uległy krytyce. H a r n i s c h ('26i zarzuca mu niedokładne kontrolowanie środowiska. Jak wiadomo, bakterje. znajdujące się w dużej liczbie w kulturze zam eszkałej przez wymoczki, posiadają zdolność utleniania związków arsenawych na arsenowe, które są mniej trujące. Doświadczenia tego autora wyka-zały, że proces utleniania z biegiem czasu ulega znacznemu przy-śpieszeniu, co pozornie świadczy o zwiększeniu się odporności Para-mecium, znajdujących się jednocześnie z bakterjami w kulturze. Istnieją więc wskazówki, że druga z podanych wyżej możliwości mechanizmu adaptacji winna być poważnie wzięta pod uwagę.

I. Metodyka.

1'aramecia. używane do doświadczeń, pochodziły z klonów kar-mionych co 5 dni pożywką sianową. 24 godziny przed doświadcze-niem wymoczki przemywano na wirówce w wodzie wodociągowej do osiągnięcia pH 7.4. W chwili rozpoczęcia doświadczenia pH środo-wiska wynosiło 7.4—7.5. Moc kwasu określano, oznaczając jego pH za pomocą skali, sporządzonej z a, Jj, m nitrofenoli wedle wska-zówek B r e s s l a u ('25). Skala kolorymetryczna była w trakcie do-świadczeń kilkakrotnie kontrolowana elektrometrycznie. Do doświad-czeń używano roztworów handlowego 80n/« kwasu octowego i kry-

http://rcin.org.pl

— ł —

stalicznego kwasu winowego. Z kwasu octowego sporządzano w wodzie wodociągowej 1 ) roztwory następującej proeentowości:

(1.08, 0.07, 0.065, 0.06, 0.055, 0.053, 0.051, 0.05, 0.0-1, 0.03, 0.02....(1)

z kwasu zaś winowego:

0.1S, 0.15, 0.12. 0.1. 0.09, 0.08, 0.06 (lii.

Metodyka samych doświadczeń była następująca: po dodaniu 1 lub 2 cm. ' któregoś z tych kwasów do takiej samej ilości środo-wiska z wymoczkami, otrzymywałem nas tępujący szereg stężeń (w pro-centach) kwasu octowego:

0.0-1. 0.035, 0.032, 0.03, 0.0275, 0.0265, 0.0255, 0.025, 0.(12. 0.015, 0.01 (3)

kwasu zaś winowego:

0.09, 0.075, 0.06, 0.05. 0.045, 0.04, 0.03 i4).

Powyższym roztworom (3) kwasu octowego, w których prowa-dzone były obserwacje, odpowiadały następujące wartości pH:

5.0, 5.2, 5.3, 5.5, 5.7, 5.8. 5.9, 6.0, 6.4, 6.7, 7.1.

Podanym w szeregu (4) roztworom kwasu winowego odpowia-dały wartości pH:

4.1, 4.3, 4.5, 4.6, 4.9, 5.0, 5.5.

Obserwacje prowadzone były najczęściej w solniczkach o po-jemności 2 lub 4 cm.3 Ilość środowiska była w tych przypadkach także równa 2 lub częściej 4 cm.3, gdyż do oznaczenia pH metodą B r e s -s l a u potrzebna jest ilość 3 cm.:i płynu. Wypełnione po brzegi sol-niczki przykrywano szkiełkami, uszczelniając pokrycie wazeliną. Za-biegi te wobec lotności kwasu octowego mają znaczny wpływ na liczbowe dane doświadczenia.

') Woda wodociągowa w Wilnie odznacza sio wyraźnie zasadowi) reakcją i obfitą zawartością wapnia, co sprawia, że sama w sobie nie jest ona dla wy-moczków środowiskiem obojętnem. W moich doświadczeniach nie miałem więc do czynienia z działaniem kwasów w jego czystej postaci. Jednakże woda destylo-wana ze swej strony jest nie tylko czynnikiem nie obojętnym, ale wyraźnie szko-dliwym i użycie jej w charakterze rozpuszczalnika mogłoby doprowadzić do wnio-sków wręcz nie biologicznych. '/. tego względu zdecydowałem się na używanie środowiska, w którem wymoczki były hodowane od lat i w którem dodawane kwasy zmieniały reakcję czynną w stopniu, dającym się kontrolować. Rezygnując ze ścisłego określenia absolutnej jakości czynnika działającego, co zresztą w przy-padku wody destylowanej także nie dałoby się uskutecznić, zwróciłem całą uwagę na zmiany porównawcze.

http://rcin.org.pl

I I . Granice życ ia Paramecium caudatum w kwasach octowym I winowym.

W celu ustalenia długości życia Paramecium w lóżnycli pH kwasów, nastawiono tyle szeregów doświadczeń, ile stężeń danego kwasu dobrano, a więc 11 w octowym i 7 w winowym. Każdy sze-reg składał się z 10 prób. dokonywanych w solniczkach pojemności 2 cm." Ilość środowiska była także równa 2 cm.3, liczba wymoczków w każdej próbie wynosiła około 100. Miarą długości życia każdej próby służył czas. w ciągu którego ginęło 50—70"/,, wymoczków. Wynik przeprowadzonych doświadczeń podaje tabela I.

T A R E i. A !.

Długość życia 100 wymoczków w 2 cur kwasu o różnych pH. Podane czasy odpowiadają przeciętnym z 10 doświadczeń.

Lebensdauer von 100 Infusorien in 2 cm3 Sauro von serschiedenem pil. Die ange-gebene Lebenszeit ist eine durchsclinittliche ans 10 Yersttciien.

Kwas octowy — Essigsiiure Kwas winowy — Weinsilure

pH Długość życia

I.ebensdauer pH

Długość życia I.ebensdauer

5.9 i wyżej

u. dariiber

i Żyją stale

Leben unbegrenzt 4.7

i wyżej u. dariiber

| Żyją stale

I.eben unbegrenzt

5.8 ca 7 h. 1.6 Częściowo giną po Kilku-kilkunastu h.

Sterben teilweise ab nacłi einigen Stunden.

5.7 ca 1 h. 4.5 ca 3- 4 h.

5.5 ca 2 h. 4.4 ca 1 li.

5.3 ca 90 min. 4.3 ca 30 min.

5.2 ca 30 min. 1.2 ca 20 min.

5.0 ca 2 min. 4.0 ca 2 min.

Tabela wykazuje, że badane kwasy są w różnym stopniu tru-jące dla Paramecium. Kwas octowy zabija wymoczki już od 0.0265"/u

(pH 5.8). winowy około 0.05°/„ (pH 4.6). Granice więc pH w jakich żyją Paramecia są zależne przedewszystki^m od natury chemicznej danego kwasu.

Doświadczenia te wykazały także, że w działaniu kwasów na Paramecia istnieje ostra granica. Wskazuje na to następujące do-

http://rcin.org.pl

świadczenie. Nastawiono szereg prób z wymoczkami w kwasie octo-wym o następujących bardzo zbliżonych do zabójczych procento-wościach:

0.0255, 0.025Ó, 0.0257. 0.0258, 0.0259, 0.026. Moja skala kolorymetryczna nie była dość czulą, aby odróżnić

pH tych stężeń, wszędzie znajdywałem pH—5.9; tymczasem pier-wsze z tych stężeń było dla wymoczków nie zabójcze, ostatnie zaś zabijało prawie wszystkie wymoczki w przeciągu 10 godzin. Pośred-nie stężenia były zabójcze nic dla wszystkich wymoczków, .lak wia-domo, indywidualnie różna odporność osobników jednego klonu jest zjawiskiem powszechnem.

Jakkolwiek kwasy badane zabi jają laramecium w różnych pH. wyrzucanie trichocystów pod wpływem tych kwasów jest zależne od absolutnej wartości pH. Obydwa kwasy, octowy i winowy, powodują wyrzucanie trichocystów w pH 4.4—4.5.

Kakty te wskazują, że podawane wielokrotnie w literaturze gra-nice pH. w których mogą żyć wymoczki, nie charakteryzują ich od-porności, gdyż o przeżywaniu decyduje nie tylko reakcja czynna srodowiska, lecz i jego natura chemiczna. Kwas octowy z łatwością przenika przez błonę komórkową i dlatego jest bardziej toksyczny niż winowy. Oddziały wanie na trichocysty natomiast jest dzia-łaniem powierzchniowem, o którego efekcie decyduje tylko reakcja czynna.

Doświadczenia wielu autorów ( D r z e w i n a i H o h n—'21. li r e s-s l a u — ' 2 1 ) wykazały, że skupienie zwierząt, a w tej liczbie i pieiwot-niaków, jest bardziej odporne na rozmaite czynniki szkodliwe, niż osobniki pojedyncze. D r z e w i n a i B0I111 zakładają istnienie sub-stancyj autoprotektywnych. wydzielanych przez wymoczki i ochrania-jących je przed trucizną, w skupieniach oczywiście w ilościach więk-szych. B r e s s l a u stwierdził, że wymoczki Colpidiuin otaczają się w środowiskach trujących błonką. chroniącą je przed truciznami. l aia-mccia wyrzucają w tych warunkach trichocysty, działające analogicz-nie. Dzięki ochronnemu działaniu błonki lub trichocystów, absorbu-jących trucizny, masa pierwotniaków żyje dłużej, niż osobniki poje-dyncze.

W celu ustalenia wpływu liczby osobników na długość życia wymoczków w badanych kwasach, nastawiono szereg naczyniek z 1 cm® roztworu kwasu o znanem pH, zawierających różną liczbę wymocz-ków. Aby uzyskać jednakowe środowisko wyjściowe, zagęszczenia wymoczków dokonywano przed samem doświadczeniem. W doświad-czeniach przygotowywano następujące zagęszczenia.- 100,500. 1000.

http://rcin.org.pl

2500. 5000, 10000, osobników w 1 cnr' . Gdy 100 osobn ików byiy już martwe, po dokładneni wymieszaniu próby, l iczono °/0 żywych w innych naczyniach na szkiełkach kratkowanych. Tabela II przed-stawia wynik w przypadku kwasu winowego pH 4.5 po 3 godz inach .

T A B KI. A U.

Wpływ liczby osobników na dłuj>ość życia w pH 1.5 kw. winowego. Obliczeń dokonano po 3 yodz. pobytu wymoczków w kwasie.

Ahhiinjjigkeit der l.ebensdaner in einer LtisunK von Weinsiiiire (pH 1.5) von der Indiy idtietizaiil.

Die Anzalil lebetidcr Tiere bestiinmte mail nacli 3 Slunden Anienllialt in der Siinrc.

Liczba osobników w 1 cni3

Inftisorienzahl im 1 cm3

% żywych

lebend

% martwych

tot

100 0 % 100 %

500 0 % 100 %

1000 10 % 90

2500 56 % 44 %

5000 70 % 30 %

11)000 82 "„ in

Kwas octowy dawał podobne wyniki, jakkolwiek mniej wyraźne: np. po upływie l1/-. godziny w pH 5.3, gdy wszystkie 100 wymocz-ków zginęły, w próbie z 10000 osobników żyło 30 ' / r . Jednak, jak w kwasie winowym, wyraźna różnica występowała dopiero przy po-równaniu 100 i 2500 osobników.

W trakcie wykonywania powyższych doświadczeń powsta ło przypuszczenie, że uzyskany efekt może być spowodowany szybszą neutralizacją kwasu w środowisku, zawierającem dużą liczbę wy-moczków. B o d i n e ('21) wykazał, że jeżeli umieścimy wymoczki w środowisku nieco zakwaszonem, po pewnym czasie stwierdzimy jego zalkalizowanie. Stopniową alkalizację ś rodowiska , zamieszkałego przez wymoczki, s twierdzają także S z u 1 z i n g e r ó w n a i K a ł u s -k a ('36).

W celu sprawdzenia powyższego przypuszczenia dokonano szeregu pomiarów kolorymetrycznych i po tenc jometrycznych środo-wisk zamieszkałych przez wymoczki. W pomiarach porównywano zmiany pH. zachodzące w kwasie winowym w obecności 100 i 10000 wy-moczków w cm3 . W wyniku tych pomiarów stwierdzono, że po 1 '., godzinowym pobycie 100 wymoczków w pH 4.35, pH nie uległo

http://rcin.org.pl

zmianie, w przypadku 10000 osobników pH podniosło sio do '4 .4 . Z chwilą zja\vieni;i się osobników martwych. pH wzrosło jcszczc bar-dziej: do 4.5. gdy zaś prawie wszystkie osobniki były już martwe. pH wynosiło 4.9. W obecności 100 wymoczków pH pozostało wciąż 1.35.

Zgodnie z hipotezą B a r r a t t a . s topniowe zobojętnienie kwasu może zachodzić w diodze jego pochłaniania przez wymoczki. Naj-wyższą zdolność wiązania kwasu miałyby wymoczki martwe, których protoplazma ma. jak wiadomo, reakcję zasadową i których błona jest łatwo przepuszczalna względem wszelkich subs tancyj .

III. Zmiany objętości Paramecium caudatum w kwasach.

Już pobieżna obserwacja wykazuje, że Paramccia silnie pęcz-nieją w zabójczych stężeniach kwasu octowego. W pH nie zabój-czych (5.9 i wyżej) pęcznienie nie zachodzi. W pH 5.8 i niżej pęcz-nienie jest tem szybsze, im mocniejszy jest kwas. lecz w stężeniach, zabijających wymoczki w krótkim czasie (pH 5.2 i niżej;, pęcznienie jest bardzo nieznaczne i umierające wymoczki mają prawie normalną objętość.

W zabójczych stężeniach kwasu winowego Paramccia pęcznieją również. lecz w stopniu mniejszym i dopiero po dłuższym pobycie w kwasie. Kwas o pH 4.5. zabijający wymoczki w ciągu około 3 godzin, nie wywołuje jeszcze wyraźnego zwiększenia objętości .

Tabela Iii przedstawia objętości komórki i jądra w kwasie octo-wym, uzyskane przez pomiary długości i szerokości wymoczków.

T A B 1. I. A III.

Zmiany objętości komórki i jądra w kwasic octowym o pil 5.5.

Yohimeiiilnderimgcti von Zellkurprr mul Kern in Essigsifure von pil. 5.5.

Pobyt w k\v. octowym Aufentlialt in Ksmk-

siiiire

Otjętość komórki n

Volmnen der Zelle Objętość jadra tu

Volii;ni-n des Korne*

0 min 363.3 22 5

15 m i tt 133.6 26.0

30 — fil 5.(i 10.3

t;o — 787.!' tfi.7

I2d 938.f 64.N

http://rcin.org.pl

Objętości są wyrażone w jednostkach pomiarowych (jedna podzialka •>.) i obliczone według wzoru, użytego przez 1 - o r t n e r a ('251:

V = =/. - ni. />:• "dzic ni — długość ciała wymoczka, b — '/._, największej szerokości .

7. tabeli widać, że w kwasie octowym o pH 5.5 po 2-godzinowym pobycie zachodzi w przybliżeniu trzykrotne zwiększenie objętości wymoczka i jego jądra. tak. że stosunek jądra do plazmy nie ulega zmianie. Wskazywałoby to na jednakowy stopień przepuszczalności błon komórkowych i jądrowych dla kwasu octowego i na równe zdolności pęcznienia plazmy i jądra.

Pomiary dokonane w innych pH wykazują ten sani trzykrotny maksymalny stopień spęcznienia, z wyjątkiem silnie zabójczych stężeń, o których powiedziano wyżej, że powodują najwyżej nieznaczne tylko spęcznienie.

W znacznie większym stopniu niż przedni, ulega spęcznieniu ylny koniec wymoczka. Pęcznieniu towarzyszy wyraźniejsze uwidocz-nienie rzeźby powierzchni wymoczka, ściemnienie plazmy i wyraź-niejsza jej ziarnistość. Jądro wskutek pęcznienia mniej lub więcej zaokrągla się. kontury jego uwidoczniają się wyraźnie. Dookoła jądra zjawia cię jasna smuga, jak u wymoczków utrwalonych. Niektóre z wymienionych objawów, jak ściemnienie i zwiększenie ziarnistości, uwidocznienie się jądra i zjawienie się smugi dookoła niego, wystę-pują również w kwasie winowym. Po pewnym czasie po śmierci wy moczka w kwasie octowym objętość jego znacznie maleje.

IV. Lepkość plazmy Paramecium w kwasach.

Badania . l a c o b s a ('22) nad wpływem dwutlenku węgla na lep-kość plazmy Paramecium i < olpidium wykazały, że krótkotrwałe przepuszczanie dwutlenku węgla przez środowisko kultury wywołuje upłynnienie plazmy, długotrwałe zaś—jej zagęszczenie. Obie te zmia-ny są odwracalne, druga z nich ma tendencję do przejścia w nieod-wracalne stadium żelu. H e r w e r d e n ('26) wykazuje, że pod wpły-wem kwasu octowego następuje odwracalne zagęszczenie plazmy wy-moczków.

W doświadczeniach, które będą omawiane poniżej, chodziło o dokładne zbadanie wpływu kwasu octowego i winowego na lep-kość plazmy. W tym celu. przed rozpoczęciem doświadczenia, pier-wotniaki. po 21 godzinowym pobycie w wodzie o p!i 7 . 1 - 7 . 5 . kar-miono wodną zawiesiną chromianu baru z dodatkiem żółtka (m. w. W>: h w ciągu jednej godziny. Po upływie tego czasu każdy osobnik miał około 20 wodmezkóu pokarmowych, wypełnionych ziarenkami

http://rcin.org.pl

chromianu baru i równomiernie w całej komórce rozmieszczonych. Nakarmione chromianem baru wymoczki umieszczano w solniczkach szczelnie zamkniętych w różnych roztworach kwasu badanego. Co 10 minut otwierano jedno naczyńko i wymoczki wirowano w małem naczyńku na hematokrycie. Za każdym razem w naczyńku przeciw-ległego ramienia hematokrytu wirowano wymoczki karmione w ten sam sposób, ale które w czasie pobytu badanych wymoczków w kwasie znajdowały się w wodzie. Wymoczki te służyły jako kontrola.

Celem wyznaczenia przebiegu zmian lepkości protoplazmy, za-chodzących pod wpływem kwasów, badano, w jakim stopniu ciężkie wodniczki barowe zostają odrzucone pod wpływem stałej siły od-środkowej, działającej w ciągu pewnego czasu. W praktyce oznaczono czas wirowania, po którego upływie 50 J/0 wymoczków wirowanych ma wodniczki odrzucone ku jednemu końcowi ciała, najczęściej tyl-nemu. Za przynależne do tej kategorji uważałem te osobniki, których więcej niż , liczby wodniczków było odrzucone. Metoda ta odznacza się dużym stopniem dowolności, który starałem się zmniejszyć, s tosując w poszczególnych doświadczeniach ściśle jednakowy sposób postę-powania. Ze względu na wahania napięcia prądu miejskiego wirówka elektryczna nie dawała dostatecznie ścisłej prędkości obrotów. Lepsze wyniki uzyskano z wirówką ręczną, obracaną w takt inetro-noniu.

Doświadczenia wstępne wykazały, że przy 1650 obrotach na minutę po 30 sekundach potowa wymoczków normalnych miała wod-niczki barowe odrzucone.

Tabela IV przedstawia wynik wyznaczania czasu wirowania dla wymoczków, które w ciągu 10. 20 i t.d. minut znajdowały s i e w kwa-sie octowym o pH 5.3.

Z tabeli tej widzimy, że w pH 5.3 kwasu octowego lepkość plazmy Paramecium początkowo nialejp, później zaś wzrasta. Te sa-me zmiany stwierdzamy w pH 5.5, o i . natomiast w stężeniach wyż-szych ipH 5.2) upłynnienia plazmy nie znajdujemy. W stężeniu tein plazma odrazu ulega zagęszczeniu. W pH 6.0 i wyżej lepkość plazmy Paramecium pod wpływem kwasu octowego zmianom nie ulega.

Takie same zmiany lepkości wywołuje także kwas winowy, lecz w innych pH: w 4.5 i 4.3 stwierdzono początkowo upłynnienie, póź-niej zagęszczenie, w stężeniach wyższych następuje odrazu zagęszcze-nie, w pH 4.9 i wyżej zmian lepkości nie dostrzeżono.

Na uwagę zasługuje odwracalny charakter upłynnienia plazmy: po przeniesieniu wymoczka zpowrotem do wody. lepkość plazmy

http://rcin.org.pl

T A li !•: I. A IV.

Cza* wirowania w sekundach potrzebny do wystąpienia 50 % osobników <• \ \od-niczkach odrzuconych.

Die D.iUrr des Antriiti^ierens in Sec., nacli welchein die sciiwcren MaCrO,— Vakn-olen bei 50% der Individuen abKeschleudert win ien .

Pobyt w kw. octowym .Anfentliall in Kssi^-

siiure

Wymoczki doświadczalne Versnchstiere

Wymoczki kontrolne

Kontrolltiere

10 min 10 30

20 ó 3;)

30 2 30

40 2 30

50 10 30

fil) — 30 30

70 -•- 10 30

S0 - U) 30

w bardzo krótkim czasie powraca do normy. Zagęszczenie ma nato-miast do pewnego tylko stopnia odwracalny charakter: w pewnem stadjum pomimo przeniesienia do wody wymoczki giną. Obydwa procesy są dość intensywne, o czem świadczą uzyskane (tabela IV i liczby.

V. Wpływ kwasów o c t o w e g o i w i n o w e g o na czynności życ iowe 1'aranieciuni.

Zmiany, zachodzące w wymoczkach pod wpływem kwasów, do-tyczą całego szeregu czynności życiowych. W rozdziale niniejszym będzie opisany wpływ na wodniczki kurczliwe, pobieranie pokarmu, podzielność, szybkość ruchu, tropizmy.

1) W p ł y w n a w o d n i c z k i t ę t n i ą c e .

Obserwacje nad wpływem kwasów na wodniczki tętniące wy-moczków prowadzono w kroplach wiszących. Mając na celu zbadanie tętna, oznaczano czas między dwoma kolejnymi skurczami, który figuruje w tabeli V jako czas tworzenia się wodnic/ka.

Obserwacje wykazują, że kwasy wpływają hamująco na czę-stość skurczów wodniczków kurczliwych. 1 tutaj , jak przy badaniach lepkości, tein granicznem stężeniem kwasu octowego, które zaczyna wykazywać wpływ, jest pH 5.9. Kwas winowy nieznacznie hamuje

http://rcin.org.pl

T A 1! i: I. A V.

Średni czas tworzenia się wodniczków kurczliwy cl. (w sek) w różnych pH kw.isu octowego po 15 min. i 2 godz. pobytu w tycli pil . Liczby wyrażają średnic

z 10 obliczeń. Mittlere Kontraktionsperiode kontraktiler Yaktiolen (in Sec.) in verscliie<knen pil der Essigsilure nacli 15 Min. und nacli 2 St. Aufenthalt in der betr. Silure. Durcli-

sdinittswerte ans je 10 Hestinimiingen.

Po 15 min. pobytu Nacli 15 Min.

Po 2 godz. Nach 2

pobvtu St. *

pil Wodn przedni Yordere Yakuole

Wodn. tylny

1 linlere Yakuole

Wodn. | przedni

Yordere | Yakuole

Wodn. tylny

Hintere Yakuole

, ° l 1 7.5 .d.° 6.0 \ on bis 11 13 11 13

6.0 5.9 11 _ 13 11 13

5.7 14 13 40 15

5.5 19 19 70 75

5.2 47 49

już od pH 4.7, lecz dopiero pH 4.5 kwasu winowego w bardzo znacznym stopniu wpływa hamująco na częstość skurczów. Niekiedy można obserwować , że w kwasach różnica między szybkością tętnie-nia \vodnic7ka przedniego i tylnego zmniejsza się, lub nawet zachodzi odwrócenie s tosunków i wodniczek tylny tętni częściej niż przedni. W miarę zwiększenia stężenia kwasu szybkość tętna się zwalnia, aż wreszcie wodniczek .przes ta je się kurczyć. Tabela V uwidacznia sto-pień hamującego wpływu kwasu octowego na wodniczki tętniące, po 15 minutach i po 2 godzinach pobytu w różnych pH.

2) P o b i e r a n i e p o k a r m u .

W doświadczeniach tych, podobnie jak w większości poprzed-nich. do środowiska z wymoczkami i drożdżami, które w tych do-świadczeniach służyły za pokarm, dodawano kwasu o znanem stęże-niu do zjawienia się pożądanego pH. Po I godzinie pobytu ozna-czano liczbę wytworzonych wodniczków.

Doświadczenia wykazały, że kwas oc towy powyże j pH li.o. kwas zaś winowy powyżej 4.6 nie wpływa na liczbę wytworzonych wodniczków ani na ich wygląd. W tych warunkach, liczba wodnicz-ków drożdżowych wynosiła przeciętnie 30. Już w pł ł 5.9 kwasu oc towego liczba powstałych wodniczków była mniejsza, około Ki,

http://rcin.org.pl

a w pH 5.5 tegoż kwasu wynosiła przeciętnie tylko 2. To samo w kwasie winowym, lecz jak zawsze, w innych pH: w pH 4.(i utwo-rzono 16 wodniczków uia 30 w kontroli), w pH 1.3 — przeciętnie 1 wodniczek.

W roztworach obydwu kwasów, wyraźnie hamujących tworzenie się wodniczków typowych, zna jdujemy rozrzucone w plazmie poje-dyncze ziarenka drożdży, czasem w ilościach znacznych (pH 5.8—5.9 kwasu octowego).

3) P o d z i e l n o ś ć .

Do 5 cm3 0.052'/c, 0.05"/„. 0.04 °/0 kwasu octowego do-dawano po 4 cm3 wody wodociągowej i 1 cm 3 48 godzinowej po-żywki sianowej. Otrzymywano po 10 cm3 środowiska o pH 5.9, 6.0. 6.4. W ten sam sposób były dobrane środowiska o pH 4.6, 4.9. 5.0 kwasu winowego. Do tych środowisk wpuszczano za pomocą deli-katnej pipety kilkanaście wymoczków wraz z tak małą ilością wody, aby nie zmieniała ona widocznie pH przyrządzonych pożywek. Deli-katną pipetą wyłapywano jednego osobnika wraz z pożywką i umie-szczano w małych rureczkach o pojemności 0.05 cm' . Aby zapobiec parowaniu kwasu octowego, na wolną powierzchnię kultury z wymocz-kiem nalewano warstwę ciekłej parafiny. W kwasie winowym prowa-dzono obserwacje w maleńkich naczyniach z 0.1 cm3 środowiska. Co 24 godziny kontrolowano zawartość rureczek bądź naczyniek i oznaczano liczbę osobników.

Wykonane doświadczenia wykazują, że kwas octowy do pH 6.0 i kwas winowy powyżej 4.9 nie wpływa hamująco na podzielność Paramccium-. podzielność w pH 6.0, 6.4 kwasu octowego i w pH 5.0 kwasu winowego była ta sama jak w kontroli z wodą (pH 7.4) i wy-nosiła w tych warunkach przeciętnie 1 podział na dobę. W pH 5.9 kwasu octowego i w pH 4.6 kwasu winowego wymoczki po kilkuna-stu godzinach ginęły.

Obserwacje, dokonane na kulturach masowych, wykazują jednak, że kwasy octowy i winowy w ilościach małych działają nieznacznie pobudzająco na podzielność Paramccium.

W kulturze masowej, hodowanej w kwasie octowym, znajdujemy zawsze pewien, nieduży zresztą, procent potworów: łańcuchy dwu-osobnikowe lub nienormalnie duże osobniki. Potworności te wystę-pują we wszystkich stężeniach kwasu octowego, w jakich wymoczki dadzą się hodować. Tak szerokie granice występowania potworności świadczą o niejednakowym stopniu wrażliwości wymoczków. Potwo-rów w środowiskach kwasu w inowego, natomiast, nigdy nie stwierdzono.

http://rcin.org.pl

4) S z y b k o ś ć r u c li u .

Za pomocą mroczki szklanej o przekroju okoio 1 mm. wycią-gano z kwasu o znanem pH wymoczki wraz zc środowiskiem. Rure-czkę umieszczano pod lupą na papierze milimetrowym i oznaczano szybkość ruchu wymoczka, przy pomocy stopera. Tabela VI podaje wynik pomiarów, dokonanych po 15 minutowym pobycie w rożnem pH kwasu octowego.

T A li E I. A VI. Szybkość ruchu Paramecium w k\v. octowym.

Bewegntigsgeschwindigkeit iti Essigsilure (mm Si c).

pil Szybkość

w mtti/sek

Od Von 7.5 . d 0 fi.O bis 1.2 1.6

6.0

5.7

1.2 -

0.9 —

1.5

1.0

5.3

5.2

0.5 •

0.2

0.7

0.3

Również kwas winowy, poczynając od pH 4.9. zwalnia ruch wymoczków. W pH 4.9—4.7 zwolnienie jest nieznaczne i ma prze-mijający charakter. Poza tem zwolnienie ruchu jest aktywne, t. zn. wymoczki nie tracą zdolności do szybszego poruszania się. W pH 4.5 i wyżej kwas winowy powoduje wyrzucenie tr ichocystów. Towa-rzyszy to bardzo silnemu zwolnieniu lub nawet całkowitemu ustaniu ruchu wymoczków: jedynie ruch rzęsek i tętnienie wodniczków świad-czą o życiu pierwotniaków.

5) G e o t r o p i z m i c h e m o t r o p i z m .

D e m b o w s k i ('29). badając wpływ kwasowości środowiska na intensywność geotropizmu Paramecium caudatum. wykazał, że w pH 5.3—5.1 kwasu octowego wymoczki ujawniają wzmożony geotropizm. który w pH wyższych i niższych nie występuje.

Obserwacje dokonane w pracy niniejszej potwierdzają dane D e m b o w s k i e g o . Ponieważ posługiwałem się inną skalą, liczbowe dane będą nieco przesunięte: pH wody wodociągowej w pracy D e m -b o w s k i e g o było 7.2—7.3. w mojej 7.4. Odmienne postępowanie przy lotności kwasu oc towego może mieć wpływ na dane liczbowe, o czem przekonało ni się w trakcie pracv.

http://rcin.org.pl

— i r, —

Tabela \ ' l l poda je wyniki obserwacyj w kwasach octowym i wi-nowym. dokonywanych w zamkniętych rurcczkach.

W zabójczych stężeniach kwasu winowego (poniże j pH -1.6) można obserwować, że niektóre wymoczki p rzebywają przez cały czas n ieruchomo na powierzchni cieczy, gdzie umierają. W kwasie octo-wym zjawisko to nigdy nie zachodzi, gdyż umierające wymoczki sku-piają się licznie w na jg łębszem miejscu dna naczynia .

T A B I-: I. A VII.

Intensywność skupienia geotropicznego w kwasach octowym i winowym o różnym pil po 15 minutowym pobycie.

Intensitiit der geotropischer Ansammlung in Kssig - und in Weinsiiure von ver-schiedeuem pil nacli 15 Min.

Kw.is octowy — lissigsiiure Kwas winowy — Weinsiiure

pH

Intensywność geotro-pizmu

Intensitiit des (ieotro-pismus

pil

Intensywność geotro-piznm

Intensitiit des Cieotro-pismus

7.5 — 6.0 jak w kontroli wie in der Kontrolle

7.5 — 5.0 jak w kontroli wie in der Kontrolle

5.8 — 5.9 ok. 50 n „ osobników ca. . Indiyidnen

1.9 ok. 60 " , osobników ca. „ Indiyidnen

5.7 ok. 80 0 „ osobników ca. . Itidividuen

1.8 — 4.6 ok. 75" ,, osobników ca. . Individuen

5.5 ponad 90 " 0 osobników iiber , lttdividuen

4.3 pocżątk. ok. 30" ., póź-niej brak

Anfangs ca. 30 "„ spiin-r Reaktion abweseud

5.3 poczijtk. ok. 100",, póź-niej brak

Anfangs ca. 100",',, spiiter Reaktion abweseitd

4.1 i niżej

u darunter

brak abweseud

5.2 i niżej

u. darunter

brak abweseud

Zjawisko to należy, p rawdopodobnie , t łumaczyć w s p o s ó b na-s tępujący: w chwili dodania do środowiska kwasu winowego, wy-moczki wyrzucają tr ichocysty: osobniki , p rzebywające na powierzchni , mogą wyrzucać t r ichocysty częściowo także w powietrze, które przy-lega do nich i ni • pozwala wymoczkowi zanurzyć się głębiej .

Porównanie intensywności geotropizmu u jemnego ze stanem lepkości plazmy w różnych pH wykazuje , że im hardziej dane pH

http://rcin.org.pl

— 1(1 —

• upłynnia plazmę wymoczka, tem intensywniejsze jest w niem skupie-nie geotropiczne. W pH. w których następuje zagęszczenie odrazu, skupienie geotropi zne nie wytwarza się. Zależność ta między uwod-nieniem plazmy a intensywnością geotropizmu rzuca się w oczy szczególnie w tych pH, które początkowo upłynniają a później zagę-szczają plazmę (5.3—5.7): z chwilą rozpoczęcia się zagęszczenia plaz-my skupienie geotropiczne rozprasza się.

Jednakże związek pomiędzy upłynnieniem plazmy a intensywno-ścią skupienia geotropicznego jest, prawdopodobnie, tylko pozorny, gdyż, jak wykazał C h e j f e c ('33), w roztworach glukozy zachodzi zagęszczenie, a pomimo to geotropizm w pewnycl stężeniach jest wzmożony.

Ważniejsze dla wytłumaczenia wzmożonego geotropizmu wydaje się być zwolnienie ruchu Paramccium. zachodzące w pewnych pH i towarzyszące uwodnieniu plazmy a zarazem intensywności skupie-nia geotropicznego. Nieobecność geotropizmu w pH. odrazu zagę- * szczających plazmę (5.2 i niżej), może być spovodowana zbyt sil-nem zwolnieniem ruchu rzęsek, zachodzącem w niskich pH, dzięki czemu nie mogą one podnieść wymoczka ku górz(^ Szczegółowsze obserwacje wykazują, że wymoczki i w tych silnie Trujących dla nich stężeniach bardzo często ustawiają się początkowo pionowo, jednak widocznie nic są w stanie się podnieść. Obserwacje te potwierdza-łyby przypuszczenia D e m b o w s k i e g o ('29), że momentem kształ-tującym geotropizm jest pionowe ustawianie się wymoczka. Ponieważ środek ciężkości wymoczka leży w tylnej części ciała ( D e m b o w -sk i—'29) , pionowe ustawienie się Paramccium zachodzi łatwiej przy powolnym ruchu wymoczka. W ten sposób uzyskalibyśmy jeszcze jeden dowód słuszności mechanicznej teorji geotropizmu Paramc-cium.

Co się tyczy chemotropiznui, obserwacje moje nie mogą, nie-stety, rzucić światła na to zagadkowe zjawisko. W ' / ^" /o kwasie octowym (pil 6.4), działającym chemotropicznie dodatnio, nie udało mi się dostrzec żadnych zmian morfologicznych ani fizjologicznych.

Nieco więcej można powiedzieć o chemotropicznem działaniu kw asu winowego. Kwas ten działa tropicznie dodatnio w granit ach pH 5.0- 4.8, przy czem w pH 5.0 skupienie, wywołane metodą J e n -u i n g s a , trzyma się tylko 1 /._, —-1 minutę. Odpowiadające powyższym pH stężenia kwasu winowego są „podzabójcze", wywołujące juz cały szereg nieznacznych odchyleń w normalnym przebiegu czynności ży-ciowych. opisanych w poprzednim rozdziale.

http://rcin.org.pl

VI. Regulacyjne i adaptacyjne zdolnośc i Paramecium caudatum.

W rozdziale poprzednim zostały opisane zaburzenia w różnych czynnościach organizmu pierwotniaka, wywołane pobytem w kwasach winowym i octowym. Zaburzenia te są odwracalne, a ponieważ stan fizjologiczny każdego organizmu jest zależny od warunków otoczenia, stan Paramecium odpowiada warunkom, panującym w zamieszkałem przez niego środowisku w danym czasie.

Ale poza tą znaną własnością żywego organizmu, polegającą na ścisłej zależności stanu fizjologicznego od warunków otoczenia, wie-lokrotnie była podkreślana zdolność do wewnętrznej regulacji, pole-gającej na uniezależnieniu się wymoczka od warunków otoczenia i świadczącej o jego aktywności.

Doświadczenia, które będą omawiane w niniejszym rozdziale, były przeprowadzone w celu wykrycia u Paramecium zdolności regu-lacyjnych i adaptacyjnych. Ponieważ kwas octowy o pH 5.7 jest już silnie zabójczy, pH 6.0 zaś wywołuje u wymoczków zmiany leżące w granicach błędu doświadczalnego lub nie wywołuje ich wcale, próbowałem zbadać zdolności regulacyjne Paramecium w pH 5.9 i 5.8.

Wobec lotności kwasu octowego należało zwrócić specjalną uwagę na obniżanie się jego stężenia wskutek parowania, co może dać efekt podobny do zjawisk adaptacyjnych.

Nieskomplikowana metodyka tych doświadczeń była następują-ca: nastawiono szereg 4 cm.3 solniczek, szczelnie zamkniętych z taką samą ilością środowiska kwasu octowego o pH 5.8 i 5.9 z wymocz-kami. Ta ilość środowiska i szczelne zamknięcie miały na celu za-bezpieczenie przed parowaniem kwasu octowego. Co pewien czas otwierano jedną solniczkę, oznaczano pH środowiska, stopień spęcz-nienia wymoczków, lepkość plazmy, tętno wodniczków kurczliwych i szybkość ruchu.

W doświadczeniu, którego wynik przedstawia tabela VIII, badano w ciągu trzech godzin Paramccia. znajdujące się w kwasie octowym o pH 5.8.

Tabela wykazuje, że w doświadczeniu powyższem, pomimo naj-staranniejszego zabezpieczenia, na jakie pozwalała zastosowana me-toda, zachodzi stałe podnoszenie się pH. Zjawisko należy mojem zdaniem przypisać w tym przypadku jedynie lotności kwasu octo-wego, gdyż liczba znajdujących się w solniczkach osobników nie była duża. Liczby ' ' tabel i wskazują, że wymoczki uległy w do-świadczenitf przemijającym zaburzeniom, ale pomimo to niema wy-raźnej wskazówki na istnienie aktywnej zdolności regulacyjnej , gdyż

http://rcin.org.pl

T A B li 1. A VIII.

Odwracalność zaburzeń Paramcciiun w kwasic octowym <> pH Die 1'uikehrharkeit der in einer Essigsilurelosung (pil 5.8) cintreteiideii Ver;(iuleruugeii.

Czas Zeit in

St.

pil

Objętość wymoczka Volti men des Infus.

Lepkość plazmy Plasma-

viskosit;it

Tętno woilti. kurczl.

Periode der kontraktilen

Vacuolen

Szybkość ruchu

Bewegungs-gescliwin-

iligkeit

() 5.8 95.2 1.0 12 1.1

' v K- 5.8 112.9 0.2 17 1.0

1 K- 5.8 117.9

2 K. 5.8 112.9 0.24 22 0.9

2' , . g. 5.9 101.1

3 K- 5.9 97.0 0.9 15 1.3

stopniowe odkwaszanie środowiska mogło zdecydować o odwróceniu procesów pęcznienia i odchyleń czynności życiowych z niem zwią-zanych.

Podobne doświadczenia, wykonane na Paramecium w kwasic winowym, nie dały żadnej wskazówki na istnienie zdolności regula-cy jne j w tem środowisku. Gdy zaburzenia mijały, zawsze się okazy-wało. że środowisko ulegało odkwaszeniu, natomiast w badanych kwasach nigdy nie udało mi się stwierdzić, aby powrót do normal-nych czynności zachodził w tych pH kwasów, które początkowo wy-woływały zaburzenia czynności. Dla przykładu można podać zmiany tętna przedniego wodniczka kurczliwego Paramecium. zna jdującego się w pH 4.7 kwasu winowego (tabela IX).

T A B E L A IX.

Czas tworzenia się przedniego wodniczka kurczliwego w kwasie winowym pli 1.7. Kontraktionsperiode der yorderen kontraktilen Yakuole in Weinsilure. pH 4.7.

Czas Zeit in St.

pil Kwas Siilire

Woda Wasser

1 g. 4.7 11.2 13.3

2 g. 4.7 15.6 12.1

12 g. 4.7 15.5 12.5

24 g. 4.7 lb.9 13.2

30 g. 4.8 15.fi 12.0

http://rcin.org.pl

Ujemny wynik doświadczeń adaptacyjnych z kwasami oraz fakt wyraźnego występowania regulacji w glukozie i soli kuchennej zmu-siły mnie do zastanowienia się nad tem zagadnieniem. Zamiast kwa-sów próbowałem zastosować inny czynnik, a mianowicie skrajne temperatury, i zbadać, czy w tych warunkach Parameciuni jest w sta-nie regulować swe stosunki wewnętrzne.

W tym celu kulturę Parameciuni podzieliłem na 3 części. Jedną hodowałem nadal w temperaturze pokojowej 17—19" C. drugą umie-ściłem w lodowni elektrycznej w temperaturze 2—3"C. trzecią w ter-mostacie w temperaturze 271/.,—29"C. Co pewien czas badano na stoliku ogrzewanym do 29° względnie oziębianym do 3" częstość tworzenia się przedniego wodniczka kurczliwego. Tabela X przedsta-wia wynik obserwacyj w niskiej temperaturze.

T A B F. I. A X. Regulacja czasu tworzenia się wodniczka kurczliwego Parameciuni

w temperaturze "2—3" C. Kegnlation der Kor.traktionsperiode der vorderen Vakuole in einer

Temperatur von 2—3" C.

Czas Czas tworzenia się wodniczka w sek.

Zeit in Tagen Kontraktions-periode (Sec.)

4 dni 40 7 10 . 26.6

20 . 27.8 30 , 23.8

40 , 21.2 50 „ 13.7

Jak widać z tabeli, doświadczenie wykazuje, że częstość tętnie-nia wodniczka kurczliwego ulega zahamowaniu. Zahamc .var.ie to początkowo tpo upływie 4 dni) w pewnem przybliżeniu stoi w zgo-dzie z regułą van't-Hoffa. Lecz pomimo, że Paramecia pozostają wciąż w tej samej temperaturze (2—3"Ct. tętno tworzenia się wod-niczka ulega . stałemu przyśpieszeniu, stojącemu prawdopodobnie w związku z ogólnem przyśpieszeniem procesów przemiany materji w organizmie wymoczków.

Świadczy to, że Paramecia. znajdujące się w temperaturze nis-kiej. regulują, co prawda, bardzo wolno naruszoną początkowo szyb-kość procesów przemiany materji.

http://rcin.org.pl

Po przeniesieniu tych wymoczków do temperatury pokojowej , w krótkim czasie regulowały one szybkość tętna wodniczków kurcz-liwych.

Badania morfologiczne hodowanych w niskiej tempera turze osobników wykazały, że wymoczki znacznie przybierają na objętości , cc być może stoi w związku ze zmniejszoną podzielnością. Ekto-plazma tworzy bardzo wyraźny przezroczysty rąbek, gdy endoplazma staje się wyraźnie ziarnista.

Hodowane w temperaturze wysokiej, Paramecia charakteryzo-wały się zmniejszonemi wymiarami ciała i zwiększoną podzielnością. Tętno wodniczków kurczliwych ulegało przyśpieszeniu do 8.5—9, 5 sek., gdy tętno w temperaturze 18 - 20"C było 11 — 12 sek. Dane te wskazują, że reguła van't-Hoffa w tych granicach się nie s tosu je . W doświadczeniach z temperaturą wysoką regulacja następowała także, ponieważ szybkość kurczenia się ulegała s topniowemu zwol-nieniu.

W celu zbadania zdolności adaptacyjnych Paramecium w kwa-sach, hodowałem je w krytycznych stężeniach kwasu winowego rpH 5.0—4.6), poddając od czasu do czasu selekcji.

Metodyka tego doświadczenia była nas tępu jąca : dużą liczbę wymoczków umieszczano w pożywce sianowej, zakwaszonej kwasem winowym do pH 5.0 — 4.6. Jakkolwiek pożywka jest zabarwiona, cienki jej słup w rurce komparatora pozwalał ustalić, że pH środo-wiska leżało w podanych granicach. Zmiany pH w środowisku kon-trolowano 2 razy dziennie i w razie stwierdzenia odkwaszenia, co się zdarzało za każdym razem, dodawano nową porcję kwasu w celu utrzymania pH na pożądanym poziomie. W odstępach 3—1 dniowych do kultury dodawano nieco większą, niż zwykle, ilość kwasu tak, że wymoczki zaczynały powoli umierać. W chwili gdy zginęło około 201/o osobników, do kultury dodawano trochę wody w celu podnie-sienia pH do 5.0 — 4.6, dzięki czemu większa część osobników pozo-stawała przy życiu. Wymoczki te hodowano dalej w tych pH. gdzie pozwolono im rozmnażać się, poczem następował drugi zabieg selekcyjny i t. d. Oczywiście doświadczenie to miało swoją kontrolę, a więc kulturę trzymaną w tych samych warunkach, lecz w środo-wisku pożywki sianowej o pH około 7.5. Już po kilkunastu dniach od początku doświadczenia wymoczki doświadczalne i kontrolne różniły się nieznacznie odpornością na kwas winowy. Paramecia, ho-dowane przez kilkanaście dni w kwasie winowym, kilkakrotnie pod-dane selekcji, żyły w 0.052'V0 kwasie winowym przeciętnie 7 godzin, ujdy kontrolne tylko 4 godziny. Dalsze hodowanie wymoczków w tych

http://rcin.org.pl

warunkach nic zwiększa ich odporności . Widzimy więc. że wzrost odporności jest bardzo nieznaczny. Niema mowy o tem, aby Paru-mecia, podobnie jak w doświadczeniach J o ! l o s a ('21), zwiększyły odporność kilkakrotnie.

Gdy przestałem dodawać kwasu do kultur, nastąpiło inten-sywne rozmnażanie się wymoczków i po 2 dniach skonstatowałem, że odporność kultury już nie różni się od odporności wymoczków kontrolnych.

Wymoczki odporniejsze na kwas winowy były także nieznacznie odporniejsze na kwas octowy, natomiast bardziej wrażliwe na leuko-bazę thioniny niż kontrolne. Wymoczki zaś uodporniane na leukobazę thioniny (nie ogłoszone badania C h e j f e c a t były uczulone na kwas winowy. Wskazuje to na pewną specyficzność adaptacji.

Y i e w e g e r o w a ('30) stwierdziła, że wystarczy umieścić wy-moczki C o l p i d i u m w wysokiem, ale nie zabójczem stężeniu roz-tworu Ringera, aby po 24 godzinach wymoczki te odznaczały się wzmożoną odpornością. W kwasach na pewno tak nie jest. Przez 10 dni t rzynułeni 1'aramecia w pH 5.0—4.8 kwasu winowego i prze-szło miesiąc w pH 6.4—6.0 kwasu octowego i wymoczki nie zwięk-szyły odporności względem kwasów. Gdy zaś zacząłem stosować stężenia zabójcze, który to zabieg był połączony już z selekcją osobników, otrzymałem Paramecia o bardzo nieznacznie zwiększonej odporności.

VII. Część ogólna.

Badania wykazały, że kwasy wywołują cały szereg zaburzeń morfologicznych i fizjologicznych dopiero w stężeniach zabójczych. W stężeniach nie zabójczych kwasy nie wywierają dostrzegalnego wpływu, jedynie kwas octowy niekiedy powoduje powstawanie potworności przy podziałach. Działanie więc kwasów różni się jjod tym względem od działania innych czynników, jak fizjologicznie obo-jętne substancje, np. glukoza, lub jady działające częściowo osmo-tycznie, jak sól kuchenna i t. p., lub skrajne temperatury. Wszystkie te czynniki działają na wymoczki już nie w zabójczych granicach. Na skali zaś pH kwasów znajduje się punkt, różny dla każdego kwasu, poczynając od którego Paramccia giną, okazując wszystkie charakterystyczne objawy, opisane w pracy niniejszej. W doświad-czeniach mych często się okazywało, że wymoczki ulegały wyraźnym wpływom danego stężenia kwasu, lecz po pewnym czasie objawy te mijały. Oznaczając pH środowiska stwierdzałem, że pH iego wzra-stało w tych przypadkach. Tak właśnie bywało w badaniach skupień

http://rcin.org.pl

wymoczków: najczęściej część osobników ginęła, część pozostawała przy życiu. Lecz regulacja stosunków wewnętrznych była tylko po-zorna, gdyż dzięki obniżeniu się toksyczności środowiska zachodziło odwrócenie przemijających zaburzeń. Osobniki pozostałe przy życiu nie wykazywały wzmożonej odporności i po ponownem umieszczeniu w początkowem pH kwasu ginęły.

Zupełnie inaczej zachowują się Paramecia pod wpływem takiego czynnika, jak skrajna temperatura. Szczególnie przekonywające jest doświadczenie z niską temperaturą: dysponu ję obecnie kulturą Para-mecium, stale trzymaną w temperaturze 2—3"C, w której wodniczki kurczliwe tętnią prawie normalnie.

Szybkość regulacji a być może jej obecność lub nieobecność wydają mi się w świetle tych wyników zależeć od charakteru czyn-nika, od natury jego działania.

W wyniku prac cytowanych na wstępie stwierdzono, że pier-wotniaki posiadają wybitną zdolność adaptacyjną. Niekiedy po kilku-dniowym pobycie w stężeniach przygotowawczych następowała wy-raźna adaptacja. W doświadczeniach mych zwiększenie odporności w tych warunkach nie występowało wcale, nawet po miesiącu. Gdy zaś zacząłem poddawać Paramecia działaniu stężeń zabójczych, który to zabieg połączony był z selekcją osobników, otrzymałem kultury 0 nieznacznie zaledwie zwiększonej odporności . Tak Paramecia te umierały w kwasie winowym 0.052l>/o (pH około ' 4.55) przeciętnie po 7 godzinach, gdy kontrolne przeciętnie po 4 godzinach. Wymoczki nie były więc w stanie żyć nawet w kwasie O.Oo3"/0, różniącym się tylko o 0.001°/o od kwasu, który stanowi granicę życia wymoczków nie adaptowanych. Zwiększenie odporności jest bardzo nieznaczne, 1 niema mowy o tem, żeby podobnie jak w doświadczeniach J o 1-i o c a . wymoczki adaptowane znosiły bez szkody kilkakrotne stężenie kwasu zabójczego.

Trudność prowadzenia doświadczeń adaptacyjnych polegała na tem, że w kulturach wymoczków, zawierających kwas, bardzo silnie rozwijają się grzybki i bakterje, które coraz bardziej redukują środo-wisko. Po kilku dniach prowadzenia takiej kultury kwas należy do-dawać prawie co godzinę, aby utrzymać pH na pożądanym poziomie. Gdyby w tych doświadczeniach własności wymoczków oceniało się jedynie na podstaw ie ilości dodawanego do ich środowiska kwasu, można byłoby wnioskować o nadzwyczajnych po prostu zdolnościach adaptacyjnych.

W rzeczywistości dodawany do kultury kwas zostaje zreduko-wany przez grzyby i bakterje.

http://rcin.org.pl

Obniżone zdolności redukcyjne wymoczków uodpornionych na kwas winowy świadczą, że adaptacja do kwasu nie idzie w kierunku zwiększenia redukowania kwasu wewnątrz komórki. W jakim stopniu wogóle wymoczki posiadają tę zdolność, pozostaje niewiadome.

Jednakże zdolność przerabiania (utleniania czy redukcji) sub-stancyj przez komórkę pierwotniaka jest być może bardzo istotna w procesie adaptacji wogóle. Wydaje mi się, że te grzyby i bakterje, które utrudniały mi prowadzenie doświadczeń adaptacyjnych, wyka-załyby dzięki swej zdolności redukowania kwasu wybitną adaptację.

W literaturze fizjologicznej natrafiamy na dane, wskazujące na pewne charakterystyczne ochronne działanie kwasów wobec niektó-rych substancyj . Tak H c d o n | B i c h n i e w ic z, ('13), str. 151| stwierdził, że kwasy chronią ciałka krwi przed hemolitycznem działa-niem solaniny i pewnych soli. P r o w a z e k (str. 130, 131) wykazał, że kwasy mineralne i organiczne chronią wymoczki przed działaniem alkaloidów (atropiny, chininy, strychniny) a także błękitu metyleno-wego i czerwieni obojętnej . B i c h n i e w i c z ('13) nie potwierdza jednak wyraźnego działania ochronnego kwasów w działaniu chininy na wymoczki. Spodziewane działanie ochronne ( B i c h n i e w i c z I. c.) miałoby polegać na tem, że dodatnio naładowane jony H mogłyby strącać ujemnie naładowane koloidy periplazmatyczne i wywoływać w ektoplazmie zagęszczenia, zmniejszające jej przepuszczalność.

Czy istotnie pod wpływem kwasów powstają w ektoplazmie Paramecium zagęszczenia, utrudniające dos tęp dalszym porcjom kwa-su, tego morfologiczne badania nie wykazują. Odporniejsze na kwas wymoczki morfologicznie nie różniły się od normalnych.

Jakkolwiek wiemy, że kwasy są w stanie powodować zagę-szczenia plazmy, to przyjęciu hipotezy B i c h n i e w i c z a stoi na przeszkodzie fakt, że w pierwszej fazie swego działania kwasy po-wodują upłynnienie plazmy. Takie przynajmniej jest początkowe działanie kwasów na endoplazmę, jak na to wskazują badania lep-kości plazmy.

Omawiając wyniki prac dopiero co przytoczonych autorów, na-leży wziąć pod uwagę, że większość substancyj , jakiemi operowali, np. alkaloidy, ma zasadowy charakter, a więc działanie kwasów mogłoby polegać po prostu na ich neutralizacji.

Streszczenie wyników.

1. Najniższe pH, w jakiem Paramecium można hodować, stale zależy od naturv kwasu : w kwasie octowym wynosi pH 5.9, w wi-nowym pH 4.H. Mniejsza jadowitość kwasu winowego zależy praw-

http://rcin.org.pl

dopodobnic częściowo od jego słabszej przepuszczalności . Na tri-chocysty Paramecium obydwa kwasy działają w tein samem pH = « - 4.4—4.5.

2. Gęste skupienie wymoczków jest bardziej odporne na kwa-sy, niż wymoczki nieliczne. Wzmożona odporność zdaje się polegać na dającem się stwierdzić zmniejszeniu stężeniu kwasu w środowisku, zawierającem dużą liczbę osobników żywych, a szczególnie jaskra-wem w obecności osobników martwych.

3. W zabójczych stężeniach kwasów zarówno plazma jak jądru Paramecium ulegają spęcznieniu. Maksymalne powiększenie objętości plazmy i jądra jest trzykrotne, przyczem stosunek objętościowy jądra do plazmy nie ulega zmianie.

4. W zabójczych stężeniach kwasów plazma ulega początkowo upłynnieniu, które przed śmiercią przechodzi w zagęszczenie. W pH niskich, w krótkim czasie zabijających Paramccia. np. pH 5.2 kwasu octowego, odrazu następuje zagęszczenie plazmy. Zagęszczenie i upłynnienie są procesami odwracalnemi. przy czem pierwszy z tych procesów ma tendencję do wytworzenia nieodwracalnego s tadjum żelu.

5. Stężenia zabójcze badanych kwasów wywołują zaburzenia w całym szeregu czynności życiowych: zwalniają tętno wodniczków kurczliwych, utrudniają tworzenie się wodniczków pokarmowych, unie-możliwiają podzielność, zwalniają ruch wymoczka, zwiększają jego reakcję geotropiczną.

6. Badania wpływu kwasów na różnorodne czynności życiowe Paramecium nie wykazały obecności zdolności regulacyjnych po kilku lub kilkunastu godzinowym działaniu kwasu.

7. Pod wpływem innego czynnika, a mianowicie wysokiej (28" C) i niskiej (2—3° C) temperatury, w organizmie wymoczków zachodziły zaburzenia, które po upływie pewnego czasu (w tem-peraturze niskiej po 50 dniach) mijały. Wskazuje to. że obecność lub nieobecność regulacji jest zależna od natury działania czynnika.

8. Nawet długotrwałe hodowanie wymoczków w krytycznych stężeniach kwasów nie wpływa na zwiększenie ich odporności wobec tych kwasów. Paramccia, hodowane w stężeniach krytycznych, lecz od czasu do czasu poddawane działaniu stężeń zabójczych, wy-kazywały nieznacznie zwiększoną odporność : w 0.052°/, kwasie winowym wymoczki te żyły średnio 7 godzin, gdy kontrolne tylko 4 godziny.

9. Wymoczki uodpornione na kwas winowy były także odpor-niejsze na kwas octowy. Natomiast na leukobazę thioniny okazały się uczulone. Wymoczki uodpornione na leukobazę thioniny (nie-

http://rcin.org.pl

ogłoszone badania C l i e j f e c a ) były uczulone na kwas winowy. Wskazuje to na pewną specyficzność adaptacji.

10. Zachowanie się Parameciuni uodpornionych na kwas wino-wy w łeukobazie thioniny wykazało, że wymoczki te posiadają obni-żone zdolności redukcyjne. Wynika stąd, że adaptacja wymoczków do kwasów nie polega na zwiększeniu intensywności redukowania kwasów przez komórkę pierwotniaków.

11. Większa odporność wymoczków hodowanych i od czasu do czasu poddawanych działaniu zabójczych stężeń kwasu polega być może na pewnem specyficznem ochronnem działaniu kwasów, na które niejednokrotnie wskazywano w literaturze. Działanie to miało-by polegać na powstawaniu zagęszczeń w ektoplazmie przez działa-nie dodatnio naładowanych jonów- H kwasów.

12. Badania morfologiczne nie dają wskazówek na mechanizm adaptacji . Wymoczki uodpornione na kwas winowy niczem nie róż-niły się od wymoczków kontrolnych.

Z Zakładu Biologji II. S. B. w Wilnie.

P I Ś M I E N N I C T W O .

V 1. B a r r a t t J. O. W a k e l i n . 1904. Die Wirkung von'Sifuren und Basen auf lebende Paramacien. Zeitsclir. fiir Allg. Physiologie. 4(438).

V 2. B a r r a t t J. O. W a k e l i n . 1905. Die Additioti von San ren und Alkalien durch lebendes Protoplasma. Zeitsclir. fiir Allg. Physiologie 4 (10).

3. B i c li n i e w i c z S o p h i e . 1913. Die Beeinflussung der Giftigkeit des Chinins durch Freindstoffe gegeniiber Colpidiuni colpoda. Zeitsclir. fiir Allg. Physiologie. 15(133).

\ 4. B o d n i e J. H. 1921. Mydrogen-ion Concentracion of Protozoan Cultures. Biol. Buli. X1.I. (73).

5. B r e s s l a u E. 1924. Die Ausscheidung von Schutzstoffen bei einzelligen Lebeweseti. Ber. Senkenberg. Naturf. Ges. 54.(49).

6. B r e s s l a u E. 1925. Ein einfacher. fiir hydrobiologische, zoologische und botanische Zwecke geeigneter Apparat zur Messmig der Wasserstoff-ionenkonzentration. Arcli. fiir Hydrobiol. XV. 1 (585).

7. C b e j f e c M. 1935. Das Verhalten von Paramecium caudatuin in Glukose-losiuigen. Acta Biol. Exp. 9(69).

S. D a v e n p o r t C. B. and N e a l II. V. 1896. Studies in Morphogenesis. V. On the Acclimatization of Organisins to Poisonous Chemical Snh-stances. Archiv fiir Eiitwicklunsmech. 2(561).

9. D e m b o w s k i .1. 1929. Vertikalbe\vegungen von Parameciuni caudatum. Arcli. Protistenkde. 68(215).

http://rcin.org.pl

10. D r z e w i n a A. et B o l i u <>. 1921. Yariations de la susceptibilitć mix agents uocifs avec Je nombre des animaux traites. C. R. hćbdoma-daires des seances de 1'Acad. des Sciences. 172 (-185).

11. E c k e r t F. utul F e i l e r Al. 1931. Studien iiber die Bedeutimg des uni-satzsteigernden Einfhisses hoclnerdiinnter Chininlosungen auf Para-mecium. Z. vergl. Physiol . Bd 14, str. 93.

12. E i s e n b e r g E. 1925. Działanie wodniczka tętniącego u wymoczków (Para-mecium caudatum). Prace Instytutu im. Nenckiego 2 Nr. 4(1) .

13. F e i l e r Al. 1927. Ober die Cllininwirkting auf die Tierzelle. I. Mitt. Arcli. f. Protistenkunde. Bd. 59, str. 562.

14. F e i l e r M. 1928. Cber die Cliiniiiwirkuug auf die Tierzelle. 11. Aitt . Arch. F. Protistenkunde. Bd. 61, str. 119.

15. F e i l e r M. 1929. Ober neue Versuche betreffend die oligodynamisclie F.inwir-kung von Alkaloiden auf Paramecium caudatum. Zoo], Anz. Bd. 80, str. 323.

16. F e i l e r Al. 1929. Weitere Untersucliungen iiher die oligodynamen Wirknn-gen der Alkaloide auf Paramecium caudatun. Arch. f. Protistenkunde. Bd. 67, str. 157.

] 7 j H a f k i n e At. W. 1890. Recherclies sur Fadaptation au milieu cliez les infusoires et les bacteries. Contribution a Fetude de rimmunite. Ann. Inst. Pasteur. 4(363) .

18. Mar u i s c l l O. 1926. Kritisclie Studien iiber die Gewohnung freilebeuder 1'rotozoeu an Gifte. Zool. Anz. Suppl Bd. 2(99).

19. H e r w e r d e n Al. A. van. 1926. Umkehrbare Oelbildung im Protoplazma. Niderl. tijdschr. v. geneesk. 70(1117).

20. J a c o b s Al. H. 1922. Tlie effect of carbon dioxide on the consistency of protoplasm. Biol. Buli. 42 (14).

21. J o l l o s V. 1921. Experiinentelle Protistenstudien. I. Untersucliungen iiber Variabilitiit und Vererbung bei lufusorien. Arch. Protistenkde. 43(1) .

22. K a m a d a T a k e o 1935. Contractile vacuole of Paramecium. J. Fac. of Sci. Univ. Tokyo. IV, 4 (49).

23. Al a s ł o w a A. S. 1934. Der Einfluss des Chinins auf die Phagocytose bei Paramecium caudatum. Zum. Alikrobiol. t. 13, str. 64.

24. Al a s s a r t J. 1889. Sensibilite et adaptation des organismes ii la concen-tration des solutions salines. Arcli. de Biologie 9 (514) .

25. P r o w a z e k S. von. 1910. Einfflhrung in die Pliysiologie der Einzelligen (Protozoen). B. O. Teubner. Leipzig und Berlin.

26. S c h m e l e v K. 1928. Sensibilisieritng chininresistenter Rassen von Proto-zoen dnrch Arsen. /'urn. eksper. biol. i tuiediciny t. 8, str. 460.

27. S z n 1 z i n g e r ó w n a Al. i Ka ł u s k a II. 1936. Einfluss verschiedeuer natiirliclier Kulturmedien auf die Vermehruiig und die Funktion der pulsierenden Vacuole der Infusorien. Acta Biol. Fxp. 10 (133).

28. V i e w e g e r o w a J. 1930. Badania nad mnożeniem się Colpidium colpoda w rozmaitych środowiskach. Wpływ elektrolitów, ciśnienia osmotycz-nego, stężenia jonów wodorowych. Arch. Hydrobiol. i Rybactwa.5(113).

29. Y a s u d a A. 1899- 1900. Studien iiber die Anpassungsfithigkeit einiger In-fusorien an concentrirte I.osungen. Journ. Coli. nniv. Tokyo. XIII (101).

http://rcin.org.pl

Zusammenfassung.

Es werdeil zwei Möglichkeiten der zellulären Adaptation unter-schieden. Zunächst kann dieselbe dadurch zustande kommen, dass in der Zelle selbst Veränderungen eintreten, welche ihr das Leben unter neuen Bedingungen ermöglichen. Zweitens aber besteht die Atöglich-kcit. dass die Zelle als solche unverändert bleibt, wogegen der schä-dliche Faktor schon im Aussenmedium mehr minder neutralisiert wird und so das Zellinnere nicht erreicht. In der vorliegenden umfang-reichen Literatur wird diese zweite Möglichkeit recht wenig berück-sichtigt, obwohl die Sache für die Immunbiologie nicht ohne Bedeu-tung ist.

In eigenen Versuchen untersuchte Verf. die Einwirkung \on Kssig—bzw. Weinsäure auf verschiedene Lebensbetät igungen von Paramecium, wobei den Adaptatior.serscheinungen eine spezielle Aufmerksamkeit gewidmet war. Sämtliche Versuche wurden an Einzel-tieren ausgeführt. Die pH—Grenzen der in Betracht kommenden Lösungen waren: 5.0—7.1 für Essigsäure und 4.1 —5.5 für Weinsäure. Die Lebensdauer in diesen Lösungen ersieht man aus Tabelle I. Es foigt aus derselben, dass die Lebensgrenzen nicht allein durch die aktive Reaktion des Mediums, sondern auch durch die chemische Natur der Säure bestimmt werden. Es ist die scharfe Grenze zwi-schen letaler und unschädlicher Konzentration der Säure affallend. Von Interesse ist die Tatsache, dass die Trichozystenentladung an denselben pH-Wert beider Säuren (4.4—4.5) gebunden ist. Essigsäure dringt viel leichter in die Zelle ein. daher ihre mehr ausgesprochene toxische Wirkung, die Trichozystenet ladung dagegen beruht auf einer Oberflächenwirkung und deshalb erfolgt sie bei derselben Azidität beider Substanzen. Die Tab. II zeigt, dass in derselben Flüssig-keitsmenge dicht angehäufte Infusorien bedeutend widerstandsfähiger sind, als zahlarme Tiere. Das Medium einer dichten Anhäufung weist eine allmähliche Hebung des pH-Wertes auf, was wahrscheinlich mit Adsorption der Säure durch die Infusorien zusammenhängt. Besonders in Anwesenheit toter Tiere ist diese neutralisierende Wirkung der Anhäufung deutlich. In letalen Säurekonzentrationen findet eine be-deutende (Juellung des Protoplasmas und des Kernes statt, wobei die Kcmplasmarelation unverändert bleibt (Tab. III, Volumina in rela-tiven Einheiten angegeben, eine solche Einheit ist gleich 8.3 ;J.I. Plasmaviskosität bestimmte man durch Zentrifugieren der mit schwe-rer BaCrO, Suspension gefütterten Tiere. In Säurelösiingen erfolgt zunächst eine Verflüssigung des Plasmas (Tab. IV i, welcher eine

http://rcin.org.pl

allmähliche Verdichtung folgt. In Ess igsäure von pH über 6.0 findet keine merkliche Veränderung der Viskosität s ta t t . In Weinsäurelö-sungen ist die Verflüssigung an pH 4.3—4.4 gebunden . Hie Verflüs-s igungsphase ist vollauf umkehrbar , die Verd ich tungsphase—nur bis zu einem best . Stadium. Der h e m m e n d e Einfluss der Ess igsäure auf die Sch lagf requenz der kontraktilen Vakuolen zeigt Tab. V. Analog wirkt Weinsäure, doch erst bei pH 4.5. Ess igsäure von pH über 6.0 und Weinsäure pH über 4.6 beeinf lussen die Anzahl der geb i lde ten Nahrungsvakuolen nicht. Bei s teigender Azidität wird die Nahrung-saufnahme allmählich gehemmt. Ess igsäure pH über 6.0 und Wein-säure pH über 4.9 üben keine hemmende Wirkung auf die Tei lung-sfrequenz aus. Aber eine ganz geringe Ste igerung der Azidität (bis 5.9 bzw. 4.6 respektive) erweist sich als letal. In Massenkul turen wurde eine schwach st imulierende Wirkung beider Säuren auf die Zellteilung beobachte t . Die Bewegungsgeschwindigkei t der Infusorien ist von der Säurekonzentrat ion stark abhängig (Tab. VI). E b e n s o wird die Intensität der geotakt ischen Reaktion durch die Säurekonzentra-tion beeinflusst (Tab. VII). Unklar ist das chemotakt i sche Verhalten der Tiere. In der klassischen von J e n n i n g s ge fundenen Ess igsäure-konzentrat ion 1 SOVo (gleich pH 6.4). welche dichte chemotak t i sche Ansammlungen hervorruft , verhalten sich die Tiere ganz indifferent , sie zeigen weder morphologische, noch funktionelle Veränderungen. Die chemotaktisch wirksame Konzentrat ion der Weinsäure entspr icht dem pH-Werte 4.8 -5.0; dieselbe wirkt subletal und bedingt mehrere wahrnehmbare Veränderungen.

Die Regulat ionserscheinungen studierte man in Essigsäurelö-sungen von pH 5.8—6.9. Das Verhal ten der Tiere in Abhängigkeit von der Einwirkungszeit zeigt Tab. VIII. Verschiedene Eigenschaf ten des Tieres, wie dessen Volumen, Plasmaviskosi tä t , Schlagf requenz der kontrakti len Vakuolen und Bewegungsgeschwindigkei t , werden anfangs stark modifiziert , doch kehren sie nach ca. 3 S tunden zur Ursprugsnorm zurück. Auf das Vorhandensein einer Regulat ionsfähig-keit lässt sich h ieraus nicht schl iessen, da während der Versuchszei t die Azidität des Mediums eine Veränderung erfahren hat te: der ursprüngliche pH-Wert 5.8 ist zu 5.9 anges t iegen . Bei der Grenz schärfe der wirksamen Konzentration genügt dieser ger inge Unter-schied. um die Wiederkehr normaler Verhäl tnisse auch ohne Regu-lation zu erklären. Das Eintreten einer Regulation bei s j reng unver-änder ter Azidität des Mediums liess sich nie nachweisen , s te ts ist dieselbe mit einer pH-Hebung verbunden. So bleibt z. B. die Schlag-frequenz der vorderen Vakuole in einer Lösung der nicht flüchtigen

http://rcin.org.pl

Weinsäure von pH 4.7 weitgehend kons tant , eine Rückkehr zur Norm lässt sich nicht sicher feststel len (Tab. IX). Zu Vergleichszwecken versuchte man die aus der Literatur bekannten Regula t ionserschei -nungen an Hand eines ganz andersar t igen Faktors darzustel len. Es dienten hierzu ext reme Temperaturen; 28—29", bzw. 2 - 3 " . I n d e r niedrigen Temperatur erfolgt zunächst eine starke Ver langsamung der Vakuolentätigkeit , die Kont rak t ionsper iode kehrt j edoch allmählich zur Norm zurück, obwohl die Infusorien daue rnd in der Temperatur 2—3° verbleiben (Tab. X). In der hohen Temperatur war die Schlag-f requenz an fangs stark beschleunigt (8.6—9.5 sek.), um später eben-falls allmählich die Norm zu erreichen. Die van ' t -Hof fsche Regel findet hier keine Anwendung . Diese Versuche zeigten somit eine klare Regulat ionsfähigkeit , welche man in Säure lösungen ganz ver-misst . Auch eine längere Einwirkung der Säuren (10 Tage in Wein-säure pH 4.8—5.0, über ein Monat in Ess igsäure pH 6.0—6.4) hatte die Widerstandsfähigkei t der Infusorien nicht merklich gehoben . Mehrmalige Selektion durch Einwirkung subletaler Säurekonzentra-tionen brachte eine nur ganz geringe Vermehrung der Widers tand-sfähigkeit mit sich. In diesen Dauerversuchen vermehren sich im Medium stark Bakterien und Schimmelpilze, welche die Säure redu-zieren und so eine Adaptat ionsfähigkei t der Infusorien vortäuschen. Auch in Fällen der vergrösser ten Widerstandsfähigkei t (Selektions-versuche) zeigten spezielle Exper imente mit der Leukobasc des Thioninblau, dass die Reduktionsfähigkei t der Infusorien eher ernie-drigt, als vermehrt war. In Übere ins t immung mit Literaturangaben (Bichniewicz) bes teh t die Möglichkeit , d a s s letale Säurekonzentrat io-nen Ek top lasmaverd ich tungen hervorrufen, welche schützend wirken.

Aus dem Biologischen Institut der Universität Wilno.

http://rcin.org.pl